50通事件应急管理系统及其理论问题的研究

发布时间：2016-10-27 09:54

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致谢；致谢；本论文的工作是在我的导师贺国光教授的悉心指导下完；治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响；生涯中，贺老师的言传身教将会影响我的一生，其孜孜；其淳淳善诱的教导方法使我受益匪浅；指导；马寿峰教授悉心指导我完成了实验室的科研工作，感谢；适宜的科研环境；此一并向马寿峰老师表示衷心的谢意；感谢温娟同学为本论文所作出的前期工作，感谢她提供；为本论文的

致谢

本论文的工作是在我的导师贺国光教授的悉心指导下完成的，贺老师严谨的

治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响。在接近三年的学习和科研

生涯中，贺老师的言传身教将会影响我的一生，其孜孜不倦的科研热情让我敬仰，

其淳淳善诱的教导方法使我受益匪浅。在此衷心感谢几年来贺老师对我的关心和

指导。也同时感谢师母王桂珠老师对我学业和生活上的关心和帮助。

马寿峰教授悉心指导我完成了实验室的科研工作，感谢马老师为我们创造的

适宜的科研环境。马老师在学习上和生活上也都给予了我很大的关心和帮助，在

此一并向马寿峰老师表示衷心的谢意。

感谢温娟同学为本论文所作出的前期工作，感谢她提供的重要的参考数据，

为本论文的顺利进展提供了基础。

在实验室工作及撰写论文期间，万兴义、钟石泉、王浩、ｈ军峰等同学对我

论文中的研究工作给予了热情帮助，在此向他们表达我的感激之情。

还要感谢研究生企业管理大班的所有同学，在此不一一列出名单，是他们让

我感受到了集体的温暖和关怀。

郑重感谢我的家人，我的父亲、母亲、兄嫂、妹妹和妹夫以及女友，他们是

我坚强的后盾，是我完成硕士学业的有力保障，在此，向他们表示最真挚的感激

之情。

最后，感谢各位评审专家在百忙中审阅本文。

王培宏２００５年１月

城市交通事件应急管理系统及其理论问题的研究

作者：

学位授予单位：王培宏天津大学

1.方亮.张静.郭敏聚焦美国交通事件管理(上)--交通事件管理系统概述[期刊论文]-中国交通信息产业 2003(8)

2.贺国光智能交通系统的发展历程与现状分析 2001(01)

3.杨佩昆智能交通运输系统体系结构 2001

4.Westwood Professional Services Inc DRIVERT(During Incidents Vehicles Exit to Reduce Time) EvaluationReport 1998

5.张洋.靳引利.朱岩高速公路交通事件紧急救援系统建设方案探讨[期刊论文]-中国交通信息产业 2003(3)

6.杨晓光.王一如.彭国雄高速公路交通事故对策与紧急救援系统 1999(02)

7.Kaan Ozbay.Pushkin Kachroo Incident Management in Intelligent Transportation Systems 1999

8.查看详情

9.任福田道路通行能力手册 1991

10.Do H Nam.Donanld R Drew Analyzing Freeway Traffic Under Congestion: Traffic Dynamics Approach1998(03)

11.张学尽.余建华基于GIS的公路交通事故救援体系研究[期刊论文]-四川工业学院学报 2002(4)

12.Domald H Kraft.Frederick E Petry Fuzzy information systems: managing uncertainty in databases andinformation retrieval systems 1997(02)

13.Meyer M A Toolbox for Alleviating Congestion and Enhancing Mobility 2000(06)

14.徐吉谦交通工程总论 2002

15.查看详情

16.Home page of Smart Traffic

17.Home page of ERTICO

18.王笑京 ITS在中国的发展 2000(02)

19.高海龙.张北海高速公路紧急事件管理系统的开发 2001(01)

20.徐岩宇 VRGS在交通事件管理中的理论和方法研究 1998(02)

21.吴毅洲高速公路事件管理系统分析 2003(07)

22.彭春露.彭国雄城市道路交通异常事件管理系统设计[期刊论文]-交通运输系统工程与信息 2002(3)

23.刘春林.何建敏.盛昭瀚应急系统调度问题的模糊规划方法[期刊论文]-系统工程学报 1999(4)

24.Nakatani N.Yamasaki S.Takahashi K.Hijikata, Y. ; Nishida, S Communication support system foremergency management 2002

25.臧华.彭国雄高速道路异常状况下车辆排队长度的预测模型[期刊论文]-交通与计算机 2003(3)

