高速公路交通流特征参数被动声学检测技术研究

论文题目: 高速公路交通流特征参数被动声学检测技术研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 交通信息工程及控制

作者: 陈强

导师: 李江

关键词: 高速公路,交通流特征参数,声学信号,信号处理,被动声检测

文献来源: 吉林大学

发表年度: 2005

论文摘要: 论文依托于国家自然科学基金资助预研项目《基于车辆声谱特征的高速公路交通事件及交通流特性直接检测技术研究》,结合国内外交通流特征参数检测技术研究进展,提出并研究基于车辆声学特征的高速公路交通流特征参数检测技术。主要研究内容为:系统地分析了汽车噪声和地振动信号特征;设计并搭建了实验声学检测系统;研究了利用小波分析和参数模型来提取声学信号特征技术;提出了基于短时能量谱和短时过零率相结合的车辆检测方法;设计了基于声学信号的软件计数器程序;使用均差方函数计算延时量,解决了经典测试方法用于声学被动测速的关键问题,并对利用声信号特征进行速度判定做了初步研究;研究了车辆车型被动声学自动分类技术,实现了两类车型的神经网络分类;研究了利用粗集理论进行特征选择;研究了交通事故声学直接自动检测技术,提出了一种全新的交通事故自动直接检测技术。

论文目录:

第一章 绪论

1.1 课题研究背景

1.1.1 我国高速公路发展状况

1.1.2 高速公路交通事故与交通拥堵状况

1.1.3 高速公路信息化管理状况

1.2 国内外研究现状

1.2.1 交通检测器研究现状

1.2.2 被动声学检测技术研究现状

1.3 论文研究目的和意义

1.4 研究内容

1.5 论文研究技术线路

1.6 本章小结

第二章 声学基础与实验检测系统设计

2.1 声学基本知识

2.1.1 声音与声源

2.1.2 声波基本性质

2.1.3 声波传播特性

2.1.4 多普勒效应

2.1.5 声波空气传播衰减

2.2 汽车声学信号

2.2.1 汽车噪声

2.2.2 汽车噪声频谱分析

2.2.3 地振动信号

2.2.4 地振动信号谱分析

2.3 检测系统设计

2.3.1 硬件部分

2.3.2 软件部分

2.4 本章小结

第三章 声信号分析与处理方法

3.1 信号时域分析

3.2 参数模型方法

3.2.1 经典功率谱估计

3.2.2 谱估计的参数模型方法

3.3 小波分析方法

3.3.1 时-频分析

3.3.2 小波分析

3.3.3 小波包分析

3.4 本章小结

第四章 车辆检测与计数

4.1 车辆检测

4.1.1 能量法

4.1.2 短时能量谱和短时过零率结合法

4.2 车辆计数

4.2.1 硬件计数器

4.2.2 软件计数器

4.3 实验分析

4.3.1 仿真实验

4.3.2 实测实验

4.4 本章小结

第五章 车辆速度测定

5.1 车辆速度测量方法

5.1.1 经典测量方法

5.1.2 基于声学信号的车速判定方法

5.2 实验与分析

5.2.1 经典测速实验分析

5.2.2 声学信号特征判定车速实验分析

5.3 本章小结

第六章 车辆车型自动分类

6.1 车型自动分类问题概述

6.1.1 车型分类标准

6.1.2 车辆自动分类方法

6.2 模式识别

6.2.1 模式和模式识别概念

6.2.2 模式识别系统组成

6.2.3 典型的模式识别方法

6.3 基于粗糙集的特征选择原理

6.3.1 粗糙集的基本概念

6.3.2 粗糙集算法的特点

6.4 BP 神经网络分类器

6.4.1 BP 网络应用

6.4.2 BP 网络模型

6.4.3 BP 网络学习算法

6.4.4 BP 网络性能及其改进

6.5 实验分析

6.5.1 特征提取

6.5.2 实验数据特征向量提取

6.5.3 粗糙集合特征选择

6.5.4 U检验与粗集结果不一致图形分析

6.5.5 神经网络识别

6.6 本章小结

第七章 交通事件自动直接检测

7.1 交通事件管理系统

7.2 现有交通事件检测技术

7.2.1 检测技术分类

7.2.2 事件自动检测技术

7.2.3 事件自动直接检测技术

7.3 交通事故声学直接检测技术

7.4 实验与分析

7.4.1 小波包特征提取

7.4.2 实测信号实验

7.4.3 仿真信号实验

7.5 本章小结

第八章 结论与展望

8.1 本文取得的主要进展

8.2 论文工作展望

附录Ⅰ 车辆速度判定数据分析相关表格

附录Ⅱ 车型自动分类数据分析相关表格

附录Ⅲ U检验和粗集特征选择对比分析图和表格

附录Ⅳ 交通事故自动检测数据分析相关表格

参考文献

作者攻读博士学位期间发表的学术论文、参与的科研项目

致谢

摘要

ABSTRACT

发布时间: 2006-01-17

参考文献

• [1].干线公路交通流模拟研究[D]. 谢洪新.东南大学2006

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