2020道路交通安全与智能控制毕业设计
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智能交通事故预警系统设计毕业设计智能交通事故预警系统设计摘要:本篇文章将介绍智能交通事故预警系统的设计及其在交通安全领域的重要性。
该系统通过使用先进的传感技术、数据分析技术和人工智能算法,能够实时监测道路交通状况,并提前预警潜在的交通事故,从而降低交通事故的发生率,保障驾驶人和行人的安全。
1. 简介智能交通事故预警系统是一种基于现代信息技术的交通安全管理手段。
它以传感器和数据采集设备为基础,通过数据分析和智能算法,提供实时的交通事故预警和预防功能。
该系统能够在事故发生前及时发出预警信号,引导驾驶员采取避免事故的措施,从而最大程度地保护交通参与者的安全。
2. 设计原理智能交通事故预警系统主要依赖于以下几个方面的技术:- 传感器技术:利用多种传感器,如图像传感器、声音传感器和运动传感器等,实时监测交通环境中的车辆和行人情况。
- 数据采集与传输:通过无线通信技术,将传感器采集到的数据传输至中央服务器,以便进行数据分析和处理。
到的数据进行处理,提取有用的信息并进行事故预测。
- 预警系统:当系统检测到潜在的交通事故风险时,会及时向驾驶员、行人或相关交通管理部门发送预警信息。
3. 系统组成智能交通事故预警系统主要包括以下几个组成部分:- 传感器网络:布设在道路上的传感器网络,用于实时监测交通环境中的车辆和行人情况。
- 数据采集和传输设备:负责将传感器采集到的数据传输至中央服务器,为后续的数据分析和处理提供基础。
- 数据分析和处理服务器:通过使用数据分析和挖掘算法,对传感器采集到的数据进行处理和分析,以提取有用的交通信息并进行事故预测。
- 预警系统:将预警信息及时发送给驾驶员、行人和交通管理部门,引导驾驶员采取避免事故的措施。
4. 工作原理智能交通事故预警系统的工作原理如下:1) 传感器网络实时监测交通环境中的车辆和行人情况,并将采集到的数据传输至数据分析服务器。
集到的数据进行处理和分析,提取有用的交通信息。
1引言1.1 本课题的意义城市交通控制系统主要是用于城市交通数据监测、交通信号灯控制与交通疏导的计算机综合管理系统,它已经成为现代城市交通监控指挥系统中最重要的组成部分。
因此,如何利用先进的信息技术改造城市交通系统已成为城市交通管理者的共识[1]。
高效的交通灯智能控制系统是解决城市交通问题的关键。
随着经济的快速发展,城市中的车辆逐渐增多,交通拥挤和堵塞现象日趋严重,引起交通事故频发、环境污染加剧等一系列问题。
本设计采用单片机控制,实现交通信号灯的智能控制。
系统根据东西和南北两个方向的车辆情况,自动进行定时控制和智能控制方式的切换,当某一方向没有车辆时,系统会自动切换使另一方向车辆通行。
当两个方向都有车辆时,按照定时控制方式通行。
本设计与普通的交通信号控制系统相比,其优点是可根据路口情况的不同,对交通灯进行差异化控制,从而达到使道路更为通畅的目的,最大限度的缓解交通拥挤情况[2]。
交通信号控制系统是现代城市交通控制和疏导的主要手段。
而作为城市交通基本组成部分的平面交叉路口,其通行能力是解决城市交通问题的关键,而交通信号灯又是交叉路口必不可少的交通控制手段。
随着计算机技术和自动控制技术的发展,以及交通流理论的不断发展完善,交通运输组织与优化理论、技术的不断提高,国内外逐步形成了一批高水平有实效的城市道路交通控制系统[3]。
1.2 国内外发展状况交通信号控制系统是现代城市交通控制和疏导的主要手段。
而作为城市交通基本组成部分的平面交叉路口,其通行能力是解决城市交通问题的关键,而交通信号灯又是交叉路口必不可少的交通控制手段。
随着计算机技术和自动控制技术的发展,以及交通流理论的不断发展完善,交通运输组织与优化理论、技术的不断提高,国内外逐步形成了一批高水平有实效的城市道路交通控制系统[4]。
国外现状1 澳大利亚SCAT系统SCATS采取分层递阶式控制结构。
其控制中心备有一台监控计算机和一台管理计算机,通过串行数据通讯线路相连。
