一种交通信息智慧采集系统及方法

本发明属于交通信息处理，具体为一种交通信息智慧采集系统及方法。

背景技术：

1、交通信息处理是指对与交通相关的各种数据和信息进行采集、存储、处理、分析和应用的过程，包括数据采集、数据存储、数据处理、数据分析以及应用服务。数据采集：通过传感器、摄像头、雷达等设备获取交通相关的数据，如车流量、车速、道路状况、交通信号灯状态等；数据存储：将采集到的数据进行存储，可以采用数据库或者分布式存储系统等技术，以便后续的查询和分析；数据处理：对采集到的原始数据进行清洗、预处理、转换和计算，以获取更有用的信息，这可能涉及数据清洗、数据归一化、特征提取、数据融合等技术；数据分析：利用统计分析、机器学习、深度学习等方法对处理后的数据进行分析和挖掘，以发现交通状况的规律、趋势和异常，为交通管理和决策提供支持；应用服务：根据数据分析的结果，提供各种交通信息服务，如实时交通状况查询、交通导航、交通事故预警、交通管制决策等。

2、然而，针对一些双车道的城市道路，在该类型的道路两侧还会添加停车位，从而导致行程的安全性大大降低，对于该部分交通道路而言，若是驾驶员需要寻找车位就需要放缓车速，同时停车位上的车辆进出时若不及时打开双闪，没有任何提醒设施，很容易就会导致追尾或是碰撞情况，存在极大的安全隐患；另外，现有的交通路线导航，通常需要考虑实时道路的拥堵情况而给出导航路线，并未考虑到上述双车道城市路段中停车进出时对交通的影响因素，从而导致目前导航路线的提供在一定程度上欠缺对实际行驶时安全性的考虑。

技术实现思路

1、（一）解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种交通信息智慧采集系统及方法，通过对停车位进行的监测和分析，可准确识别哪些车位有空余，可快速引导驾驶员找到空余车位，同时能发现非机动车占用机动车车位，并及时疏导，提高车位的使用效率；结合信号灯的使用还能在一定程度上优化交通管理。

3、（二）技术方案

4、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

5、一种交通信息智慧采集系统，包括：

6、信息采集判定模块，在具有若干路边停车位的双向城市路段中，将位于同一侧的若干车位划分为n段，每段中的车位数量至少有5个，获取每段车位中检测到的压力值；

7、在压力值处于无变化的前提条件下，若任一段车位中每个车位对应的压力值均超过预设值，则发送无空余车位指令；若任一段车位中至少有1个车位对应的压力值未超过预设值，但压力值并非为0时，则继续获取该段车位的车位图像，采用计算机视觉和图像处理技术来分析车位图像，以判断对应车位上停放的是否为机动车，在判定为非机动车时，发送提示信号，执行人员派遣策略，以将非机动车从对应的车位上移除，而后发送有空余车位指令；若任一段车位中至少有1个车位对应的压力值未超过预设值，且压力值为0时，则发送有空余车位指令；若任一段车位中至少有1个车位对应的压力值处于持续变化状态时，则发出车辆警示指令；

8、分段汇总提示模块，在每段车位中，根据获取到的指令类别生成对应的信号，以提示驾驶员做出响应动作；

9、数据获取评估模块，在预设时间周期t内，获取每个双向城市路段中的车流数据，并提取该时间周期t内每个信号灯发出频闪信号的次数和，依据经过预处理后的车流数据和次数和，计算生成双向城市路段对应的行驶安全评估指标dai；

10、决策导航修正模块，在交通导航路线中，出发地和终点之间存在具有若干路边停车位的双向城市路段时，将当下双向城市路段对应的行驶安全评估指标dai与预设的评估阈值dol进行对比，根据对比结果执行相应策略。

11、进一步的，将位于同一侧的若干车位划分为n段，该处的n=｛1、2、…、s｝，且s为正整数，每个车位中均配备有压力传感器，以获取所需的压力值。

12、进一步的，采用计算机视觉和图像处理技术来分析车位图像的过程如下：

13、目标检测：使用目标检测算法来检测车位图像中的车辆；

14、车辆分类：在检测到车辆的条件下，采用cnn对车辆进行分类，以确定车辆是否为机动车，其中运用的cnn模型会在若干车辆图像数据上进行训练，以学习机动车的特征；

15、特征提取：若车位图像中检测到的对象并非是机动车，则继续采用特征提取技术来提取图像中的特征，包括颜色、形状以及纹理；

16、分类器训练：根据提取的特征，训练一个分类器以区分机动车和其他对象；

17、测试和验证：对模型进行测试和验证。

18、进一步的，若是某段车位中获取到的指令类别为：无空余车位指令，则通过信号灯发出红色信号；若是获取到的指令类别为：有空余车位指令，则通过信号灯发出绿色信号；若是获取到的指令类别为：车辆警示指令，则通过信号灯发出红色频闪信号或绿色频闪信号。

