基于视频感知技术的隧道出入口安全控制系统的制作方法

本发明涉及公路隧道、车辆和交通事故管理技术领域，具体涉及一种基于视频监控摄像机、车道指示灯、可变情报板、爆闪警示灯、通信系统、隧道照明系统、隧道广播系统、接处警调度系统、路政巡检系统、交通事件分析的隧道出入口安全控制系统。

背景技术：

根据《2019年交通运输行业发展统计公报》，2019年年末全国公路隧道19067处、1896.66万米，增加1329处、173.05万米，其中特长隧道1175处、521.75万米，长隧道4784处、826.31万米。由于特殊的通行环境，隧道是道路交通事故多发路段，容易发生追尾和单车撞击隧道壁事故。通过数据统计分析，从发生公路隧道交通事故的空间分布、事故形态、车辆类型和影响因素等方面看，我国公路隧道交通事故有以下特征：1、发生交通事故的几率随着公路隧道长度的增加逐渐增高；2、受“白洞效应”和“黑洞效应”影响，公路隧道洞口附近发生交通事故的几率最高；3、交通事故形态机动车追尾占比超过60％，单车撞壁占比超过20％。“黑洞”效应是指汽车驶近较长隧道洞口时，在驾驶人视野中的天空、露天路面、附近建筑物等的亮度，远较隧道洞口的亮度高。在感应现象的作用下，虽然实际上洞口也有相当的亮度，但驾驶人仍然感到洞口很黑，像个“黑洞”，以致无法辨认洞口附近的情况，也难以发现障碍物。夜晚，驾驶人从明亮的隧道中驶出到没有照明道路之前，隧道外也会变成了一种黑洞。相反汽车穿过较长的隧道接近出口时，由于经过出口看到的外部亮度极高，出口看上去是个“白洞”,会呈现极强的眩光，驾驶员会感到不顺应。由此可见公路隧道进出口是隧道交通事故的主要空间范围，而“白洞效应”和“黑洞效应”导致驾驶人视线受阻，导致追尾和撞壁事故，是事故发生的主要原因。现阶段避免“白洞效应”和“黑洞效应”导致的交通事故的主要方法是加强隧道照明系统的设计，尤其是加强入口照明段和出口照明段的照明，力求减少隧道内外照度差距。但是根据现阶段数据统计，隧道洞口附近发生交通事故的几率仍然最高，显然仅依靠照明手段无法遏制交通事故的发生。而公路隧道因为车辆速度快、车流量大，发生交通事故后果通常比较严重。交通事故通常会对整条道路的交通产生了严重影响，短时间内无法恢复道路通行，并容易造成二次事故发生。现阶段高速公路管理主要是监控中心监控员通过视频进行管理，因为视频监控设备数量较多，监控员的工作侧重于对事故发生后的调度处理，对车辆驾驶行为缺乏有效观察。可以说现有的道路交通管理技术手段对于饮酒驾驶行为存在管理盲区，无法及时发现驾驶行为异常的车辆、无法预知驾驶行为异常车辆即将带来的危害、无法对已经闯入高速公路的饮酒驾驶者进行任何管理。仅仅在事故发生之后才能抓获交通肇事车辆，并进行事后处理，这种管理技术手段无法有效维护道路交通秩序，难以挽回酒驾车辆导致的财产和生命损失。

综上所述，通过基于视频感知技术的隧道出入口安全控制系统，实现对隧道出入口事件的动态检测，对驾驶人进行有效预警引导，最大限度地维护道路通行秩序，保障人民生命财产及和高速公路设施设备安全，避免发生人民财产和生命损失，填补隧道出入口事故高发区域的管理盲区，就成为当务之急，这也正是本发明研究的内容。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的是提供一种基于视频感知技术的隧道出入口安全控制系统，以解决现有技术中的不足。

为了达到上述目的，本发明的目的是通过下述技术方案实现的：

提供一种包括公路监控中心、隧道出入口安全控制器、视频监控摄像机、车道指示灯、可变情报板、爆闪警示灯和通信系统，所述公路监控中心包括视频事件检测服务器，所述隧道出入口安全控制器设于隧道出入口机箱内并分别与所述视频监控摄像机、所述车道指示灯、所述可变情报板、所述爆闪警示灯实时通信；所述视频监控摄像机的布设覆盖隧道入口段和隧道出口段，所述视频监控摄像机将实时视频流通过所述隧道出入口安全控制器发送到所述视频事件检测服务器，所述可变情报板设于隧道出入口上游并通过所述隧道出入口安全控制器与所述公路监控中心相互通信，所述爆闪警示灯设于隧道出入口的每个车道正上方并与所述车道指示灯同竖向断面设置，所述通信系统用于实现所述隧道出入口安全控制器与所述公路监控中心的相互通信，所述隧道出入口安全控制器上设有分别连接外部隧道照明系统的隧道照明系统接口、连接外部隧道广播系统的隧道广播系统接口、连接外部接处警调度系统的接处警调度系统接口以及连接外部路政巡检系统的路政巡检系统接口。

如所述的基于视频感知技术的隧道出入口安全控制系统，所述视频监控摄像机包括入口视频监控摄像机和出口视频监控摄像机，所述入口视频监控摄像机布设在隧道入口洞门正上方并与隧道入口的所述车道指示灯同一竖向断面，以实现对隧道入口的150米范围内的视频场景全覆盖，所述出口视频监控摄像机布设在隧道出口洞门正上方，以实现对隧道出口下游150米道路范围内的视频场景全覆盖，所述可变情报板设于隧道出入口上游并距离隧道出入口200米。