交通信息工程及控制毕业设计引言交通信息工程及控制是交通领域中的一项重要技术,主要目的是通过科学的信息处理和智能化的控制方法来改善交通系统的效率、安全和环境影响。
交通信息工程及控制的研究内容包括交通数据采集与处理、交通网络建模与优化、交通信号控制与调度等方面。
本文将以一个典型的毕业设计项目为例,介绍交通信息工程及控制的研究内容和方法。
项目背景本项目旨在通过建立一个交通信号控制系统,优化某城市的交通网络效率,并改善城市的交通拥堵问题。
该城市交通网络复杂,交通流量大,存在严重的交通拥堵和交通事故问题。
通过采集交通数据、建立交通模型和优化交通信号控制策略,可以有效地提高交通网络的运行效率。
需求分析根据对该城市的交通分析,我们提出以下需求:1.采集交通数据:通过安装交通流量监测设备和摄像头等设备,实时采集道路上的交通流量和行驶状态等信息。
2.建立交通模型:根据采集到的交通数据,建立城市交通网络的模型,包括交通流量、路段拥堵程度、车辆行驶速度等参数。
3.优化交通信号控制:基于建立的交通模型,采用优化算法,设计交通信号控制策略,以最大化交通网络的通行能力和减少交通拥堵。
4.系统实时监测与调度:实时监测交通信号控制系统的运行情况,并根据实际情况进行调度,保证系统的稳定运行。
技术实现采集交通数据为了实时获取道路上的交通信息,我们需要部署一套交通数据采集系统。
这个系统包括交通流量监测设备、摄像头和车辆识别系统等。
交通流量监测设备可以通过感应器或摄像头进行车辆流量的实时采集;摄像头可以用于对交通情况的图像采集,便于后续的图像识别和分析;车辆识别系统可以通过车牌识别等技术手段,对交通流量进行精确统计与分析。
建立交通模型根据采集到的交通数据,我们可以建立一个城市交通网络的模型。
这个模型可以以图的形式表示,每个路段对应一个节点,路段之间的连接表示交通流量的传输关系。
节点和连接上的权重可以表示交通流量、拥堵程度等参数。
根据这个模型,我们可以分析交通流量分布、拥堵状况等信息。
基于PLC(可编程逻辑控制器)的十字路口多功能智能控制系统是一个非常有趣和实用的毕业设计课题。
以下是一个可能的项目概述和设计要点:项目概述:设计一个基于PLC的十字路口多功能智能控制系统,旨在提高交通流量效率、减少交通拥堵,并提供多种功能以增加行车安全性和便利性。
该系统将使用传感器、信号灯、摄像头和PLC等组件进行数据采集、处理和控制。
设计要点:1. 系统需求分析:明确系统所需的功能和性能,例如交通流量监测、优化信号控制、行人过街控制等。
2. 传感器选择和布局:选择合适的传感器来收集交通流量、车辆速度、行人活动等数据,并合理布置在十字路口各个位置。
3. 数据采集和处理:使用PLC进行传感器数据的采集和处理,通过算法对交通状态进行实时分析和判断。
4. 信号控制策略设计:根据交通状况和优化目标,设计智能的信号控制策略,如多相位信号控制、自适应信号控制等。
5. 行人过街控制:考虑行人的安全和便利性,设计行人过街信号控制策略,并与车辆信号控制相协调。
6. 控制系统实现:基于PLC编程软件(如Siemens Step 7或Rockwell RSLogix)进行PLC程序设计和逻辑控制。
7. 可视化界面设计:开发一个可视化界面(HMI),用于监视交通状态、设置参数和手动控制信号等。
8. 系统测试和验证:对设计的系统进行硬件连接、PLC 程序上传和功能测试,并通过仿真或实际测试验证系统的性能和效果。
9. 性能优化和改进:根据测试结果和用户反馈,对系统进行性能优化和改进,以提高交通流量效率和安全性。
在完成毕业设计时,你可能需要参考相关的PLC编程手册和技术文档,以及交通工程和智能交通系统方面的学术文献和标准。
此外,合理规划时间、资源和团队合作也是成功完成该项目的关键因素。
祝你顺利完成设计!。
目录摘要 (1)第一章概述 (2)1。
1交通灯的发展及现状 (2)1。
2 单片机说明 (2)第二章智能交通灯的设计原理 (5)2。
1 智能交通灯的设计框图 (5)2.2智能交通灯的设计方案及改进措施 (5)第三章智能交通灯电路设计 (5)3。
1控制器的系统框图 (6)3。
2智能交通灯控制系统电路图..................... 错误!未定义书签。