19、进一步的，信号灯发出红色频闪信号或绿色频闪信号是根据获取到指令之前的对应指令进行判断的，若是获取到指令之前的对应指令为：无空余车位指令，则此时信号灯发出红色频闪信号；若是获取到指令之前的对应指令为：有空余车位指令，则此时信号灯发出绿色频闪信号。

20、进一步的，车流数据包括车辆密度、事故发生率以及路段宽度；车辆密度表示在预设时间周期t内通过该路段的车辆数量与该路段长度的比值；事故发生率表示在该路段下过去一年内发生交通事故的次数（可以通过公众查询获取，或者通过向交警部门申请获取更为精确的数据）与一年天数的比值；路段宽度表示该路段的最小宽度值。

21、进一步的，对车流数据和次数和进行预处理的过程为：进行数据清洗，并对清洗后的数据进行无量纲化处理。

22、进一步的，对应双向城市路段的行驶安全评估指标dai的计算方式如下：

23、；

24、式中，表示车辆密度，sc表示车辆数量，lc表示路段长度，表示事故发生率，js表示一年内发生事故的次数，365表示一年的天数，rkmin表示路段的最小宽度，f1、f2、f3分别为车辆密度、事故发生率以及路段的最小宽度的预设比例系数，且f1＞f2＞f3＞0，e-lnk表示修正系数，e为自然常数，k表示在时间周期t内每个信号灯发出频闪信号的次数和，100为误差修正因子。

25、进一步的，根据对比结果执行相应策略的过程为：若是行驶安全评估指标dai超过评估阈值dol，则按照既定的交通导航路线行驶；若是行驶安全评估指标dai未超过评估阈值dol，则发出预警信号，并执行自动切换交通导航路线的策略。

26、一种交通信息智慧采集方法，包括如下步骤：

27、s1、在具有若干路边停车位的双向城市路段中，将位于同一侧的若干车位划分为n段，每段中的车位数量至少有5个，获取每段车位中检测到的压力值；

28、在压力值处于无变化的前提条件下，若任一段车位中每个车位对应的压力值均超过预设值，则发送无空余车位指令；若任一段车位中至少有1个车位对应的压力值未超过预设值，但压力值并非为0时，则继续获取该段车位的车位图像，采用计算机视觉和图像处理技术来分析车位图像，以判断对应车位上停放的是否为机动车，在判定为非机动车时，发送提示信号，执行人员派遣策略，以将非机动车从对应的车位上移除，而后发送有空余车位指令；若任一段车位中至少有1个车位对应的压力值未超过预设值，且压力值为0时，则发送有空余车位指令；若任一段车位中至少有1个车位对应的压力值处于持续变化状态时，则发出车辆警示指令；

29、s2、在每段车位中，根据获取到的指令类别生成对应的信号，以提示驾驶员做出响应动作；

30、s3、在预设时间周期t内，获取每个双向城市路段中的车流数据，并提取该时间周期t内每个信号灯发出频闪信号的次数和，依据经过预处理后的车流数据和次数和，计算生成双向城市路段对应的行驶安全评估指标dai；

31、s4、在交通导航路线中，出发地和终点之间存在具有若干路边停车位的双向城市路段时，将当下双向城市路段对应的行驶安全评估指标dai与预设的评估阈值dol进行对比，若是行驶安全评估指标dai超过评估阈值dol，则按照既定的交通导航路线行驶；若是行驶安全评估指标dai未超过评估阈值dol，则发出预警信号，并执行自动切换交通导航路线的策略。

32、（三）有益效果

33、本发明具备以下有益效果：

34、1、 本发明通过对停车位进行监测和分析，可准确识别哪些车位有空余，可快速引导驾驶员找到空余车位，同时能发现非机动车占用机动车车位，并及时疏导，提高车位的使用效率；采用能够判断车位状态的信号灯，提前向驾驶员显示车位状态，避免因缓慢观察而导致的安全隐患，在检测到车辆进出时发出提示，增加了行车的安全性，结合信号灯的使用还能在一定程度上优化交通管理，引导驾驶员合理选择行驶路径，起到疏解路段交通压力的作用。

35、2、 本发明通过在预设时间周期内获取车流数据，并根据车流数据中的多类别数据影响因素，结合时间周期内每个信号灯发出频闪信号的次数和作为修正因素，计算出该类别双向城市路段的行驶安全评估指标，这使得驾驶员在行驶过程中可以得知当前路段的安全状况，通过实时的行驶安全评估和导航决策，能够帮助驾驶员选择相对安全的路线，从而降低在高风险路段发生事故的可能性，提高行驶的安全性，体现了该交通系统的智能化设计。