26.Meiping Yun.Xiaoguang Yang An optimization model of road networks subarea districting for incidentmanagement systems 2003(12)

27.李江交通工程学 2002

28.Al-Deek H M A combined traveler behavior and system performance model with advanced traveler

information systems 1998(07)

29.Josefa Z Hernandez.Juan M Serrano Knowledge-based Models for Emergency Management Systems 2001(12)

30.刘伟铭.黄志军用交通动力学法对高速公路事件影响分析的研究[期刊论文]-长沙交通学院学报 2003(1)

31.Liu Wenqi The ordinary variable weight principle and multi objective decision-making 2000(03)

32.陈荣军 Dijkstra算法的应用[期刊论文]-常州工业技术学院学报 1999(2)

33.Lin Cuoyun.Dongjiali The method and theory of multi-bojective optimization 1992

34.刘春林.施建军.李春雨模糊应急系统组合优化方案选择问题的研究[期刊论文]-管理工程学报 2002(2)

35.云辉.戴香菊城市交通网络－用数学规划方法进行网络平衡分析 1992

36.Akcelik R Traffic Signals. Capacity and Timing Analysis 1998(05)

37.张春贤.交通部科技教育司国道主干线设计集成系统开发研究 2001

38.陈埏决策分析 1997

39.陈海泳高速公路交通拥挤及其控制对策 2000(04)

40.袁振洲确定动态交通分配中路段行驶时间方法的研究[期刊论文]-交通运输系统工程与信息 2002(2)

41.乐阳.龚健雅 Dijkstra 最短路径算法的一种高效率实现[期刊论文]-武汉测绘科技大学学报 1999(3)

42.魏权龄.胡显佑运筹学通论 2001

43.刘文奇一般变权原理与多目标决策[期刊论文]-系统工程理论与实践 2000(3)

44.徐泽水一种实用的多目标最优决策法[期刊论文]-运筹与管理 2000(1)

45.Lin Chunlin.Hejianmin.Sheng Zhaohan Fuzzy programming in selection of multi-depot for emergencysystems 1999(04)

46.D C Gang-Len Chang Deepak, Performance Evaluation of CHART-An incident Management Program in 1997Final Report 2000

47.蒋磺.任福田交通流理论 1983

48.袁振洲动态交通分配中道路阻抗模型的研究[期刊论文]-中国公路学报 2002(3)

49.Q Xin.M Rao Knowledge Archtecture and System Desian for Intelligent Operation Support Systems1999(07)

1.学位论文吕琪基于动态神经网络的交通事件检测算法 2003

该文从交通流的基本特点,交通事件检测的根本要求出发,在对国内外现有研究成果及技术进行系统总结及把握的基础上,对交通事件检测中涉及的技术和理论进行了深入研究,并结合实际,对若干应用问题进行了有益的探索.该文的主要内容包括:1)对智能交通系统产生的原因和发展的过程进行了较为详细的分析与阐述,系统论述了智能交通系统及其主要组成部分交事件检测系统的结构和发展的现状,对现有的研究成果进行了分析与评述,并指出了理论研究与实际应用中存在的困难和一些亟代解决的问题;2)提出了应用动态神经网络进行事件检测的方法,并对神经网络的理论进行的分析和阐述,提出了检测算法的基本原理,即利用动态神经网络对交通流状态进行估计,并将估计值与实际检测值进行比较,从而确定事件的发生;3)根据宏观交通流动态模型,提出了一种动态神经网络结构,为网络结构合理性找到了依据,并针对所建立的神经网络结构提出了一种基于BP算法的学习算法;4)利用交通流仿真模型产生理论数据,用这些数据对该文提出的动态神经网络结构进行验证,并在Matlab中建立仿真模型,对其进行仿真,得到仿真结果,从而进行事件检测,得到令人满意的结果.

2.期刊论文温慧敏.杨兆升.WEN Hui-min.YANG Zhao-sheng 交通事件检测技术的进展研究 -交通运输系统工程与信息2005,5(1)

交通事件是造成偶发性交通拥挤的主要原因,由于交通事件的发生时间和地点是随机的、不可预测的,偶发性拥挤难以采取控制交通需求或提高通行能力等减轻常发性拥挤问题的对策来处理.因此偶发性拥挤控制的关键是尽早地发现事件、确认事件的性质并及时采取救援措施和为其他驾驶员提供相关信息,这也就是要建立一个完善的事件管理系统,对事件实现快速、高效、恰当地处理.交通事件检测是交通事件管理第一步,也是其技术关键,本文从总体上介绍了交通事件检测技术的研究现状,详细介绍了各种自动和非自动交通事件检测技术,对两类技术进行了比较,提出了实际应用中交通事件检测技术的选择方法.

