ES2356007B2 - Sistema de verificación automático de cinemómetros doppler. - Google Patents

Sistema de verificación automático de cinemómetros doppler. Download PDF

Info

Publication number
ES2356007B2
ES2356007B2 ES200901618A ES200901618A ES2356007B2 ES 2356007 B2 ES2356007 B2 ES 2356007B2 ES 200901618 A ES200901618 A ES 200901618A ES 200901618 A ES200901618 A ES 200901618A ES 2356007 B2 ES2356007 B2 ES 2356007B2
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
doppler
signal
signals
verification
collection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES200901618A
Other languages
English (en)
Other versions
ES2356007A1 (es
Inventor
Jose De Frutos Vaquerizo
Carlos Marcos Lucas
Francisco J. Jimenez Martinez
Carlos Pastor Paz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Universidad Politecnica de Madrid
Original Assignee
Universidad Politecnica de Madrid
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Universidad Politecnica de Madrid filed Critical Universidad Politecnica de Madrid
Priority to ES200901618A priority Critical patent/ES2356007B2/es
Publication of ES2356007A1 publication Critical patent/ES2356007A1/es
Application granted granted Critical
Publication of ES2356007B2 publication Critical patent/ES2356007B2/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/40Means for monitoring or calibrating
    • G01S7/4052Means for monitoring or calibrating by simulation of echoes
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/50Systems of measurement based on relative movement of target
    • G01S13/58Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems
    • G01S13/583Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems using transmission of continuous unmodulated waves, amplitude-, frequency-, or phase-modulated waves and based upon the Doppler effect resulting from movement of targets
    • G01S13/584Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems using transmission of continuous unmodulated waves, amplitude-, frequency-, or phase-modulated waves and based upon the Doppler effect resulting from movement of targets adapted for simultaneous range and velocity measurements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Traffic Control Systems (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

Sistema de Verificación Automática de Cinemómetros
Doppler.
Se trata de un sistema de verificación automática de cinemómetros Doppler (en adelante, SVACD), que sirve para verificar el funcionamiento de los cinemómetros basados en el efecto doppler de forma automática. El SAVCD se encarga de adquirir señales con la secuencia temporal que se desee, analizarlas, almacenarlas y procesarlas, generando automáticamente un informe de verificación de un cinemómetro a verificar. El SAVCD detecta si se produce alguna eventualidad en el funcionamiento del cinemómetro ó en sí mismo, avisando del hecho a través de mensajes a móviles.
El SAVCD, se compone los subsistemas:
\bullet
Servidor: ubicado junto al cinemómetro, en el que se programan y ejecutan las tareas, se almacenan los datos, avisa de eventualidades en el SAVCD o el cinemómetro y proporciona las coordenadas mediante un sistema GPS.
\bullet
Cliente: accede de forma remota al servidor gestionándolo y descarga y/o elimina los datos almacenados en el servidor. Con el procesado de los datos genera el informe de verificación.

