CN102542800B - 一种道路交通流信息与交通噪声数据同步采集系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种道路交通流信息与交通噪声数据同步采集系统，其特征在于，包括：前端监测子系统，前端监测子系统包括交通流信息采集子单元、噪声数据采集子单元和处理子单元；数据存储中心服务器，同步存储前端监测子系统传输的交通流信息和交通噪声数据，并回应来自后台监控终端的数据请求，以及转发后台监控终端的控制请求；后台监控终端，实时显示前端监测子系统监测到的交通流信息与噪声数据，对前端监测子系统进行远程控制，对采集的数据进行查询统计。本发明具有结构简单、容易实现、自动化程度高的特点，实现道路交通流和交通噪声数据的实时采集、存储、传输和监控，并为模拟计算道路交通噪声提供车辆噪声的基础模型。
Description
技术领域
本发明涉及交通监控领域，特别是涉及一种道路交通信息采集系统。
背景技术
随着我国经济的发展，环境污染问题也日益严重，噪声污染与水污染、大气污染被看成是世界范围内三个主要环境问题。噪声污染已经成为影响人们日常生活的一大危害。根据中华人民共和国环境噪声污染防治法中对噪声的分类方法，噪声污染的主要来源包括交通噪声、工业噪声、建筑噪声和社会生活噪声，而根据国家统计局2009年的统计数据，我国主要大中城市的交通噪声、工业噪声、建筑噪声和社会生活噪声占所有噪声的声能比例分别为：38.6%、19.6%、25.7%和16.1%。因此，交通噪声是城市环境噪声的最重要来源，对交通噪声的防治是改善城市环境噪声的关键任务。
然而现有的交通噪声监测技术存在以下问题：一是交通噪声采集一般采用手动监测，在耗费人力的同时还得不到日夜24小时连续的实时噪声值。噪声自动监测系统能较好地解决这个问题，如申请号为200420018451.X的国家专利提出了一种环境噪声在线自动监测系统，它克服了传统的人工抽检难以针对噪声的实时性特点进行检测的缺陷。然而在实际应用中，交通噪声管理与控制部门不仅希望能得到实时噪声值，更希望能得到产生噪声的相应交通流信息，以提供交通噪声治理的依据。二是在将交通噪声监测应用于车辆噪声排放模型时，传统的人工实验方法在采集噪声时所费时间和人力巨大，而在采集车型、车速等车辆参数时也缺乏高效的手段，这使车辆噪声排放模型的建立十分困难。
另一方面，交通流信息的采集已经广泛进入城市道路网中，基于数字图像处理的信息采集技术就是其中的一个重要方面。利用数字图像处理技术，我们不仅可以做到实时监测交通视频图像，还可以从视频图像中自动获取交通流信息。随着数字图像处理技术的不断发展和网络传输、远程控制等技术的日渐成熟，将这些技术应用于噪声监测，可以极大地促进噪声监测的自动化，同步获得产生交通噪声相应的实时交通状态和具体参数。另外，交通流信息与交通噪声同步数据的大量积累能用于不同车型车辆在不同速度下噪声排放量的确定，为模拟计算道路交通噪声提供车辆噪声的基础排放模型。
发明内容
本发明是为了克服道路交通流和交通噪声数据缺乏相关性，提出一种结构简单、容易实现、自动化程度高的道路交通流信息与交通噪声数据同步采集系统，实现道路交通流和交通噪声数据的实时采集、存储、传输和监控。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：提供一种道路交通流信息与交通噪声数据同步采集系统，其特征在于，包括：
前端监测子系统，包括交通流信息采集子单元、噪声数据采集子单元和处理子单元，所述交通流信息采集子单元、噪声数据采集子单元分别实时采集交通流信息和交通噪声数据，所述处理器子单元接收采集的交通流信息和交通噪声数据，传输至数据存储中心服务器，并接收远程控制命令，对交通流信息采集子单元、噪声数据采集子单元进行控制；
数据存储中心服务器，同步存储前端监测子系统传输的交通流信息和交通噪声数据，并回应来自后台监控终端的数据请求，以及转发后台监控终端的控制请求；
后台监控终端，实时显示前端监测子系统监测到的交通流信息与噪声数据，对前端监测子系统进行远程控制，对采集的数据进行查询统计。
