一种基于bayes算法的城市交通状况预警方法技术

一种基于bayes算法的城市交通状况预警方法，包括在多个护栏处安装振动传感及无线传输装置，设置服务器，现场摄像头，振动传感及无线传输装置与服务器连接，服务器对收到的多个护栏传感器振动信息进行判断，在先验和修正概率的判断下，加快决策速度，提高决策效率。本发明专利技术的技术方案将护栏振动加速度按照强度分为6个等级，每个等级对应一些状态，根据护栏振动加速度对每个状态出现的概率进行计算，对于概率较大的状态进行优先判断，根据贝叶斯概率计算方法，对某些路段的传感器对应的状态进行判断，分析出较容易出现事故的路段，便于管理部门及时处理事故。单个护栏的振动情况不能确认现场情况时，需要对同一路段的多个护栏的振动情况进行综合判断。

An early warning method of urban traffic condition based on Bayes algorithm

An early warning method for urban traffic condition based on Bayes algorithm includes installing vibration sensors and wireless transmission devices at multiple guardrails, setting up servers, on-site cameras, vibration sensors and wireless transmission devices to connect with servers, and the server judges the vibration information received from multiple guardrail sensors, and in prior and repair. Under the judgment of positive probability, the speed of decision-making is accelerated and the efficiency of decision-making is improved. The technical scheme of the present invention divides the vibration acceleration of the guardrail into six grades according to its intensity, each of which corresponds to some states, calculates the probability of the occurrence of each state according to the vibration acceleration of the guardrail, gives priority to the states with higher probability, and according to the Bayesian probability calculation method, carries out sensor pairs on certain sections. The corresponding state is judged and the accident-prone sections are analyzed to facilitate the management to deal with the accident in time. When the vibration of a single guardrail can not confirm the site situation, it is necessary to synthetically judge the vibration of multiple guardrails in the same section.

