基于高清視頻處理技術(shù)的北京市快速路微觀交通流模型研究.pdf

1、智能交通系統(tǒng)(ITS)將先進(jìn)的信息、數(shù)據(jù)通信傳輸、電子傳感、電子控制以及計(jì)算機(jī)處理等技術(shù)有效集成，構(gòu)成了完整的綜合運(yùn)輸和管理體系。該系統(tǒng)在大范圍、全方位發(fā)揮作用，可以實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高效運(yùn)行，以緩解交通擁堵問題。道路交通信息，如車流量、車型、車速、車輛運(yùn)行軌跡等基本交通參數(shù)的獲取是ITS發(fā)揮作用的前提和基礎(chǔ)。
　　 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)的不斷進(jìn)步，交通運(yùn)輸行業(yè)也在迅猛發(fā)展，針對(duì)符合我國(guó)實(shí)際情況的道路交通流的分析和研究，已經(jīng)成為我國(guó)交通

2、領(lǐng)域的重要研究方向，微觀交通流仿真手段則是該領(lǐng)域的重要研究工具。
　　 本文應(yīng)用車輛視頻檢測(cè)技術(shù)，連續(xù)提取車輛的位置坐標(biāo)和速度等信息，并將采集到的信息及時(shí)同步到信息數(shù)據(jù)庫(kù)中，經(jīng)過視頻編輯等一系列預(yù)處理，轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)化視頻，在標(biāo)準(zhǔn)視頻的基礎(chǔ)上利用Vehicle Tracker完成車輛軌跡數(shù)據(jù)提取。設(shè)計(jì)了快速路過飽和交通流模型，結(jié)合車輛軌跡數(shù)據(jù)等實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)參數(shù)進(jìn)行了估計(jì)。最后探討了基于粒子群優(yōu)化算法(PSO)微觀交通仿真模型參數(shù)標(biāo)定的

3、方法，并實(shí)例驗(yàn)證了方法的效果。本文分為八個(gè)章節(jié)。
　　 第一章緒論簡(jiǎn)要介紹了研究背景、目的與意義、研究?jī)?nèi)容和技術(shù)路線。
　　 第二章梳理了國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究，包括交通視頻檢測(cè)技術(shù)研究現(xiàn)狀、車輛跟馳與換道模型研究現(xiàn)狀等。
　　 第三章介紹了視頻預(yù)處理的流程。為了從高性能攝像機(jī)采集到的視頻中提取車輛的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)信息，需要對(duì)其進(jìn)行一系列復(fù)雜的預(yù)處理，包括視頻編輯、視頻防抖處理、視頻的校正等。整個(gè)處理過程用到了Virtual

4、Dub、SteadyHand等多款軟件協(xié)同工作。一系列的視頻處理過程之后，原始視頻已經(jīng)處理為連續(xù)時(shí)間、連續(xù)空間上關(guān)于被觀測(cè)路段的標(biāo)準(zhǔn)化視頻。
　　 第四章介紹了Vehicle Tracker軟件。Vehicle Tracker軟件從攝像機(jī)拍攝的視頻中獲取車輛的位置等，并把它們轉(zhuǎn)換成車輛跟蹤數(shù)據(jù)。本章首先介紹了Vehicle Tracker車輛軌跡跟蹤的主要技術(shù)要點(diǎn)；然后詳細(xì)描述了軟件四個(gè)窗口(主控制面板窗口、視圖窗口、警告窗口以

5、及警告編輯器窗口)的功能。本章還介紹了用于存儲(chǔ)Vehicle Tracker輸出數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)，并提供關(guān)于如何操縱數(shù)據(jù)庫(kù)的簡(jiǎn)要說明。最后通過實(shí)例說明VehicleTracker的應(yīng)用。
　　 第五章研究了快速路過飽和交通流微觀仿真模型的行為算法。該算法是一個(gè)綜合的跟馳模型和換道模型框架，并符合運(yùn)動(dòng)波理論。本算法明確了強(qiáng)制性和選擇性換道模型，并包括合作換道。作為算法的擴(kuò)展，一個(gè)新的上匝道合流模型納入算法。該算法包含的參數(shù)數(shù)量較少，可

6、以較容易實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量。
　　 第六章描述了對(duì)所提出的快速路過飽和流模型中跟馳和換道參數(shù)的估計(jì)。從德勝門橋外環(huán)測(cè)試點(diǎn)的Vehicle Tracker數(shù)據(jù)中提取出模型參數(shù)。本章闡述了估計(jì)方法，分別給出了跟馳參數(shù)和換道參數(shù)的結(jié)果，并且根據(jù)測(cè)試點(diǎn)提供了一個(gè)模型估計(jì)結(jié)果的比較。
　　 第七章設(shè)計(jì)了基于粒子群優(yōu)化算法的交通微觀仿真模型參數(shù)標(biāo)定方法。首先建立了仿真參數(shù)的標(biāo)定流程，然后選擇微觀交通仿真軟件VISSIM為平臺(tái)，建立了基于粒