3。
3工作原理 (7)第四章智能交通灯软件系统设计 (13)4.1 智能交通灯的软件设计流程图 (13)4。
2 程序源代码 (13)第五章智能交通灯方案的仿真 (13)小结 (18)致谢词 (18)参考文献 (18)附录 (20)附录A:智能交通灯控制程序: (20)摘要本文介绍的是一个基于PROTEUS的智能交通灯控制系统的设计与仿真,系统根据交通十字路口双车道车流量的情况控制交通信号灯按特定的规律变化。
本文首先对智能交通灯的研究意义和智能交通灯的研究现状进行了分析,指出了现状交通灯存在的缺点,并提出了改进方法.智能交通灯控制系统通常要实现自动控制和在紧急情况下能够手动切换信号灯让特殊车辆优先通行。
本文还对AT89S51单片机的结构特点和重要引脚功能进行了介绍,同时对智能交通灯控制系统的设计进行了详细的分析.最后利用PROTEUS软件,通过其平台对交通灯控制系统进行了仿真,仿真结果表明系统工作性能良好.关键词:PROTEUS、AT89S51单片机、智能交通灯;第一章概述1.1交通灯的发展及现状中国车辆数量不断增加,交通管制的工作量越来越大,利用计算机代替人进行高效交通管理是必然的发展趋势,而让计算机控制的交通灯拥有类似人类的感知智能,具有很强的现实意义,比如通过摄像机让交通灯控制系统获得视觉感知功能,就可以代替人类的眼睛,使系统根据所“看到"交通情况自适应改变管制策略,提高了交通管理的自动化水平,使得交通更高效、更顺畅。
目前设计交通灯的方案有很多,有应用CPLD设计实现交通信号灯控制器方法;有应用PLC实现对交通灯控制系统的设计;有应用单片机实现对交通信号灯设计的方法。
智能车毕业设计范文一、引言随着科技的不断发展,智能交通系统已经逐渐成为实现交通安全和效率的重要手段之一、智能车作为智能交通系统的重要组成部分,具有自主导航、智能控制和自动执行等功能。
本文将介绍一个智能车毕业设计方案,旨在设计一款具有智能导航和避障功能的智能车。
二、设计方案1.系统框架该智能车系统由硬件和软件两部分组成。
硬件部分包括车体、传感器、控制器等,软件部分包括导航算法、避障算法等。
2.硬件设计智能车的车体由底盘、轮子和电机组成。
底盘采用轻质材料制造,轮子与电机可以实现自由转动和方向控制。
车体内部集成了传感器,包括激光雷达、摄像头和超声波传感器等。
控制器是智能车的核心部件,负责接收传感器数据、进行信息处理和控制车体行动。
控制器应具备高性能的处理器和丰富的通信接口,以满足复杂的算法运算和数据收发要求。
3.软件设计智能车的软件部分主要包括导航算法和避障算法。
导航算法是智能车实现自主导航的关键。
该算法应能根据车体当前位置和目标位置,通过传感器数据判断前方道路情况,并制定合适的行进路线。
避障算法是智能车避免碰撞的重要手段。
该算法应利用激光雷达、摄像头和超声波传感器等数据,识别周围的障碍物,并及时采取措施避免与障碍物发生碰撞。
4.实施计划该智能车的实施计划可以分为以下几个步骤:(1)搭建智能车的硬件平台,包括底盘、轮子、电机和传感器等。
(2)编写控制器的驱动程序,实现车体的基本动作控制。
(3)编写传感器数据采集与处理程序,获取传感器数据并进行处理。
(4)设计导航算法,实现智能车的自主导航功能。
(5)设计避障算法,实现智能车的避障功能。
(6)测试和调试智能车系统,不断优化算法和性能。
三、结论本文提出了一种智能车毕业设计方案,旨在设计一款具有智能导航和避障功能的智能车。
该方案通过硬件和软件的结合,实现了智能车的基本动作控制、传感器数据采集与处理、导航算法和避障算法的设计与实现。
这一方案有助于提高交通安全和效率,具有一定的实用性和推广价值。
摘要当前,在世界范围内,一个以微电子技术,计算机和通信技术为先导的,以信息技术和信息产业为中心的信息革命方兴未艾。
而计算机技术怎样与实际应用更有效的结合并有效的发挥其作用是科学界最热门的话题,也是当今计算机应用中空前活跃的领域。
本文研究的是以AT89C51单片机为控制器的智能交通灯控制系统,该系统通过红外接收器接收信号实现特种车辆(119、120等)自动放行;通过车辆检测电路采集路况信号,经单片机处理后,分配各车道的绿灯时间,实现车流动态调节,并由74HC244驱动LED 数码管显示通行倒计时;左拐、右拐、直行及行人的通行指示灯采用双色高亮度发光二极管,设计中还添加了声音提示电路,方便盲人过人行道。
