普通公路不良交通行为监测及预警预报技术

"1. 本书概况 本书是根据“十三五”国家重点研发计划项目“道路交通安全主动防控技术及系统集成”的子课题研究。针对普通公路交通安全特点，本书介绍了不良交通行为特征及参数表达、交通行为立体监测及布设方法、交通行为监测数据传输、交通行为特征提取与不良交通行为识别、交通安全风险预警预报等架构体系。 2.本书特色 （1）本书结合了人工智能分析、海量数据传输等新技术，在交通安全决策方面注重科学性、实践性和可复制性。 （2）本书响应“交通强国”政策，结合实际工程应用及示范，更具实践意义，为普通公路交通安全提供新的范式。"

本书是根据“十三五”国家重点研发计划项目“道路交通安全主动防控技术及系统集成”的子课题研究。针对普通公路交通安全特点，本书介绍了不良交通行为特征及参数表达、交通行为立体监测及布设方法、交通行为监测数据传输、交通行为特征提取与不良交通行为识别、交通安全风险预警预报等架构体系，并结合了人工智能分析、海量数据传输等新技术，在交通安全决策方面注重科学性、实践性和可复制性。最后，还介绍了道路交通行为立体监测与预警预报系统在云南、陕西、江苏等地开展的工程应用及示范。本书以期为普通公路交通安全提供新的范式。

吴明先，教授级高级工程师，博士生导师，中交第一公路勘察设计研究院党委书记、董事长，高寒高海拔地区道路工程安全与健康国家重点实验室技术委员会委员，国务院特殊津贴专家，交通运输部优秀科技人员，中国公路学会常务理事。主要从事道路勘察设计咨询、道路安全方向课题研究、道路交通安全主动防控系统装备研发等工作。先后主持包括国家重点研发计划项目“道路交通安全主动防控技术与系统集成”、国家科技支撑计划项目“重特大道路交通事故综合预防与处置集成技术开发与示范应用”等在内的国省级重大科技创新项目10余项，对重特大交通事故综合预防及处置集成技术、多车道高速公路标准、公路交通安全主动防控技术等进行攻关，研究提出了符合我国公路交通特点的公路安全设计与评价技术。成果相继体现在我国公路交通的相关标准和规范中，其中《公路路线设计规范》《公路铁路交叉路段技术要求》等均为我国公路交通的主导性技术标准并已发布实施，在我国公路勘测设计工程实践中得到广泛推广应用，对提高我国公路交通安全水平、保障公路交通本质安全起到了巨大的促进作用。主持完成了40余项3000余公里的国省级重大公路建设项目的规划、设计与咨询工作；评估审查的工程设计和科研项目达百余项，其中济（南）青（岛）高速公路曾获全国第八届优秀工程设计金奖、交通部公路工程优秀设计一等奖，“国家高速公路银昆线（G85）陕西境宝鸡至坪坎段公路工程可行性研究报告”获2017年度全国优秀工程咨询成果一等奖，其技术水平均居同期国内领先水平。

第1章绪论
1.1交通行为监测技术发展现状_3
1.1.1交通检测器布设方法_3
1.1.2交通行为海量数据传输网络技术_10
1.1.3基于视频的不良交通行为识别技术_18
1.1.4交通安全风险预警预报技术_30
1.2主要研究内容及技术路线_32
1.2.1主要研究内容_32
1.2.2技术路线_34
第2章不良交通行为特征及参数表达
2.1普通公路交通安全特征分析_39
2.1.1普通公路交通事故特征分析_39
2.1.2普通公路交通风险要素分析_48
2.1.3普通公路交通安全原因分析_49
2.2普通公路不良交通行为分类_53
2.3普通公路交通行为参数化表达_55
2.3.1交通行为的参数化描述方法_55
2.3.2普通公路交通行为参数表达方法_56
第3章交通行为立体监测技术与设备布设方法
3.1交通信息监测及获取方式_65
3.1.1基于传感器的交通监测_65
3.1.2基于射频的交通监测_68
3.1.3基于视频的交通监测_69
3.1.4基于空间定位的交通监测_71
3.1.5无人机在交通监测中的应用_72
3.2路网交通监测设备布设方法_74
3.2.1路网交通监测问题_75
3.2.2路网单一类型监测设备优化布设模型_79
3.2.3路网多类型监测设备组合优化布设模型_81
3.3路段交通监测设备优化布设方法_83
3.3.1路段交通监测设备布设问题_84
3.3.2路段交通监测设备布设模型_85
3.4节点交通监测设备布设方法_90
3.4.1节点交通监测常用方法_90
3.4.2交通行为节点监测试验_93
3.4.3交通行为节点监测试验结论_107
第4章交通信息数据传输技术及网络构建方法
4.1交通信息数据传输技术_111
4.1.1光纤传输_112
4.1.2无线激光传输_114
4.1.3微波传输_118
4.1.44G/5G移动通信_119
4.2交通行为信息获取和传输网络基本结构_122
4.3交通行为信息获取网络传输优化方法_125
4.3.1影响传输效率的主要因素_125
4.3.2多源异构数据获取网络传输优化方法_126
4.3.3实例与分析_134
4.4交通行为海量数据长距离无线传输网络布设方法_136
4.4.1不同环境条件对无线传输通信链路的影响特征_137
4.4.2无线传输骨干节点合理设置间距_150
第5章基于视频的不良交通行为识别与提取技术
5.1基于深度学习的车辆检测技术_157
5.1.1车辆检测数据集构建_158
5.1.2基于深度学习的车辆检测方法_165
5.1.3跨摄像头车辆多目标跟踪_170
5.2交通行为特征提取与不良交通行为识别方法_179
5.2.1数据预处理_179
5.2.2车辆交通参数提取方法_186
5.2.3车辆不良交通行为检测方法_189
5.3基于多尺度卷积网络的驾驶员姿态估计_195
5.3.1基于多尺度卷积操作的模型设计与分析_195
5.3.2驾驶员姿态检测的详细设计与实现_197
5.3.3数据采集模块的设计与实现_204
5.3.4动作识别模块的设计与实现_204
5.3.5车载系统实现_205
5.3.6车载系统测试_208
第6章普通公路不良交通行为预警预报系统
6.1新型视线诱导系统_213
6.1.1系统架构_213
6.1.2系统功能_214
6.1.3典型场景布设方案_215
6.2雷达全域感知预警系统_216
6.2.1系统架构_216
6.2.2系统功能_216
6.2.3典型场景布设方案_217
6.3雷达视频融合感知与主动安全防控系统_218
6.3.1系统架构_218
6.3.2系统功能_219
6.3.3典型场景布设方案_224
6.4不良交通行为监测及发布系统_225
6.4.1系统架构_225
6.4.2系统功能_226
6.4.3典型场景布设方案_226
第7章示范工程应用
7.1示范工程概况_229
7.2示范工程方案_230
7.2.1示范内容_230
7.2.2总体布局_231
7.2.3分项设计方案_233
7.3示范工程建设_247
7.3.1前期调研_247
7.3.2外场设备施工、安装和调试过程_248
7.3.3交通行为监测系统测试_251
7.4示范效果评估_260
7.4.1评估方法_260
7.4.2试验测试结果_261
第8章创新成果及前景效益
8.1科技成果与创新_269
8.2应用前景与效益_269
参考文献