【技术实现步骤摘要】
一种基于bayes算法的城市交通状况预警方法
本专利技术涉及一种基于bayes算法的城市交通状况预警方法。
技术介绍
城市道路护栏将机动车、非机动车和行人交通分隔，将道路在断面上进行纵向分隔，使机动车、非机动车和行人分道行驶，阻拦不良的交通行为，阻拦试图横穿马路的行人、自行车或随意调头的机动车辆，减少交通事故的发生，提高道路的通行效率。但传统的道路护栏没有任何预警功能，即使被车辆撞坏或人为搬离到其他地方，也无法及时通知到交警或路政部门，来及时恢复护栏，保证正常的通行秩序。本专利技术的目的就是要提供一种基于bayes算法的城市交通状况预警方法，针对城市道路护栏的特点，利用最新的物联网技术，采用低功耗的智能传感设备，实时采集护栏状态，一旦发生异常，可及时上报到智能护栏管理平台，平台采用贝叶斯算法推断出最有可能的情况，通过其他辅助的方式确认后，采取相应措施。数据根据每次发生的情况进行累积，不断迭代更新，经过大量的情况计算，可以得出较准确的概率分布特征，为交管，城建等部门的案情分析，道路维护提供依据。本专利技术采用如下技术方案：基于bayes算法的城市交通状况预警方法，包括在多个护栏处安装振动传感及无线传输装置，设置服务器，现场摄像头，所述振动传感及无线传输装置与服务器连接，所述服务器对收到的多个护栏传感器振动信息进行判断，在先验和修正概率的判断下，加快决策速度，提高决策效率。本案的核心是服务器对多个护栏传感器振动信息数据的分析和判断，由于现场情况复杂，单个护栏的振动情况不能确认现场情况，需要对同一路段的多个护栏的振动情况进行综合判断，在服务器端，使用贝叶斯算法，对护栏的情况进行预测，得出最有可能发生的情况。贝叶斯概率是指一件概率事件发生后引起另外一件事件发生的概率，具体在本案中，应用贝叶斯推断做如下分析：一个护栏发生振动时，可能出现的情况有如下几种：1.被车撞倒；2.大风吹倒；3.行人跨越栏杆；4.旁边护栏振动引发的振动；5.其它情况；如果护栏发生的是轻微振动，可能会是如下原因：1.环卫工人轻微触碰；2.大车经过引起的振动；3.旁边的护栏被撞引起的连带振动；服务器根据护栏异常的振动情况推断出发生的实际情况；优选的，在可以拍摄到栏杆的位置设置摄像头，用摄像头拍摄现场画面，对于比较严重的引发栏杆振动的事故，则通知运维和交警处理。优选的，护栏处安装振动传感装置为振动传感器，将测得的振动和位置情况实时传给服务器，振动传感器测的振动加速度是三维的，分为xyz三个方向，分别用ax,ay,az表示，总的加速度通过：得到。服务器根据振动传感器测得的振动和位置情况判断护栏状态，判断过程包括如下步骤：把加速度按等级分类：根据长期的经验总结的规律，按照实际测量的加速度大小，可以分为5个等级，以Deg表示：其中，g为重力加速度，当振动加速度在g和1.2g之间时，是护栏平时的轻微振动，一般由小车经过，微风吹过引起，这些情况时刻都在发生，不属于事故状况，因此不在本案的考虑之中。以S表示状态量，根据经验和统计结果，护栏发生振动时的状态也分成5种类型：S＝{S1,S2,S3,S4,S5}，S1-S5这五个状态依次对应：被车撞倒，大风吹倒，行人跨越栏杆，旁边护栏振动引发，其它情况。判断算法如下：把所有护栏进行编号，对于其中的第N个护栏，用PN(Degj)表示其处于振动等级为Degj时的概率，PN(Si|Degj)表示在振动等级为Degj时，处于状态Si的概率，则护栏处于状态Si的总概率可由贝叶斯公式得出：把计算的结果与统计的各种状况下的概率分布特征进行比较，可以对道路护栏的实际状况进行预测，为交管，城建等部门的案情分析以及道路维护提供依据。进一步的，对于道路上的护栏来说，都是成排出现的，一个处于轻微振动的护栏也可能是因为相邻的护栏振动引起的，所以在本案中需考虑相邻护栏的振动造成的连带影响；当第N个护栏振动传感器处于S4时，采用如下步骤：分别检查第N个护栏两侧相邻的护栏传感器状态，当两侧的护栏传感器处于S4以下的较强振动状态，则启动摄像头，派人到现场执行事故处理流程；当两侧的护栏传感器处于轻微振动或轻微振动以上状态，确认振动的原因后，更新状态以及该状态的概率；在实施时，根据积累的经验统计数据预先设置好每个状态的先验概率，当每次等级Deg4的振动来临时，将统计样本数+1，经过状态判断和事故处理后，在状态统计时，把对应的状态数+1，不断累加样本数量和状态数量，计算出当该级别振动发生时，处于该状态的概率。进一步的，把通过上述步骤得到的状态概率与先验概率进行比较，积累足够多次数后，对先验概率做进一步修正，以得到更准确的预测结果。优选的，为加快后台处理速度，对于第N个振动传感器，根据多次统计的结果，计算出其出现在某个状态的概率，概率大的优先判断。本专利技术所述智能护栏中的控制器采用低功耗方案设计，待机功耗在微安级别，采用3000毫安时容量的一次性锂电池即可保证控制器正常工作两年以上，省去高昂的人工维护成本。通过本专利技术的技术方案，将护栏振动加速度按照强度分为6个等级，每个等级对应一些状态，根据护栏振动加速度对每个状态出现的概率进行计算，对于概率较大的状态进行优先判断，根据贝叶斯概率计算方法，对某些路段的传感器对应的状态进行判断，分析出较容易出现事故的路段，便于管理部门及时处理事故。附图说明：附图1是本专利技术的整体示意图；附图2是控制系统的原理示意图；附图3是第N个护栏发生振动时的处理流程图；图1中，1是下横梁、2是底座、3是立柱、4是立柱帽、5是竖杆、6是上横梁、7是控制器、8是一次性电池；具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步说明:图1中，立柱3安装在底座2上，立柱帽4安装在立柱顶部，每两根立柱3之间由上横梁6和下横梁1连接，上横梁6和下横梁1之间设置有若干根竖杆5，控制器7和电池8分体设置在立柱帽4中；图2中，控制器包括数据采集模块、处理器模块、SIM卡、一次性电池、电源管理模块、通信模块；该护栏包含底座、立柱、上横梁、下横梁、若干竖管、立柱帽、控制器、一次性电池等组成。在传统城市道路护栏的基础上，加入了物联网控制器，控制器采用电池供电，控制器与电池通过线缆连接，固定安装立柱帽中，控制器配有震动传感器、加速度传感器等，当护栏被车辆撞击或被人为搬起时，会触发相应的信号，该信号转换为异常事件后会通过控制器上的NB-IOT通讯模组，将异常情况发送到管理平台。本案的核心是服务器对多个护栏传感器振动信息数据的分析和判断，由于现场情况复杂，单个护栏的振动情况不能确认现场情况，需要对同一路段的多个护栏的振动情况进行综合判断，在服务器端，使用贝叶斯算法，对护栏的情况进行预测，得出最有可能发生的情况。贝叶斯概率是指一件概率事件发生后引起另外一件事件发生的概率，具体在本案中，应用贝叶斯推断做出分析，服务器根据护栏异常的振动情况推断出发生的实际情况；在可以拍摄到栏杆的位置设置摄像头，用摄像头拍摄现场画面，对于比较严重的引发栏杆振动的事故，则通知运维和交警处理。护栏处安装振动传感装置为振动传感器，将测得的振动和位置情况实时传给服务器，振动传感器测的振动加速度是三维的，分为xyz三个方向，分别用ax,ay,az表示，总的加速度通过：得到。服务器根据振动传感器测本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于bayes算法的城市交通状况预警方法，包括在多个护栏处安装振动传感器及无线传输装置，设置服务器，现场摄像头，所述振动传感器及无线传输装置与服务器连接，振动传感器将振动的加速度和位置情况实时传给服务器，所述服务器对收到的多个护栏传感器振动信息进行判断，其特征是判断过程包括把加速度按等级分类，根据实际测得情况，将等级分为5层，以Deg表示：