本设计是以软件和硬件相结合的方式来实现,文中给出了具体的硬件电路图和软件流程图及程序源码。
关键词:智能交通灯,AT89C51,车辆检测,LEDAbstractAt present, in the world scope, a microelectronics technology, computer and communication technology as the forerunner, information technology and information industry as the center of the information revolution is in the ascendant. And how computer technology and practical application is the combination of more effective and effective play its role is the scientific community the most popular topic, also is the computer application in unprecedented active field.This study is based on AT89C51 as the controller of the intelligent traffic light control system. The system can achieve the special viehicles (119,120ect) automatically release through the infared receiver to receive signal. Collecting traffic information by the vehicle detection circuit, treated by the MCU, assigning green time of each lane to achieve dynamic adjustment of traffic by the 74HC244 driving the passage of LED digital display the countdown. The traffic light of turn left, turn right, straight and pedestrian adopt with two-color high-brightness light-emitting diodes, and the design is also added the circuit of vioce prompts, i t’s convenient to blind man cross the sidewalk. The design is based on software and hardware combination to achieve. The paper gives a detailed circuit diagram of hardware and software flow chart and program soure code.Keywords: intelligent traffic light, AT89C51, vehicle detection, LED第一章引言交通灯的历史要追溯到19世纪初,在英国中部的约克城,红、绿装分别代表女性的不同身份。
智慧交通系列毕业设计智慧交通是近年来发展迅速的一个领域,它结合了信息技术、通信技术、传感器技术、人工智能等多个学科的知识,旨在提高交通系统的效率和安全性。
以下是一个可能的智慧交通系列毕业设计题目和步骤:题目:智慧交通系统设计与实现一、设计目标本设计旨在构建一个智慧交通系统,通过实时感知、分析、处理和优化交通信息,提高道路使用效率,减少交通拥堵,降低交通事故发生率,并提高公共交通服务水平。