进一步地，所述前端监测子系统有多个。
进一步地，所述交通流信息采集子单元实时采集交通视频图像，并将图像传输到处理子单元，处理子单元从图像中获取车辆类型、车流速度及车流量信息，处理子单元存储视频图像和车辆类型、车流速度及车流量信息。
进一步地，所述噪声数据采集子单元实时采集交通噪声，并将噪声数据传输到处理子单元，处理子单元存储噪声声压级及统计时间内的噪声最大值、最小值。
进一步地，所述处理子单元将同一时间采集的交通流信息和交通噪声数据以一定频率发送至数据存储中心服务器，其中交通流视频图像数据可依据网络传输速度及数据压缩程度取帧传输，以不低于1帧/秒为宜。
更进一步地，所述处理子单元以一定频率对交通流视频图像进行取帧，作为交通视频图像当前帧，同时，以相同频率将交通噪声数据值映射到交通视频图像当前帧，作为交通视频图像当前帧的同步帧。
更进一步地，所述交通流信息采集子单元为摄像头，所述噪声数据采集子单元为噪声监测仪，所述处理子单元为工控机。
进一步地，所述数据存储中心服务器转发后台监控终端的控制请求，包括对前端监测子系统进行开机、重启和关机。
进一步地，所述后台监控终端向数据存储中心服务器请求实时交通流信息与交通噪声数据，以对视频图像取帧的方式实时监测各个监测点交通流。
进一步地，所述前端监测子系统、数据存储中心服务器和后台监控终端之间的网络通讯采用WebService技术实现。
与现有技术相比，有益效果是：本发明系统结构简单，容易实现；本发明针对道路交通流及其产生的噪声搭建一套集数据实时采集、存储、传输和监控的系统，实现了对交通流和交通噪声的自动同步监控；交通流信息与交通噪声同步数据的大量积累能用于不同车型车辆在不同速度下噪声排放量的确定，为模拟计算道路交通噪声提供车辆噪声的基础模型。
附图说明
图1是本发明实施例的系统结构示意图。
具体实施方式
为了更好说明本发明的内容，特举具体实施例子说明。
图1所示为本发明较佳实施例的系统结构图，包括前端监测子系统100，用于实时采集道路交通流信息和交通噪声数据；数据存储中心服务器200，作为各前端监测子系统与后台监控终端的连结结构，用于同步存储前端监测子系统传输的数据，并回应后台监控终端的数据请求及转发后台监控终端对前端监测子系统的控制请求；后台监控终端300，可采用视频方式实时监视各个前端监测点交通流状况，并能对前端监测子系统进行远程控制，对采集的数据进行查询统计，也可访问数据存储中心中保存的历史数据。
前端监测子系统100通过交通流信息采集子单元摄像头101获取实时交通视频图像，并传回处理子单元工控机103；通过噪声数据采集子单元噪声仪102采集实时交通噪声数据，并传回处理子单元工控机103。
工控机103安装有视频图像采集卡，使用视频图像采集程序采集摄像头101传回的交通图像数据，通过使用帧差法、特征提取、特征识别等方法，提取实时的道路交通流信息，如车型、车速等，和由这些信息产生的道路交通流量及道路交通流密度等信息。同时工控机103以1帧/秒的频率对交通图像进行取帧，以作为道路交通视频图像当前帧。
工控机103获取噪声仪102传回的数据，并根据噪声仪102的数据表示协议，计算出实时的道路交通噪声数据，和由此信息产生的一段时间内的最大最小噪声数据等信息。本实例中使用的是型号为Center322的噪声仪，根据此噪声仪与工控机之间的通信协议，工控机经由串行接口向此噪声仪发送特定的数据请求数据段，噪声仪收到工控机的请求数据段后返回实时的噪声数据，其中包含当前的噪声值、噪声最大最小值等信息，然后工控机根据噪声仪的数据表示协议，计算出相关的道路交通噪声数据。同时，工控机以1帧/秒的频率将当前道路交通噪声数据值映射到前述的道路交通视频图像当前帧，作为系统的道路交通视频图像当前帧的同步帧。工控机103将处理所得的实时道路交通流信息、交通噪声数据和同步帧发送至数据存储中心200。