Description

Sistema de Verificación Automático de Cinemómetros Doppler.
Sector de la técnica
La invención se encuadra en el sector técnico de la instrumentación electrónica y más concretamente en la verificación del funcionamiento de los cinemómetros basados en efecto doppler.
Estado de la técnica
Los cinemómetros doppler están instalados en vías de tráfico y su funcionamiento está basado en la aplicación directa del efecto doppler. En el documento de referencia E89112112, se describe el procedimiento de estos sistemas para la medida de la velocidad basándose en el efecto doppler.
El estado de la técnica en la comprobación de la calidad de este tipo de sistemas está basado en el registro de la señal analógica procedente del cinemómetro doppler antes de ser procesada y en el registro de la información en formato digital que proporciona el cinemómetro doppler después de ser procesada. Estas dos señales analógica y digital respectivamente, se registran por separado con diferentes sistemas. Se toman un número N de medidas, al paso de un número M de vehículos (M\geqN). Posteriormente se accede a ambos registros y se irá verificando con un analizador de espectro la señal analógica para cotejarla con su correspondiente medida en formato digital que ha medido el cinemómetro doppler.
El análisis espectral de la señal analógica que proporciona el cinemómetro doppler antes de ser procesada es la que contiene la información de la velocidad. Actualmente, se aplica esta señal analógica, previamente registrada, a un analizador de espectro y se observa la frecuencia fundamental. Esta frecuencia fundamental es la llamada frecuencia doppler, f_{d} y es a partir de esta frecuencia como se proporciona la velocidad del vehículo.
Esta metodología presenta algunas imprecisiones:
\bullet
Generalmente puede haber más señales analógicas (señales doppler) que señales digitales. Sin embargo, el cinemómetro doppler sólo emite una señal digital por el procesamiento de sólo una señal doppler, por lo que hay que detectar cual es la señal doppler que causa que el cinemómetro emita la señal digital con la medida.
\bullet
Ocurre, esporádicamente, que el cinemómetro entrega algún dato en su señal digital que no está vinculado a ninguna señal doppler. Habitualmente estos datos son reconocibles por codificarse con algún código específico, pero este modo de actuación depende de la marca y modelo del fabricante del cinemómetro. Este hecho dificulta el proceso de sincronización y emparejamiento de valores entre la velocidad procedente del cinemómetro y la calculada tras el análisis espectral de la señal analógica.
\bullet
Existen señales cuya FFT (Transformada de Fourier.) presenta varios picos significativos, es decir, existen varios tonos candidatos a ser la f_{d}. La existencia de varios picos podría deberse a la presencia de más de un vehículo por el área de influencia del cinemómetro. Esto dificulta la identificación de la f_{d} con la que el cinemómetro calcula su medida de velocidad.
\bullet
La frecuencia fundamental que se puede ver en el analizador no es constante, hay una variación de la frecuencia (\Deltaf_{d}) que no se contempla para luego calcular la velocidad. Esto implica un error a la hora de calcular la velocidad.
\bullet
Hay que realizar el cálculo de las velocidades, a posteriori, a partir de las f_{d} detectadas en el análisis espectral con el analizador de espectro en el laboratorio.
\bullet
El análisis comparativo entre el cálculo de la velocidad mediante el analizador de espectro y el proporcionado por el cinemómetro doppler, ha de hacerse tras haber calculado las velocidades mediante el análisis espectral que se realiza en el laboratorio. La sincronización entre la señal analógica y la señal digital no es automática. Este punto y el anterior implican un gasto excesivo de tiempo.
\vskip1.000000\baselineskip
Existe un antecedente, descrito en la solicitud de la patente P200701348, realizado por los mismos inventores de la presente invención, consistente en el desarrollo de un sistema electrónico computerizado y el procedimiento de cálculo de la velocidad a partir de un conjunto de medidas de la f_{d} al paso de un vehículo en movimiento, del registro de las señales analógicas y digitales de forma sincronizada y de la elaboración y registro de un informe de resultados al finalizar la última medida de velocidad. Este sistema mejora las propiedades del anterior consiguiendo
que:
\bullet
Mejorar la precisión en la f_{d} detectada.
\bullet
El cálculo de las velocidades se realice de forma automática e inmediata.
\bullet
El análisis de las medidas realizadas a la entrada del cinemómetro doppler (señal analógica) y a la salida del cinemómetro doppler (señal digital) se realizase de forma inmediata cuando se haya tomado la última medida de velocidad pudiendo realizar el informe de verificación del cinemómetro doppler de forma automática.
\vskip1.000000\baselineskip
Sin embargo, este sistema sólo permite realizar una tarea de recogida de datos para cada verificación, es decir que cuando el sistema entrega el informe de verificación, el operador del sistema tiene que lanzar otra nueva tarea de recogida. Sería deseable poder realizar varías tareas de recogida de datos para cada verificación mejorando otras prestaciones.
Por estos motivos se plantea la invención que se describe en este documento. Esta invención consiste en unos procedimientos y en un sistema electrónico computerizado que supera los problemas descritos anteriormente.