二、设计内容1. 交通数据采集:利用传感器、摄像头等设备采集交通数据,包括车辆流量、速度、道路状况、天气情况等。
2. 数据处理与分析:对采集的交通数据进行处理和分析,包括数据清洗、去重、融合、预测等,提取出有用的信息。
3. 交通控制策略制定:根据处理后的数据,制定相应的交通控制策略,如信号灯控制、车道控制、停车控制等。
4. 系统集成与测试:将各个子系统集成到一个平台上,进行系统测试和优化,确保系统的稳定性和可靠性。
5. 成果展示与评估:对设计的智慧交通系统进行成果展示和评估,包括性能测试、用户满意度调查等,并根据评估结果进行优化。
三、技术方案1. 传感器技术:利用红外传感器、激光雷达、摄像头等设备采集交通数据。
2. 通信技术:利用物联网、5G等技术实现传感器与平台之间的数据传输和通信。
3. 人工智能:利用机器学习、深度学习等技术对数据进行处理和分析,提取出有用的信息。
4. 云计算技术:利用云计算技术实现数据的存储和处理,提高系统的性能和可靠性。
四、创新点与特色本设计的创新点在于:1. 综合运用了多种先进技术,提高了系统的智能化程度;2. 实现了对多种交通信息的实时感知和分析,提高了道路使用效率;3. 通过制定合理的交通控制策略,减少了交通拥堵和交通事故的发生;4. 提高了公共交通服务水平,为市民提供了更加便捷、舒适的出行体验。
五、可行性分析本设计在技术上具有较高的可行性,因为它综合运用了现有的先进技术,并参考了国内外智慧交通系统的成功案例。
交通智能控制课程设计论文一、课程目标知识目标:1. 让学生理解交通智能控制的基本概念、原理及其在实际交通系统中的应用。
2. 使学生掌握交通信号控制、智能交通监控和智能导航等关键技术。
3. 帮助学生了解我国交通智能控制领域的发展现状和未来趋势。
技能目标:1. 培养学生运用所学知识分析和解决实际交通问题的能力。
2. 提高学生设计简单交通智能控制系统方案的能力。
3. 培养学生运用现代信息技术手段进行数据收集、处理和分析的能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对交通智能控制技术的兴趣,激发他们探究未知领域的热情。
2. 增强学生的团队合作意识,培养他们在团队中积极沟通、协作解决问题的能力。
3. 培养学生关注社会交通问题,树立绿色出行、文明交通的观念。
本课程针对高年级学生,结合课程性质、学生特点和教学要求,将目标分解为具体的学习成果。
在教学过程中,注重理论与实践相结合,充分调动学生的主观能动性,培养他们独立思考和解决问题的能力。
通过本课程的学习,期望学生能够掌握交通智能控制的核心知识,具备一定的实践操作技能,并树立正确的情感态度价值观。
为实现这一目标,后续教学设计和评估将紧密围绕课程目标展开。
二、教学内容1. 交通智能控制基本概念:介绍交通智能控制系统的定义、功能、分类及发展历程,对应教材第一章内容。
2. 交通信号控制:讲解信号控制的基本原理、控制策略及优化方法,包括固定时制、感应控制、自适应控制等,对应教材第二章。
3. 智能交通监控:阐述智能交通监控系统组成、工作原理及关键技术创新,如视频监控、车牌识别等,对应教材第三章。
4. 智能导航系统:介绍智能导航系统的原理、技术架构、功能及应用,对应教材第四章。
5. 交通数据采集与处理:讲解交通数据采集技术、数据处理方法及数据挖掘应用,对应教材第五章。
6. 交通智能控制应用案例分析:分析典型交通智能控制应用案例,如智能交通系统、无人驾驶等,对应教材第六章。
7. 交通智能控制发展趋势:探讨我国交通智能控制领域的发展趋势、政策法规及产业前景,对应教材第七章。
智能交通控制系统的设计与实现在现代社会,交通拥堵已成为各大城市面临的严峻问题之一。
为了有效改善交通状况,提高交通运输效率,保障交通安全,智能交通控制系统应运而生。
智能交通控制系统是一个复杂而综合的系统,它融合了多种技术和理念,旨在实现交通的智能化管理和优化。
智能交通控制系统的核心目标是通过实时监测、数据分析和智能决策,对交通流量进行合理的调配,减少拥堵,提高道路的通行能力。
