[發明專利]一種分類別測量交通量的統計系統及工作方法

有效

• 申請號: 202110274192.5
• 申請日: 2021-03-12
• 公開（公告）號: CN113077623B
• 公開（公告）日: 2022-02-08
• 發明（設計）人: 毛霖;周慧娟;周姜宇;呂佳璐
• 申請（專利權）人: 南通大學
• 主分類號: G08G1/01
• 分類號: G08G1/01;G08G1/04;G08G1/052;G01G19/03;G01P3/00
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 徐激波

1.一種分類別測量交通量的統計系統，用于統計公路中各個道路的交通量，其特征在于，包括：安裝在道路上的壓力傳感器、設置在道路上方的激光測速傳感器、與壓力傳感器和壓力傳感器連接的A/D轉換器、與A/D轉換器連接的單片機以及與單片機通訊的計算機；所述公路的道路分為三類，分別為道路行人、非機動車、機動車三類；每個道路上設置的設壓力傳感器不少于4個，同一個道路上的壓力傳感器通過線纜與A/D轉換器連接，激光測速傳感器用于實時采集被測物體的速度，壓力傳感器用于實時采集被測物體的質量，激光測速傳感器和壓力傳感器將采集的信息通過A/D轉換器轉換后傳送給單片機進行處理，單片機將數據進行交通量分類型統計計數，并將處理后數據傳送給計算機；

分類別測量交通量的統計系統的工作方法，包括以下過程：

S1、采集

每當有行人或車輛通過時，壓力傳感器實時采集通過路面的行人，非機動車和機動車的重量，并將采集的信號通過A/D轉換原理將模擬信號轉換為數字信號，經由單片機讀取處理，傳回計算機；

每當有行人或車輛通過時，激光測速傳感器檢測到路面的行人，非機動車和機動車的移動速度信號，并將采集的信號通過A/D轉換原理將模擬信號轉換為數字信號，經由單片機讀取處理，傳回計算機；

S2、分類

根據模糊C均值聚類算法對交通量進行分類；根據模糊C均值聚類算法得到所測數據的三個聚類中心的二維坐標點，從而將所測每組包括速度和重量的數據根據距離三個中心的距離遠近進行歸類，分為行人，非機動車，機動車三類；

S3、統計

對交通量進行分類計數，是將模糊C均值聚類算法得到的數據根據行人，非機動車，機動車速度與重量表格中的劃定范圍進行分類，由單片機對分類完成的數據進行計數處理，并傳送給計算機顯示輸出設備進行顯示；

其中，步驟S2具體為：

S2-1、用模糊聚類分析進行分類，采用的是模糊C均值聚類方法，簡稱FCM，設xi(i＝1,2,...n)是n個所測樣本組成的樣本集合，x是具有二維特征的一個樣本，即一組樣本由一組速度與質量數據構成，xi＝(ei,fi),ei代表速度，fi代表質量；μ_j(x_i)是第i個樣本對于第j類的隸屬度函數，m_j表示j簇的聚類中心，構造目標函數值

S2-2、首先，隨機選取初始化隸屬度函數值大小；

S2-3、設定聚類數目c和加權指數b:根據經驗，認為b取2，所述模糊聚類分為機動車、非機動車、行人三類，聚類數目c為3；

S2-4、其次令目標函數J_f對m_j和μ_j(x_i)的偏導為0，則可以得到

S2-5、采用迭代的方法，不斷迭代聚類中心和隸屬度值，直到隸屬函數的值不再發生較大變化，從而求到目標函數最小值，從而完成了模糊聚類劃分。

2.根據權利要求1所述的一種分類別測量交通量的統計系統，其特征在于：所述壓力傳感器為半導體壓電阻型壓力傳感器。

3.根據權利要求2所述的一種分類別測量交通量的統計系統，其特征在于：同一車道上的壓力傳感器安裝在線纜的始端和末端，線纜上有接頭的安裝在線纜接頭處，沒有接頭的直接安裝在線纜上。

4.根據權利要求3所述的一種分類別測量交通量的統計系統，其特征在于：所述激光測速傳感器通過框架安裝在各個道路的上方，所述框架是由立柱和橫梁組成，所述立柱固定在道路的一側，所述橫梁安裝在立柱上與道路平行，激光測速傳感器安裝在橫梁上。

5.根據權利要求3所述的一種分類別測量交通量的統計系統，其特征在于：所述激光測速傳感器安裝在紅路燈的框架上。

6.根據權利要求4或5所述的一種分類別測量交通量的統計系統，其特征在于：所述計算機與單片機通過有線或無線的方式進行通訊。