数据存储中心200接收各个前端监测子系统传回的实时道路交通流信息与交通噪声数据，并按不同对象和不同时间段保存于数据库中不同的数据表。对于同时刻接收到的数据以相同时间点作标识，以起到同步道路交通噪声数据与相应的道路交通状态和具体参数的作用。本实施例中，按照交通流信息、噪声数据、道路交通视频图像与噪声数值同步帧分类和以“天”为时间间隔建立不同数据表，并以此为不同数据表命名，如“NoiseYYYYMMDD”，其中“YYYY”表示年份，“MM”表示月份，“DD”表示日期。同时，数据存储中心200接收后台监控终端300的数据请求，并返回相应数据。数据存储中心200还负责转发后台监控终端300对前端监测点的控制请求。
该系统的后台监控终端300可通过数据存储中心以1帧/秒的频率获取各个前端监测子系统的道路交通视频图像与噪声数值同步帧并显示，通过在视频图像中同步显示对应交通噪声声压级，实时监控各个监测点的交通流信息与噪声数据情况，也可访问数据存储中心中保存的历史数据，并对数据进行统计查询。后台监控终端还可以控制各个前端监测子系统，实现对前端监测子系统进行包括开机、重启、关机的远程控制。
该系统中前端监测子系统、数据存储中心服务器和后台监控终端各部分之间的网络通讯，如数据的传输存储、数据的请求和远程控制等，都基于WebService技术实现。
Claims (8)
1.一种道路交通流信息与交通噪声数据同步采集系统，其特征在于，包括：
前端监测子系统，包括交通流信息采集子单元、噪声数据采集子单元和处理子单元，所述交通流信息采集子单元、噪声数据采集子单元分别实时采集交通流信息和交通噪声数据，所述处理子单元接收采集的交通流信息和交通噪声数据，传输至数据存储中心服务器，并接收远程控制命令，对交通流信息采集子单元、噪声数据采集子单元进行控制；
数据存储中心服务器，同步存储前端监测子系统传输的交通流信息和交通噪声数据，并回应来自后台监控终端的数据请求，以及转发后台监控终端的控制请求；
后台监控终端，实时显示前端监测子系统监测到的交通流信息与噪声数据，对前端监测子系统进行远程控制，对采集的数据进行查询统计；
所述处理子单元将同一时间采集的交通流信息和交通噪声数据以一定频率发送至数据存储中心服务器，其中交通流视频图像数据可依据网络传输速度及数据压缩程度取帧传输；
所述处理子单元以一定频率对交通流视频图像进行取帧，作为交通视频图像当前帧，同时，以相同频率将交通噪声数据值映射到交通视频图像当前帧，作为交通视频图像当前帧的同步帧。
2. 根据权利要求1所述的道路交通流信息与交通噪声数据同步采集系统，其特征在于，所述前端监测子系统有多个。
3.根据权利要求1所述的道路交通流信息与交通噪声数据同步采集系统，其特征在于，所述交通流信息采集子单元实时采集交通视频图像，并将图像传输到处理子单元，处理子单元从图像中获取车辆类型、车流速度及车流量信息，处理子单元存储视频图像和车辆类型、车流速度及车流量信息。
4.根据权利要求1所述的道路交通流信息与交通噪声数据同步采集系统，其特征在于，所述噪声数据采集子单元实时采集交通噪声，并将噪声数据传输到处理子单元，处理子单元存储噪声声压级及统计时间内的噪声最大值、最小值。
5.根据权利要求1、3或4中任一项所述的道路交通流信息与交通噪声数据同步采集系统，其特征在于，所述交通流信息采集子单元为摄像头，所述噪声数据采集子单元为噪声监测仪，所述处理子单元为工控机。
6.根据权利要求1所述的道路交通流信息与交通噪声数据同步采集系统，其特征在于，所述数据存储中心服务器转发后台监控终端的控制请求，包括对前端监测子系统进行开机、重启和关机。
7.根据权利要求1所述的道路交通流信息与交通噪声数据同步采集系统，其特征在于，所述后台监控终端向数据存储中心服务器请求实时交通流信息与交通噪声数据，以对视频图像取帧的方式实时监测各个监测点交通流。
8.根据权利要求1所述的道路交通流信息与交通噪声数据同步采集系统，其特征在于，所述前端监测子系统、数据存储中心服务器和后台监控终端之间的网络通讯采用WebService技术实现。
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