要实现这一目标,需要从多个方面进行设计和考虑。
首先,在硬件方面,需要配备一系列先进的设备,如传感器、摄像头、信号控制器等。
传感器可以实时感知道路上的车辆数量、速度、车型等信息;摄像头则能够捕捉交通场景的图像,为交通状况的分析提供直观的依据;信号控制器则根据收集到的信息,对交通信号灯进行智能控制。
这些硬件设备的布局和安装位置至关重要。
例如,在道路的关键节点,如十字路口、高速公路出入口等,需要密集布置传感器和摄像头,以确保能够准确获取交通流量的变化情况。
同时,为了保证设备的正常运行和数据的准确传输,还需要建立稳定可靠的通信网络,将各个设备连接起来,实现数据的实时共享。
在软件方面,智能交通控制系统需要强大的数据分析和处理能力。
收集到的海量交通数据需要经过有效的清洗、筛选和分析,才能提取出有价值的信息。
数据分析算法的选择和优化是关键,常见的算法包括聚类分析、回归分析、决策树等。
通过这些算法,可以对交通流量的规律进行挖掘,预测未来的交通状况,为交通控制策略的制定提供依据。
智能决策模块是智能交通控制系统的“大脑”。
它根据数据分析的结果,结合预设的交通规则和优化目标,生成具体的交通控制指令。
例如,在交通高峰期,决策模块可能会延长主干道的绿灯时间,减少支路上的绿灯时间,以优先保障主干道的通行;在发生交通事故或突发事件时,能够迅速调整信号灯方案,引导车辆绕行,避免交通瘫痪。
除了对道路上的车辆进行控制,智能交通控制系统还需要考虑行人的需求。
在人行横道处设置专门的感应装置,当有行人需要过马路时,能够及时调整信号灯,保障行人的安全通行。
2020道路交通安全与智能控制毕业设计第一章绪论1.1研究背景随着我国社会与经济的发展,基础设施的不断完善,日益拥堵的城市交通状况迫切需要更为先进、有效的交通管理方式。
以通信技术、计算机图像处理技术为核心的智能化道路交通系统—电子警察系统应运而生,成为了前公路交通管现的发展方向。
现如今世界各国都在建设并完善着自己的电子警察系统。
路门电子警察系统的作用不仅仅在于抓拍违章车辆,它对对于路口交通配时调控、此路口到下个路口的车流衔接、区域的交通流控制、整个城市新建道路的规划、老路的修缮,甚至对整个城市路口的重新布局都有着深远的影响。
电子警察系统在国内的发展并不完善。
在路口监控系统布设中,通常存在着车牌抓拍灵敏度过高、因施工时间过长而阻塞交通、信号灯配时不合理,拍摄废片率高,识别率差等问题,解决这些问题就有待电子警察系统的进一步完善。
电子警察系统在现代交通系统中起着举足轻重的作用,建立高质量的电了警察系统是交通管现方面的迫切需求,交通管理自动化也是城市现代化的标志之一。
1.2国内外研究现状八十年代后,全世界各国开始大量投入人力、物力、财力开展智能交通系统的研发。
目前而言,its在日本得到最广泛的应用,如日本的vics系统已经相完备和成熟,其次美国、欧洲等地区也普遍应用。
在中国,北京、上海、广东等地也已广泛使用。
美国目前在智能交通系统领域同样处于领先水平。
90年代初,美国就开始对its研究开展投资。
1998年,其签署的“面向21世纪运输权益法案(transportationequityactofthe21thcentury)”赢得了公路系统的重建与继续发展的大笔投资。
现今而言,its对美国交通的覆盖率达到80%以上。
日本对its的研究早在20世纪70年代便开始进行。
日本现今成为its实用化程度最高的国家,日本对交通控制、出行信息提供方面都十分健全。
欧洲在its研发应用方面与美国相似。
目前全欧洲计划打造专门的交通无线数据通信网。
我国在its领域的研究起步较晚,但随着时代的发展、科技的进步,我国也在逐渐加快智能交通系统的研发步伐。
科技部安排的“智能交通系统关键技术开发和示范工程”及“智能交通系统标准和检测技术开发”项目就是对适合国情的智能运输系统发展模式和技术进行研发的范例。
我国鼓励优秀的示范工程并进行大范围的推广开发,这对我国的its发展事业起到了良好的促进作用。