3.学位论文林东交通事件视频检测系统嵌入式软件研究与实现 2009

高效可靠的交通参数和事件检测系统可以提高交通管理和交通安全部门快速的应急反应能力。本文针对交通事件检测系统的开发，研究了基于视频的交通事件检测系统嵌入式软件的相关问题。

论文在综合分析国内外视频检测技术研究现状的基础上，设计了基于TI C64x+系列DSP的嵌入式交通事件视频检测软件系统。系统以专用于视频和图像处理的DSP芯片TMS320DM6437为核心，结合视频采集、处理模块和网络传输模块，处理PAL制式的视频信号，通过网络传输模块将所检测出的现场交通状况和已发生的交通事件信息上传到交通管理服务器系统中。

论文详细研究了DSP操作系统类型与系统结构，运用DSP简单监控式实时操作系统DSP/BIOS，实现了DSP外围接口设备控制和多任务管理。同时，论文详细阐述了DSP系统的启动模式和软件各个模块的功能和结构，设计了基于EMIFA的系统启动方式、图像采集与处理、JPEG图像压缩、TCP/IP网络通信等软件功能模块。

现场测试结果表明，本软件系统能够较为准确地检测出现场交通参数和交通事件，较好的解决交通参数及交通事件的检测问题，具有较高的应用价值。

4.学位论文石时需基于粒子滤波的交通事件视频检测技术研究 2008

随着国民经济的快速发展,国内汽车拥有量与日俱增,也引发了越来越多地交通事故和道路拥堵,造成了巨大的人员伤亡和经济损失。实践证明,采用交通事件检测系统对交通事件进行快速准确的检测,就能够预防或减少交通事故带来的损失,及时进行交通事故救援,有效减少由于交通事故产生的交通堵塞。另一方面,交通管理部门建设了大量视频监控系统,视频资源很丰富。因此,将计算机视觉技术应用在智能交通领域,实现视频交通事件检测有非常迫切而重要的现实意义。现有事件检测系统存在响应时间较长、抗噪声差、准确度较低的不足。

本文针对运动车辆检测、车辆识别、车辆跟踪和交通事件建模等关键问题进行了相关的理论研究,并将研究结果应用到事件检测的工程测试系统中。本文研究成果速度比较快,抗噪能力强,适用于交通事件检测的实际要求,该研究成果还可以应用到视频测速、视频闯红灯、视频违法变线等工程领域。本文的创新点主要体现在：

1)针对差分法中相邻帧差可能存在目标重叠,重叠部分形成较大空洞,严重时造成分割结果不连通,不利于进一步的识别与跟踪的缺点,提出了一种自适应阈值混合差分的方法,由相邻帧差分改进成多帧混合差分,同时采用自适应阈值的方法判断前景,大大增强了车辆检测的抗噪能力。

2)在车辆识别上,本文设计的车辆识别规则把一些相邻同类的车辆斑块进行合并,有效的解决了车辆分段以及检测不完整等现象,提高了车辆识别的准确率。

3)车辆跟踪是交通事件检测的关键环节。针对粒子滤波算法中容易出现计算量大、粒子退化和粒子数待定等问题,本文设计了一种动态粒子数策略,可以根据干扰信息的程度自动确定粒子数目,比常用的固定粒子数方法大大减少了计算量。同时又通过退火选择对粒子进行更新采样,有效地解决了粒子退化的问题。多组视频跟踪对比效果显示,该方法比现有粒子滤波、Meanshift和卡尔曼滤波三种跟踪算法更高效。

4)在本文提出的跟踪算法基础上,通过对运动车辆的数学建模,分析车辆速度、车辆位置和方向等参数,对停车、变道、逆向行使等交通事件进行了自动检测。结果表明：本文提出的检测方法比其他常用方法响应速度更快,且具有较高的准确率和鲁棒性。

5.期刊论文汪勤.黄山.张洪斌.杨权.张建军.WANG Qin.HUANG Shan.ZHANG Hong-bin.YANG Quan.ZHANG Jian-jun 基于视频图像处理的交通事件检测系统 -计算机应用2008,28(7)

针对目前公路事件发生后不能及时有效检测与报警、事故处理延迟等不足,研究开发了一种基于视频图像处理的交通事件检测系统.利用计算机视觉与数字图像处理技术,对设置在公路上的摄像头采集的视频图像,进行事件检测算法智能处理,自动采集各种交通参数,检测交通事件并及时报警,可有效地减少交通延误,防止二次事件发生,保障道路安全.与传统交通事件检测系统相比,具有直观方便、费用低等优点,拥有良好的市场需求和实用价值.

