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基于城市交通路口车辆拥堵疏散路径设计方法研究

- 53 -第19期2018年10月No.19October,2018随着城市化的推进,车辆随之逐渐增多,导致交通安全问题日益突出,交通路口发生事故时,易造成后继事故的发生,后果较为严重,是智能交通系统需重点解决的问题,因此实时设计城市交通路口车辆作用重大,对于城市交通路口车辆拥堵问题,疏散路径设计是交通领域发展的重要影响因素之一,目前是很多专家和学者的研究重点[1]。1 需求分析

对于城市交通路口车辆拥堵,要完成科学有效地疏散路径的设计,需以交通流状态的隶属函数的获取为基础,得到流速度和流量的变化特征。传统方法通过车辆状态的综合特征的获取,完成车辆在假设路段的验证,但对车流量变化特征的缺乏重视,降低了设计的精度,需进行科学合理的疏散路径设计方法。

2 设计原理对于城市交通路口车辆拥堵问题,设计其疏散路径过程中,首先针对事故多发区域路段,提取车辆的背景,组建车辆颜色空间背景的统计模型;分离车辆运动的路段,针对车辆运动的线性状态,完成转移差分方程的组建;针对下一时刻车辆运动状态,完成先验概率密度函数的计算,进而得到车辆的运动轨迹,以此为依据,设计出交通路口车辆拥堵疏散路径。具体的步骤:在差分图中,像素灰度值大于r fty (某一阈值)的像素区域由f drt 表示;对于固定多发路段车辆前景图像,由k kop 表示其像素灰度值的阈值;视频序列由σfrt 表示,某一固定位置上的像素值由V ko 表示[2],在事故多发区域,针对路段车辆颜色空间的背景,完成统计模型的组建,具体模型如下:fty drt hju kop ko frt r f g k v σ=±× 在k sf 时刻,车辆运动(事故多发区域路段)的后验概率密度由r wrg 表示;在某一时间段(d WE ),用m sgh 表示车辆轮廓,在两幅图像间,用h gjk 表示时间间隔;车辆质心移动的像素点距离用k sf 表示,则对车辆运动的线性状态进行转移差分方程的组建如下:

{}WE sgh awse sf gjk wrg d m S k h r =×⊗ 假设,被设计车辆的起始帧用σfjk 表示,结束帧用f fuh 表示;某时间段内的车流量用φdgk 表示,则通过如下公式得到车辆的运动轨迹:

{}fuh fjk eyu dfy sfg hju dgk awse swe f r c f g S S σφ×±=×⊗×依据计算结果可完成车辆拥堵疏散路径设计。

3 车辆实时优化设计

3.1 车辆跟踪匹配特征的提取

为了提升对城市交通路口车辆实时优化设计的精度,以KLT 特征点跟踪方法为依据,完成城市交通路口车道模型的组建,对路段中的运动车辆的提取通过高斯背景模型实现,建立运动车辆在视频中和在实际路段间的对应映射关系,组建路段车道坐标变换方程完成对变换后车辆位置的

确定。具体步骤为:模板中心的行列坐标用(i n ,j n ) 表示,水

平方向与模板中心的梯度用dh (n ,j )表示,图像中的亮度值

(第i 行j 列)用Y (i n ,j n )表示,则城市交通路口车道模型为:

lpwe drf (,)

(,)(,)n n n n h j i j Y i j S m dh ±=⊕,其中,区域差分和(水平方向)用m drf 表示。假设,车辆消失点的位置用ιdgh 表示;在全部图像帧中,由k dhj 表示次数出现最多的帧消失点;线段交点的出现频率

用k sgh 表示;在正负斜率直线中,用m dhkp 表示相邻两根线的基金项目:陕西省教育厅专项科研计划项目;项目名称:基于智能网联技术的交通拥堵疏散策略研究;项目编号:17JK0071。

作者简介:王亚平(1975— ),女,陕西商洛人,副教授,硕士;研究方向:车辆工程及车身维修技术。

王亚平,李占锋

(陕西交通职业技术学院 汽车工程学院,陕西 西安 710018)

摘 要:文章对于城市交通路口车辆拥堵问题,完成了疏散路径方法的设计。以各帧线段间交点的出现频率为依据,完成对车道线和车辆消失点位置的确定,针对事故多发区域,为对变换后车辆位置进行确定,组建路段车道坐标变换方程,对车辆进行跟踪匹配时,给出其状态特征,在路口交通流状态的隶属函数的获取上,采用模糊推理实现,对于路段交通流速度和流量,给出其变化特征,据此完成疏散路径的设计,经实验检测后表明该设计方法具有较高的精确度。

关键词:城市交通;交通路口;车辆拥堵;疏散路径

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