1.3论文的主要工作及内容安排1.3.1论文的主要工作论文主要完成以下几方面的工作:首先描述了系统的建设背景;然后对电子警察系统及其相关技术做了详细的介绍;论文核心章节重点介绍了电子警察系统的构造及工作原理;论文最后结合目前市场中电子警察布设中存在的一些问题提出了电子警察路口布设方式的改良措施。
1.3.2论文的主要内容论文共分为五个章节,其中:第一章:绪论。
介绍电子警察的发展现状及论文的研究背景,概述了论文的主要工作安排和重点内容。
第二章:电子警察系统介绍。
分别介绍了电子警察系统的构成情况,并对电子警察系统的相关技术,如车辆检测技术、线圈技术等进行了详细论述。
第三章:电子警察系统设计及工作原理。
详细论述了电子警察系统设计的原则及设计过程中应参考的相关标准,分析了系统的组成及工作原理,针对电子警察系统的总体功能和特点做了详细论述。
第四章:电子警察路口布设方式改良研究。
从降低电子警察抓拍灵敏度、提高施工作业时效及节约线材方法以及车检器线圈布设位置等角度提出了改良策略。
第五章:结论。
对论文总体研究成果进行总结和展望。
第二章电子警察系统介绍2.1电子警察系统的构成电子警察系统从系统结构上划分,由路口前端数据采集系统、中心管理信息系统组成。
目前,外部与其相关联的系统有车管和驾管系统,向上还有可能关联智能交通集成系统。
具体如图2.1所示。
图中所示设备为组成系统所需,可以与现有电子警察系统设备共用或与其他系统设备共用。
在整个电子警察系统中,路口前端数据采集系统是整个系统正常运行的基础,其主体设备包括:路口主机、摄像部分、车检部分、led辅助照明部分和通讯部分。
其组成如图2.2所示:图2.1电子警察系统结构示意图图2.2闯红灯抓拍系统结构示意图2.2系统相关技术分析2.2.1车辆检测技术目前在交通检测及采集系统中,集中应用了许多高新技术。
如电磁传感、视频雷达、超声波通信等,均被应用到交通控制中。
常用的交通信息检测器主要有:电感量检测器(环形线圈检测器)、超声波检测器、红外检测器、雷达检测器。
按照安装方式的不同,交通信息检测器可分为埋设式和悬挂式。
就目前而言,由于性价比和可靠性上的优势,环形线圈式车辆检测器仍占据市场的大部分额(1)环形线圈检测环形线圈检测是目前世界上使用量最大、最广泛的一种检测方式。
当车辆通过埋设于车道内的环形线圈时,感应线圈利用切割磁感线原理对车流量进行检测。
远端的战略车检器统计总车流,近端的战术车检器统计停车线前各方向车流。
检测器可根据需要,获得车流量、行车速度、车辆通行密度、车辆排队长度等数据,并提供给中央控制系统。
中央控制系统对数据可以进行有效的提取利用,使得交通向最为通达顺畅的方向发展。
环形线圈检测方法具有施工工艺纯熟,施工手段简雄易行,以及成本低廉等优点。
(2)波频检测波频车辆检测器多以悬挂式检测系统的方式呈现。
波频车辆检测器的工作原理为:检测器向车辆发射微波、红外线等电磁波,接收反馈信息对车辆产生感应。
波频车辆检测先划分出一个同定长度的区域,假设各种车辆的车长。
运作时,检测器用车辆驶出的时间减去车辆进入的时间,以计算出车辆在一定长度内行驶的时间差来计算出车速。
目前常见的波频车辆检测器有微波车辆检测器(rtms),它是一种性价比相对高的交通检测器。
(3)视频检测视频车辆检测是通过视频摄像机进行拍摄,先在监控范围内划分出虚拟线圈对车道进行监控,背景灰度值会在车辆进入检测区时产生变化,以此原理可检测出车辆的存在,同时可根据需要来检测车流量和车行速度。
检测器的安装位置不固定,车行道的侧面或是正上方均可安置,视频检测的优势很明显,它利用动态视频监控的方式使得交通检测工作更加直观,在对违章判别时可以提供现场的视频录像,同时可根据路口扩建、改造、施工等具体情况,重设检测线圈。
2.2.2线圈检测(1)线圈检测原理介绍环型线圈检测利用的是电磁感应原理,它利用环形线圈来感应车流,环形线圈的规格一般为:行车道2m×2m的口字型线圈,路口处2m×1m的矩形线圈。
环形线圈工作时,因为有电流的通过,会在线圈周围形成电磁场,车流经过线圈上方时,根据切割磁感线的原理,线圈回路电感量会发生变化。
这又会引起电路的振荡频率以及相位出现变动,环形线圈依此原理可以对是否有车辆通过做出检测。
