【技术实现步骤摘要】
基于行车噪音提取的隧道交通事故感知系统及方法
[0001]本专利技术涉及隧道事故监测
，具体涉及基于行车噪音提取的隧道交通事故感知系统及方法。
技术介绍
[0002]近年来大量特长公路隧道陆续建成并投入运营，公路隧道已逐渐由建设高峰期转向运营高峰期。隧道属于国家重要基础设施，维护其安全是十分重要与必要的。为此，隧道应严格实行隧道事故监测管理。但是，受到人工检测难度和技术操作等多方面因素的影响，隧道事故检测成为隧道运营期间面临的首要问题。
[0003]目前，隧道内事故的管理存在以下问题：1)监控系统网络的智能化较低，无法有效实现隧道内的事故检测；2)隧道内事故发生的地点与外界沟通困难，较难开展有针对性的应急救援；3)现有隧道内事故的监测手段主要是视频监测与烟雾监测，视频监测的距离与范围覆盖有限，受光线和内部交通因素影响较大，烟雾监测的距离与范围覆盖更低，及时性较差，容易错过事故救援的黄金时间。为此，公开号为CN108519149A的中国专利公开了《一种基于声音时频域分析的隧道事故监测报警系统及方法》，系统包括声音...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.基于行车噪音提取的隧道交通事故感知系统，其特征在于，包括：声音感知单元，用于采集隧道内的行车噪声信号；数据处理单元，用于从行车噪声信号中筛选疑似事故声音信号，提取疑似事故声音信号中的待检声音包络特征；模型匹配单元，用于将待检声音包络特征与预设的隧道内各种类型事故对应的声音包络特征对比模型进行匹配，进而根据匹配结果判断隧道内是否发生事故，并在隧道内发生事故时识别对应的事故类型。2.如权利要求1所述的基于行车噪音提取的隧道交通事故感知系统，其特征在于：使用谱减法消除行车噪声信号中的回声信号；具体包括以下步骤：对行车噪声信号进行时频域转换：式中：为经过快速傅里叶变换之后的频域信号，即时频域转换后的行车噪声信号；表示为第i帧行车噪声信号；m1＝0,1,...,N
‑
1；m1表示信号频域序列，n1表示信号时域序列；对时频域转换后的行车噪声信号进行噪声估算：式中：D(m1)为噪声信号中的前导无疑似事故声段的平均能量；I为前导噪声段的时间长度；NI为行车噪声信号的帧数；为噪声信号幅值；对时频域转换后的行车噪声信号进行相角计算：式中：表示第1帧的相角；为的虚部；为的实部；对时频域转换后的行车噪声信号进行谱减以消除回声信号：式中：为谱减之后的噪声幅度值；a为过减因子；b为增益补偿因子。3.如权利要求1所述的基于行车噪音提取的隧道交通事故感知系统，其特征在于：将响度指标超过预设值的行车噪声信号作为疑似事故声音信号；其中，行车噪声信号的响度指标通过如下公式计算：
式中：L
A,T
为行车噪声信号在时间T内的A计权声压级，即响度指标；T＝T1+T3+
…
+T
n
；为T
i
时刻的瞬时A计权声压级；式中：L
A
为瞬时A计权声压级；LPA(t)为对应时刻的瞬时A声级。4.如权利要求1所述的基于行车噪音提取的隧道交通事故感知系统，其特征在于：提取的待检声音包络特征包括但不限于短时能量、短时平均过零率、MFCC倒谱距离，以及短时能量和MFCC倒谱距离融合生成的MFCC融合信号特征。5.如权利要求4所述的基于行车噪音提取的隧道交通事故感知系统，其特征在于：通过如下公式计算短时能量：式中：E
i
为第i帧疑似事故声音信号的短时能量；y
i
(n2)为第i帧疑似事故声音信号；n2为一帧疑似事故声音信号的长度；L为疑似事故声音信号的帧长；通过如下公式计算短时平均过零率：式中：为短时平均过零率；sgn[
·
]为符号函数；w为窗函数；m2表示原始信号序列，n2表示提取短时平均过零率后的信号序列；其中，通过如下公式计算MFCC倒谱距离：式中：d
MFCC
(i)第i帧疑似事故声音信号的MFCC倒谱距离；C
MFCC
(i,k)为第i帧MFCC的第k个系数；为前n帧疑似事故声音信号的MFCC平均值；p为MFCC的阶数，即长度；其中，式中：M表示MFCC滤波器的数量，1≤m≤2/M；Q
i
(m2)为第i帧疑似事故声音信号的第m2个MFCC滤波器的能量值；通过如下公式计算MFCC融合信号特征：式中：MFCCE(i)为MFCC融合信号特征；为MFCC倒谱距离d
MFCC
(i)中每一帧的第一个分量；E
i
为第i帧疑似事故声音信号的短时能量。
6....
【专利技术属性】
技术研发人员：马庆禄，王江华，付冰琳，马恋，段学锋，张杰，
申请(专利权)人：重庆奉建高速公路有限公司重庆巡感科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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