6.学位论文林培群道路交通参数及交通事件智能检测关键技术研究 2008

智能交通系统(ITS)被公认为是解决道路交通问题最有力的手段之一,而动态交通信息是ITS实施的基础。本文围绕道路交通信息获取这一主题,对自动化交通参数和交通事件检测所涉及的关键问题展开研究；针对现有技术方法的不足,提出了若干富有创新性和实用性的解决方案和算法,并通过丰富的实验加以验证；主要工作和研究成果如下：

1.系统地分析感应线圈车型自动识别的基本原理、数据预处理、特征提取、模式识别等问题。在数据预处理环节,提出基于快速小波变换(FWT)的感应曲线近似信号抽取及数据压缩方法。在特征提取环节,针对感应曲线的形态难以用数学方法描述的特点,提出一种新的曲线形态描述和识别方法：首先定义语素及语素向量来符号化任意曲线,其次定义通配符及通配符向量增强对曲线形态的刻画和分析能力,最后设计了一种字符属性约束下的带通配符字符串匹配算法,使曲线形态识别能够由计算机来完成。此外,为避免信息冗余并提高分类器的性能,提出通过信息熵度量样本的纯度、通过信息增益优选特征属性的方法。在模式识别环节,为构建具有容错能力的分类器,并克服一般BP神经网络在解决多模式识别问题时难以收敛的缺陷,提出一种多分支结构的BP网络模型并在理论上验证其优于一般BP网络的原因。多分支BP网络的最大特点是将1个N类识别问题转化为N个两类识别问题。

2.研究面向交通参数检测的视频处理技术,重点对图像背景估计、连通成分快速标记、阴影消除、多运动目标跟踪等关键问题展开研究。提出一种基于样本选择的单高斯背景估计模型,该模型克服了混合高斯模型参数难以获取、计算复杂等缺陷。针对经典算法需要对所有像素遍历2次的限制,本文根据像素前后访问的关系提出一种只需遍历像素1次、无递归过程的8邻域连通成分标记算法,有效地提高了算法的效率。阴影消除是视频技术中的难点,本文分析了极亮、极暗点在阴影检测中的作用,并采用纹理抽取及灰度共生矩阵对车辆阴影进行检测和消除,实验表明纹理分析法在消除夜间车灯照明的影响时同样具有良好的性能。另外,本文还提出基于Kalman滤波和模板匹配的多运动目标跟踪方法,并通过实验验证该方法的正确性和有效性。

3.研究间接式道路交通状态判别和交通检测器布点方法。系统地提出一种新的基于图论的检测器布点方法,该方法将道路网络转化为抽象的图对象,利用图的相关理论进行检测器优化布点；该方法在完全有向回路图中具有理论上的最小布点数,因此特别适合应用在城市路网中。对于交通状态判别问题,本文探讨了多车道路段中不同车道交通参数的差异及原因,并利用交通波理论分析不同车道拥挤状态的扩散机理。另外,针对McMaster算法状态边界难以确定的问题,本文提出一种基于样本集学习的神经-决策树方法。

4.研究基于视频感知的道路交通事件检测方法,提出了对环境光照强度和稳定性进行检测的指标及计算模型,探讨了烟雾、火焰的检测方法并通过实验加以验证。此外,通过FWT对传统Hough变换进行改进,大大缩短计算时间,在此基础上提出基于多分辨率Hough变换的车道线自动提取算法。在视频车辆行为解释的问题上,提出了停车检测及停车原因判别方法：探讨了基于轨迹跟踪的车辆碰撞检测技术,并设计用于车辆突变状态检测的直方图相似性分析法,该方法可作为Kalman滤波的有效补充应用于车辆轨迹跟踪问题。