如所述的基于视频感知技术的隧道出入口安全控制系统，所述爆闪警示灯默认处于关闭状态，当所述隧道出入口安全控制器检测到事件发生时自动打开。

如所述的基于视频感知技术的隧道出入口安全控制系统，所述隧道出入口安全控制器基于plc实现。

如所述的基于视频感知技术的隧道出入口安全控制系统，所述通信系统基于光纤以太网实现。

本发明技术方案的有益效果是：

①自动分析隧道出入口段交通和事件状况，避免驾驶员因进出隧道产生的黑洞效应、白洞效应，而无法及时发现隧道出入口的偶然存在的交通障碍物，导致交通事故的发生，提高隧道运营管理水平；②通过对隧道出入口交通事件及障碍物的自动发现，并自动对途经车辆进行预警告知，避免隧道出入口车祸和重大生命财产损失；③在现有技术条件下，系统易于推广实施。

附图说明

图1为本发明总体结构示意框图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

参看图1所示，本发明包括公路监控中心1、隧道出入口安全控制器2、视频监控摄像机3、车道指示灯4、可变情报板5、爆闪警示灯6和通信系统7，公路监控中心1包括视频事件检测服务器，隧道出入口安全控制器2设于隧道出入口机箱内并分别与视频监控摄像机3、车道指示灯4、可变情报板5、爆闪警示灯6实时通信。视频监控摄像机3的布设覆盖隧道入口段和隧道出口段，隧道出口段为隧道出口外适当范围，覆盖范围与道路限速相关，应满足车辆行驶数秒，驾驶人眼睛适应光线变化后，剩余监控范围仍大于平安刹车距离的条件。视频监控摄像机3将实时视频流通过隧道出入口安全控制器2发送到视频事件检测服务器，由服务器对各种交通事故事件进行实时分析，当发现交通事故事件时，向公路监控中心1管理人员发送报警信息。可变情报板5设于隧道出入口上游并通过隧道出入口安全控制器与公路监控中心1相互通信，设置位置取决于道路限速要求、隧道长度,并与交通标志标线相结合，应满足驾驶人发现提示信息后有充足的时间和空间变换车道或采取安全制动措施的条件。爆闪警示灯6设于隧道出入口的每个车道正上方并与车道指示灯同竖向断面设置，通信系统7用于实现隧道出入口安全控制器2与公路监控中心1的相互通信，隧道出入口安全控制器2上设有分别连接外部隧道照明系统的隧道照明系统接口8、连接外部隧道广播系统的隧道广播系统接口9、连接外部接处警调度系统的接处警调度系统接口10以及连接外部路政巡检系统的路政巡检系统接口11。

其中，外部隧道照明系统根据隧道照明设计要求进行建设，为隧道出入口安全控制器提供照明控制接口，允许隧道出入口安全控制器对隧道出入口加强照明进行控制。外部隧道广播系统根据隧道广播设计要求进行建设，为隧道出入口安全控制器提供广播播放接口，允许隧道出入口安全控制器通过该接口播放预置语音信息。外部接处警调度系统由交警部门建设，为隧道监控中心提供报警接口，为隧道监控中心与交警部门之间建立协同工作途径。外部路政巡检系统由隧道管理部门建设，隧道监控中心可以通过路政巡检系统向路政巡检人员发布协查命令。

在本案的优选实施例中，视频监控摄像机3包括入口视频监控摄像机和出口视频监控摄像机，入口视频监控摄像机布设在隧道入口洞门正上方并与隧道入口的车道指示灯同一竖向断面，避免相互遮挡，以实现对隧道入口的150米范围内的视频场景全覆盖，出口视频监控摄像机布设在隧道出口洞门正上方，以实现对隧道出口下游150米道路范围内的视频场景全覆盖，可变情报板5设于隧道出入口上游并距离隧道出入口200米，可根据道路限速进行适当调整，保障驾驶人的反应时间和制动距离。

在本案的优选实施例中，爆闪警示灯6默认处于关闭状态，只有当隧道出入口安全控制器2检测到事件发生时自动打开，对驾驶人进行警示，避免驾驶人未能观测到车道指示灯和可变情报板5的诱导信息导致的交通事故。

隧道出入口安全控制器2基于plc实现，通信系统基于光纤以太网实现，速度不小于100mbps，如果有多个安全控制器，安全控制器之间的数据也通过光纤以太网实现，并组成controllerlink2mpbs光纤冗余环网，保证传输速率10/100mbps自适应。

车道指示灯4设置依据自身所处道路类型及等级，参考《城市道路交通设施设计规范》(gb50688)、《公路隧道设计规范》(jtgd70)等规范进行设置，并保证隧道出入口均有明显的车道指示灯4。

本发明技术方案：①自动分析隧道出入口段交通和事件状况，避免驾驶员因进出隧道产生的黑洞效应、白洞效应，而无法及时发现隧道出入口的偶然存在的交通障碍物，导致交通事故的发生，提高隧道运营管理水平；②通过对隧道出入口交通事件及障碍物的自动发现，并自动对途经车辆进行预警告知，避免隧道出入口车祸和重大生命财产损失；③在现有技术条件下，系统易于推广实施。

以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。