车辆检测器对检测到的信息进行处理,向工控机发送信号,工控机根据信号的不同,相应的做出闯红灯抓拍(见图2.3),电子警察超速抓拍,车流量统计等对应操作。
图2.3闯红灯抓拍系统原理图(2)传统线圈检测工作流程当路口绿灯长亮时,系统判定是否有车辆通过检测区域且这种判定有一定的延续性,同步于信号灯状态(图2.4)。
当路口红灯亮起,有车辆靠近停车线并压上第一个线圈时,系统监控功能启动。
在整个红灯周期内,若是车辆没有继续前行而只是停留在第一个线圈内,系统判定车辆并不违法(图2.5)。
图2.4绿灯长亮时,线圈检测是否车辆通过图2.5红灯亮时,车辆压上第一个线圈若是车辆在红灯周期内继续前行,车辆越过第一个线圈而压上了停车线,此时系统判定违法事件发生,电子警察主机拍摄第一张视频照片(图2.6)。
图2.6车辆压上停车线,判断违法当车辆压上第二个线圈,系统拍摄第二张违法照片,同吋拍摄特写照片,启动违法车辆的录像监控,将车辆越过停车线前后5秒内的活动进行录制,之后对视频录像进行收缩存储,为后续的违章处罚提供佐证,减少争议(图2.7)。
图2.7车辆进入第二个线圈,拍摄第二章违章照片车辆最终离开第二个线圈时,拍摄第三张违章照片(图 2.8)。
为了避免抓拍相邻方向的左转车辆或是对象来车,系统必须对车辆压线圈的顺序进行逻辑判断,与正常闯红灯压线圈顺序相反的车辆则不拍摄,但在抓拍违章调头车辆时,逻辑顺序则相反。
图2.8车辆驶离线圈,拍摄三张违章照片第三章电子警察系统设计及工作原理3.1设计原则与设计标准3.1.1设计原则本着“技术上的先进性、使用上的实用性、经济上的合理性”的原则,结合交警部门交通管理工作的发展需要进行设计。
系统在具有先进性、实用性、经济性、可靠性、规范性、开放性的同时,具有良好的升级、扩展能力。
系统设备的选型在符合要求的前提下,要综合考虑性能指标和性能价格比。
其具体原则为:(1)先进性:充分借鉴、吸收国内外最新技术和成功经验,选择技术先进、实用的软件和硬件设备,采用符合当今it技术发展潮流并且代表当今计算机、图像处理、通讯技术发展方向的技术,使得研究设计的系统易于升级更新,确保其先进性。
(2)实用性:全面分析未来需求与现有条件,充分考虑现时功能要求与整体人员技术素质,力求实现系统建设与使用同步,使开发设计的系统充分满足交通管理部门的实战需求,并且易于操作。
(3)(3)经济性:充分利用成熟的先进技术,采用性价比较高的产品。
(4)(5)(4)可靠性:采用主流的技术和产品,确保系统的稳定和可靠。
只有力求系统安全、可靠、稳定地运行,才能提供优质的服务,真正体现系统的价值。
(6)(7)(5)可行性:设计建设方案应具体可行,能最大限度的满足公安交警交通管理实际工作的需求。
(8)(9)(6)规范性:应符合国际标准和国家标准,并充分考虑公安部已经制定和正在制定的标准,适应实际情况,确保各子系统间的协调配合。
(10)(11)(7)开放性和兼容性:接口开放,提供二次开发接口,易于各类交通管理系统的集成。
(12)(13)(8)可扩展性和易升级性:面对中国智能交通行业的飞速发展,系统的计算机设备和网络设备应具有非常好的可扩充性。
并且,随着网络技术的不断发展,主干网络设备应能平滑升级。
因此,在设计中,保证系统结构模块化,采用积木式拼装,以增强系统的延续性。
(14)(15)(9)良好的可管理性和易维护性:本系统是由多种设备组成的复杂系统,因此选择产品时应着重考虑它的可管理性和易维护性。
(16)(17) 3.1.2设计标准(18)(19)公安部交管局《全国城市道路畅通工程总体方案》;(20)(21)公安部《闯红灯自动记录系统通用技术条件》;(22)(23)国家技术监督局《测量、控制和试验室用电气设备的安全要求》;(25)《通用用电设备配电设计规范》;(26)(27)《工业自动化仪表工程施工及验收标准》;(28)(29)公安部《公安交通指挥中心建设与发展的若干意见》;(30)(31)公安部交管局、建设部建设司《城市道路交通管理评价指标体系》;(32)(33)《中华人民共和国道路交通法》;(34)(35)国家技术监督局《信息技术设备的安全》;(36)(37)《电力工程电缆设计规范》;(38)(39)《有线电视系统工程技术规范》。