區(qū)間測速系統(tǒng)校準數(shù)據(jù)分析及報告生成系統(tǒng)探究

【摘要】本文針對區(qū)間測速系統(tǒng)校準過程復雜、數(shù)據(jù)處理煩瑣的現(xiàn)狀，基于Labview和VBAI設(shè)計了機動車區(qū)間測速系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析及報告生成系統(tǒng)，提高了區(qū)間測速系統(tǒng)校準數(shù)據(jù)處理的準確性和時效性，減少了檢測人員提取數(shù)據(jù)、分析計算、報告出具等工作量，極大地提高了檢測效率，同時保證了數(shù)據(jù)處理和證書出具的準確可靠，避免了現(xiàn)有技術(shù)引入的人為誤差。

【關(guān)鍵詞】區(qū)間測速；校準；數(shù)據(jù)分析；Labview

【DOI編碼】10.3969/j.issn.1674-4977.2023.03.028

Research on Calibration Data Analysis and Report Generation System for Interval Speed Measurement System

ZHAO Xiaojun

（Dalian Institute of Metrological Inspection and Testing Co.，Ltd.，Dalian 116032，China）

Abstract：In this paper，a data analysis and report generation system for motor vehicle interval speed measuring systems was designed based on Labview and VBAI to improve the accuracy and timeliness of calibration data processing. This system reduces the workload of inspectors in extracting data，analyzing calculations and generating reports，greatly improving detection efficiency，and ensuring the accuracy and reliability of data processing and certificate issuance，avoiding human errors introduced by current technology.

Key words：interval speed measurement；calibration；data analysis；Labview

機動車區(qū)間測速系統(tǒng)是交通管理部門和大型企事業(yè)單位用于監(jiān)測機動車行駛狀態(tài)的計量器具，是當前我國交管部門主要使用的機動車測速儀之一，在我國被列為重點管理的強制檢定計量器具。

1區(qū)間測速系統(tǒng)工作原理

通過將v與交管部門設(shè)定在測速系統(tǒng)中的限速值v0作比較，判斷該機動車經(jīng)過區(qū)間路段是否超速違章。

2現(xiàn)有技術(shù)存在的問題

當前我國多個省市相繼發(fā)布區(qū)間測速系統(tǒng)的地方計量技術(shù)法規(guī)。遼寧省市場監(jiān)督管理局于2017年發(fā)布JJF（遼）355—2016《道路交通區(qū)間測速系統(tǒng)校準規(guī)范》，對區(qū)間測速系統(tǒng)的校準項目和校準方法進行了規(guī)定，主要校準項目包括當前時刻、時間間隔測量誤差、距離值誤差和平均速度誤差等。

當前國內(nèi)各機構(gòu)對區(qū)間測速的檢測均是通過速度傳感器測得標準速度和距離，通過GPS接收機獲取標準時間，通過比對的方式，檢測區(qū)間測速系統(tǒng)的距離、速度和時間等參數(shù)的誤差。檢測過程均是人工讀數(shù)，人工分析計算結(jié)果，人工出具報告。對于多出入口、多車道區(qū)間測速系統(tǒng)的校準，人工處理不僅檢測效率低下，還因計算數(shù)據(jù)量大，處理過程煩瑣復雜，經(jīng)常出現(xiàn)計算錯誤、數(shù)據(jù)遺失等問題。因此，為提高檢測效率，確保數(shù)據(jù)分析的準確可靠，減小人為誤差，有必要研發(fā)一套機動車區(qū)間測速系統(tǒng)檢校數(shù)據(jù)自動分析及報告生成系統(tǒng)。

3機動車區(qū)間測速系統(tǒng)校準數(shù)據(jù)分析及報告生成系統(tǒng)

3.1系統(tǒng)介紹

機動車區(qū)間測速系統(tǒng)校準數(shù)據(jù)分析及報告生成系統(tǒng)，通過導入?yún)^(qū)間測速入口和出口或合成的現(xiàn)場檢測照片，采集試驗車經(jīng)過入口和出口時的時間、行駛距離、行車時長、平均速度等參數(shù)，依據(jù)JJF（遼）355—2016《道路交通區(qū)間測速系統(tǒng)校準規(guī)范》自動分析、計算、比較、判定，給出是否符合區(qū)間測速系統(tǒng)指標要求的結(jié)論，自動生成校準記錄，自動出具校準證書或檢測證書等結(jié)果報告，實現(xiàn)機動車區(qū)間測速系統(tǒng)的自動化校準和檢測。

3.2軟件結(jié)構(gòu)

機動車區(qū)間測速系統(tǒng)校準數(shù)據(jù)分析及報告生成系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1）基本信息錄入：錄入委托方、被校設(shè)備、校準人員、環(huán)境溫濕度、校準日期等基本信息。

2）啟動主程序：啟動主程序“機動車區(qū)間測速系統(tǒng)校準數(shù)據(jù)分析及報告生成系統(tǒng).VI”，開始自動化檢測。系統(tǒng)將根據(jù)現(xiàn)場校準照片的格式（“合成”或“分散”），執(zhí)行相應信息提取、圖像處理、分析計算等子程序。

3）合成照片信息提?。簠^(qū)間測速系統(tǒng)對試驗車檢測結(jié)果輸出是一張合成照片時，調(diào)用該子程序。該程序提取被校設(shè)備和標準設(shè)備分別在區(qū)間入口和出口時的行駛距離、當前時刻、行車時長、平均速度等項目的檢測數(shù)據(jù)。

4）出入口照片信息提?。簠^(qū)間測速系統(tǒng)對試驗車檢測結(jié)果輸出是兩張照片的情況，即入口、出口各一張，調(diào)用該子程序。該程序提取出入口照片中速度、距離、時間等項目的檢測數(shù)據(jù)。