【技术特征摘要】
1.一种基于bayes算法的城市交通状况预警方法，包括在多个护栏处安装振动传感器及无线传输装置，设置服务器，现场摄像头，所述振动传感器及无线传输装置与服务器连接，振动传感器将振动的加速度和位置情况实时传给服务器，所述服务器对收到的多个护栏传感器振动信息进行判断，其特征是判断过程包括把加速度按等级分类，根据实际测得情况，将等级分为5层，以Deg表示：其中，g为重力加速度；以S表示状态量，护栏发生振动时的状态，S＝{S1,S2,S3,S4,S5}，S1-S5这五个状态依次对应：被车撞倒，大风吹倒，行人跨越栏杆，旁边护栏振动引发，其它情况；判断算法如下：把所有护栏进行编号，对于其中的第N个护栏，用PN(Degj)表示其处于振动等级为Degj时的概率，PN(Si|Degj)表示在振动等级为Degj时，处于状态Si的概率，护栏处于状态Si的总概率由贝叶斯公式得出：根据计算的结果，与统计的概率分布特征进行比较，对道路护栏的实际状况进行预测，为交管，城建等部门的案情分析，道路维护提供依据。2.根据权利要求1所述的一种基于bayes算法的城市交通状况预警方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁晓军，盛剑峰，杨奇，
申请(专利权)人：常州璨禾辰信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32