5.为满足ITS对交通信息高精度、高可靠性的要求,本文对基于多传感器数据融合的道路交通参数及交通事件检测进行研究。首先分析了多传感器在数据层、特征层、决策层的数据融合特点,探讨了常用数据融合技术的适用范围。在此基础上,研究融合感应线圈和视频数据的交通参数检测方法：分析了感应线圈与视频这两种异质传感器的信息互补关系,并提出三个典型的数据融合模型。此外,提出基于D-S证据理论、融合感应线圈和视频数据的交通事件检测方法,该方法能够有效地提高交通事件检测的准确率和响应速度。

7.会议论文温慧敏交通事件检测数据融合技术研究 2005

交通事件是造成道路偶发性交通拥挤的主要原因，由于交通事件的发生时间和地点是随机的、不可预测的，往往会造成严重的交通拥挤并引发二次事故。因此，尽早地发现事件，确认事件的性质并及时采取救援措施和为其他驾驶员提供相关信息，才能实现对事件快速、高效、恰当的处理，降低交通事件的影响。交通事件检测是交通事件管理第一步，也是其技术关键，寻求高效、准确的事件检测方法是各国交通工程专家的研究热点。本文针对常见的事件信息源(固定检测线圈、人工报告、浮动车)，提出了融合多源信息的事件检测框架，提出了二级融合的方法，建立了多源数据融合模型和算法，并使用模拟数据进行了检验。本文所提出的两步骤事件检测数据融合方法能够有效利用固定车辆检测器、浮动车、人工报告事件信息源的信息，同时，方法又具有很好的灵活性，并为ITS领域数据融合技术的研究提供了有益借鉴。

8.学位论文吴睿基于视频的城市交通事件检测系统的研究 2007

在21世纪的今天，现代化的交通不再只是宽阔的马路，而应当配以智能化的交通控制管理系统。为了对道路交通进行有效的监控，，针对交通状况的动态变化，迅速做出交通诱导控制的决策，就必须对表示道路状况的各项道路交通事件参数进行实时检测。交通事件检测是智能交通系统(IntelligentTransport System，ITS)的重要组成部分，视频检测是交通事件检测的重要手段。相对于传统的检测方法，它综合利用图像处理、计算机视觉、模式识别等技术，有安装和维护方便、价格相对低廉、检测参数多、检测区域广等显著优点。许多发达国家在交通视频检测方面进行了大量研究，我国在该领域的研究正在逐步展开，并展现出非常诱人的应用前景。

本论文以摄像机获取的交通场景视频作为研究对象，利用图像处理和虚拟线组技术完成城市交通事件检测。论文的内容包括下述几部分：文章首先简要地介绍了智能交通系统的背景，引出基于视频的交通事件检测的意义。接着重点分析了视频检测系统的组成及原理，并给出了交通事件检测的各类参数的计算公式。然后根据国内外目前的研究成果，详细给出了一个改进的自适应背景更新方法。最后提出了基于视频虚拟线组的交通事件参数检测方法。

9.会议论文晏磊.郑江华.刘岳峰.赵红颖.白耕 GIS-T技术在智能交通车载移动终端中的研究与应用 2004

将传统GIS直接用于GIS-T,在中国存在四大问题;安全性,实时性,异地性和及时刷新,数据量过大.首先对上述问题,介绍了本研究中车载移动终端采用的解决方案概况,采用了可覆盖式的不可拆卸的内置存储介质等技术,解决安全性问题;大量基础信息由专用短程通信(DSRC)等方式预先下载至车载装置,少量的属性信息通过多种通信方式从信息发布平台,解决实时性问题;采用覆盖方式,接收需要存储的异地GIS信息,解决存储的异地性问题;运用线性参考系统(LRS)技术,解决存储、传输量过大问题.然后,重点从GIS-T数据结构的角度,针对车载移动终端,对上述问题进行了论述.主要基于GDF4.0(GeographicalData Files)和LRS技术,设计了地理数据的多尺度表达方式和交通事件表.

10.期刊论文贾岩.朱茵.JIA Yan.ZHU Yin 我国高速公路交通事件智能管理系统框架研究 -公路2010(10)

高速公路交通事件是影响其安全运行的主要因素.通过对我国高速公路实时交通数据的分析,完成对交通事件发生成因和机理的研究.同时从系统的需求分析、系统设计及功能分析方面展开研究,研究建立城市交通事件智能管理系统的理论基础和框架结构.

1.贲莉莉城市交通事故紧急救援系统研究及辅助决策系统设计[学位论文]硕士 2007

2.刘金阳商贸应急管理系统的设计与实现[学位论文]硕士 2006

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