5）圖像處理和識別：應用VBIA軟件，對照片中提取的檢測信息進行二值化、灰度、顆粒刪除、顏色提取等圖像處理，再利用OCR對處理后的數(shù)據(jù)進行識別，轉(zhuǎn)換為可計算、可控制的數(shù)據(jù)。

6）分析計算：對提取的區(qū)域測速系統(tǒng)檢校數(shù)據(jù)，按照國家計量校準規(guī)范的要求進行分析、計算，得出區(qū)間距離、平均速度、行車時長、當前時刻等項目的校準結(jié)果。

7）結(jié)果判定：對分析計算的校準結(jié)果和測量不確定度，與JJF（遼）355—2016《道路交通區(qū)間測速系統(tǒng)校準規(guī)范》中計量性能的要求進行比對，判定被檢區(qū)間測速系統(tǒng)是否符合國家計量校準規(guī)范和交管部門應用的要求，給出檢校結(jié)論。

8）報告生成：對不同照片格式、不同車道數(shù)量的區(qū)間測速系統(tǒng)，依據(jù)檢校單位模板格式和國家計量校準規(guī)范對報告的要求，自動出具校準記錄、校準證書、檢測記錄或檢測證書等。

3.3操作界面及步驟

機動車區(qū)間測速系統(tǒng)校準數(shù)據(jù)分析及報告生成系統(tǒng)的操作界如圖2所示，包括基本信息簇、現(xiàn)場照片顯示區(qū)、測速車道、車道數(shù)量、現(xiàn)場照片文件路徑等控件。

1）依據(jù)委托單位、被檢設(shè)備、環(huán)境條件和實驗室相關(guān)信息，錄入“基本信息簇”，包括委托單位、單位地址、證書編號、器具名稱生產(chǎn)廠商、規(guī)格型號、出廠編號、安裝位置、檢校日期、批準人、檢校員、核驗員、環(huán)境溫度、相對濕度、備注等。

2）依據(jù)檢校實際情況，選擇“車道數(shù)量”和“現(xiàn)場照片是否合成？”兩個選項，同時錄入“現(xiàn)場照片文件夾路徑”。

3）啟動“機動車區(qū)間測速系統(tǒng)校準數(shù)據(jù)分析及報告生成系統(tǒng).VI”，系統(tǒng)開始對現(xiàn)場照片進行數(shù)據(jù)提取、分析、計算，進行自動校準和檢測。

4）檢校完畢后，自動生成校準記錄或檢測記錄，依據(jù)客戶對報告格式的要求，以及“現(xiàn)場照片格式”，自動生成相應的校準證書或檢測證書。

4程序邏輯及流程

程序運行流程如圖3所示。啟動主程序，錄入基本信息，程序?qū)⒁罁?jù)“照片是否合成”，自動調(diào)用相應分支程序，導入現(xiàn)場照片，經(jīng)ROI截取、圖像處理、OCR識別、分析計算、結(jié)果判斷、證書記錄生成等子程序，自動完成檢校工作。

5部分子程序

5.1從現(xiàn)場照片中提取檢測信息子程序

對“合成一張照片”的區(qū)間測速系統(tǒng)，通過從現(xiàn)場照片中提取檢測信息子程序獲取具體檢測信息，打開現(xiàn)場檢測照片，用鼠標選中興趣區(qū)域，放開鼠標，系統(tǒng)自動將選取的區(qū)域以圖片的形式保存。圖4為從現(xiàn)場照片中提取檢測信息子程序框圖。

5.2圖像處理和識別子程序

從交管系統(tǒng)中獲得的現(xiàn)場照片，包含了標準裝置測量的試驗車速度值和監(jiān)測設(shè)備測量的試驗車速度值，通過ROI截取、顏色識別、灰度處理、二值化等程序?qū)φ掌M行圖像處理，再通過OCR識別，提取照片中兩個速度值，輸出計算機可識別的數(shù)值型數(shù)據(jù)。圖5為圖像處理和識別子程序框圖。

5.3區(qū)間測速數(shù)據(jù)分析計算子程序

對圖像處理和圖像識別出的檢測數(shù)據(jù)，區(qū)間測速數(shù)據(jù)分析計算子程序按照國家和遼寧省地方計量技術(shù)法規(guī)中規(guī)定的方法和步驟，對檢測數(shù)據(jù)進行分析和計算。并重新整合為“標準測量值”“被檢測量值”和“誤差”三個二維數(shù)組，為后續(xù)的結(jié)果判定和報告生成提供數(shù)據(jù)輸入。圖6為區(qū)間測速數(shù)據(jù)分析計算子程序框圖。

6推廣應用

機動車區(qū)間測速系統(tǒng)校準數(shù)據(jù)分析及報告生成系統(tǒng)已在我院應用，極大地提高了區(qū)間測速系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理的準確性和時效性，減少了檢測人員提取數(shù)據(jù)、分析計算、報告出具等工作量，并提高了檢測效率，同時保證了數(shù)據(jù)處理和證書出具的準確可靠，避免了現(xiàn)有技術(shù)引入的人為誤差。

【參考文獻】

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[2] TRAVIS J，KRING J.Labview大學實用教程（第三版）[M].喬瑞萍，譯.北京：電子工業(yè)出版社，2016.

[3] BISHIP R H，National Instruments.LabVIEW實踐教程[M].喬瑞革，林欣，譯.北京：電子工業(yè)出版社，2014.

【作者簡介】

趙曉俊，男，1984年出生，高級工程師，研究方向為電磁、無線電、時頻頻率和機動車測速計量。

（編輯：李加鵬）