El sistema construido está formado por un subsistema servidor empotrado en la ubicación del cinemómetro y un subsistema cliente.
El subsistema servidor se encarga de:
\bullet
Ejecutar la/s tarea/s de recogida programadas por el subsistema cliente.
\bullet
Almacenar los datos recogidos y la información complementaria de la/s tarea/s de la recogida.
\bullet
Avisar del mal funcionamiento del cinemómetro doppler o del SVACD.
\vskip1.000000\baselineskip
El subsistema cliente se conecta al servidor de forma remota y se encarga de:
\bullet
Entrada de la información complementaria a las tareas de recogida: Operario, identificación del cinemómetro, ubicación SVACD y del cinemómetro doppler objeto de estudio, que puede editarse manualmente ó recibir la información de la ubicación a través del GPS.
\bullet
Programar las tarea/s de recogida en el servidor.
\bullet
Lanzar las tarea/s de recogida y pararlas cuando se desee.
\bullet
Descargar los datos obtenidos en las diferentes tareas de recogida y/o eliminarlos del servidor.
\bullet
Realizar el análisis estadístico y la generación de los informe/s de verificación en base a las medidas adquiridas en las tarea/s de recogida.
Descripción detallada
Se describe un Sistema de Verificación Automático de Cinemómetros Doppler (SVACD), por medio de un sistema electrónico computerizado que calcula la velocidad v_{d}, a partir de la señal doppler a la entrada del cinemómetro y calcula las desviaciones con la medida de velocidad, v_{c}, proporcionada por el cinemómetro mediante una señal digital. Para una explicación detallada de este tipo de cinemómetros se remite al documento ES 2091756 y para explicar el funcionamiento del sistema nos apoyaremos en el diagrama de bloques de la Fig. 1.
La antena del cinemómetro (1) de la Fig. 1 proporciona, al paso de un vehículo por su zona de influencia, una señal analógica S2 (señal doppler), que se trata de una señal alterna de baja frecuencia (f<20 Khz) con la frecuencia doppler (f_{d}). Esta señal proviene de aplicar a un mezclador la señal procedente de un oscilador de microondas y la radiación reflejada. La señal del mezclador se amplifica y se filtra, obteniendo a partir de la señal de la Fig. 2, la señal doppler de la Fig. 3. Todo lo descrito se realiza en el cinemómetro (1) de la Fig. 1. Existe una relación directa entre la f_{d} y la v_{d}:
1
\vskip1.000000\baselineskip
Donde \alpha es un ángulo dado por el fabricante del cinemómetro, f_{d} está expresada en Hz y v_{d} está expresada en m/seg.
\newpage
El cinemómetro (1) de la Fig. 1 también proporciona una señal digital, S1, a través de un bus, con la información de la velocidad (v_{c}) detectada cuando se detecta un vehículo en movimiento en su zona de influencia y se considera que la medida es válida.
La señal analógica, señal doppler S2 y la señal digital S1 se aplican al Subsistema de Adquisición, Tratamiento, Análisis y Servidor de Datos, en adelante SATASD (2), de la Fig. 1. Este subsistema se encarga de almacenar, encolar y ejecutar tarea/s de recogida de datos y señales en las que:
\bullet
Se adquieren las señales que envía el cinemómetro (señales doppler S2).
\bullet
Se analizan y tratan las señales analógicas que llegan a la salida del mezclador del cinemómetro para detectar la presencia ó ausencia de vehículos en movimiento, adquirir las señales doppler y extraer la información de la velocidades de cada vehículo, v_{d}.
\bullet
Se adquieren las señales digitales S1 y se obtienen las v_{c} de cada vehículo.
\bullet
Se sincronizan y emparejan el conjunto de velocidades, v_{d} con el conjunto de velocidades v_{c}.
\bullet
Se almacenan los datos de las parejas sincronizadas v_{d} \leftrightarrow v_{c}.
\vskip1.000000\baselineskip
El cliente (B) de la Fig. 1 se conecta por cable o WIFI al servidor (A) accediendo al Programador de Tareas de Recogida o PTR (3) del servidor (A). El PTR (3) recibe la información del cliente (B) para ta programación de las tareas de recogida, tales como iniciar e interrumpir el proceso a intervalos fijos o variables, fijar periodos concretos de ejecución y limitar numero de medidas. La secuencia de tareas de recogida se guarda en un fichero de configuración de tareas de recogida programadas, o fichero FCTRP (12). El cliente puede, a través del PTR (3), generar tantos ficheros FCTRP (12) como considere oportunos. El cliente, una vez generados los ficheros FCTRP (12), podrá cargarlos y lanzar las tareas de recogida, que comenzarán la recogida de datos en los instantes en los que se hayan programado. Los ficheros FCTRP (12) creados por el PTR (3) quedan almacenados en el servidor (A) para poder ser utilizados posteriormente cuando se desee.
Cuando una tarea de recogida se está ejecutando se deben adquirir, entre otras, las señales doppler captadas por la antena del cinemómetro (1) de la Fig. 1 al paso de un vehículo por el área de influencia del cinemómetro (1). Para ello debe establecerse un procedimiento de detección de vehículos.
El procedimiento de detección de vehículos que pasan por la zona de influencia del cinemómetro se basa en la relación señal a ruido S-R a partir de unos valores umbrales, señal a ruido superior (S-R_{s}) y señal a ruido inferior (S-R_{i}). Cuando la señal doppler tiene una relación señal a ruido superior al valor de la relación señal a ruido superior (S-R_{s}) se considera que ha entrado un vehículo en la zona de influencia del cinemómetro y cuando la relación señal a ruido de la señal doppler es inferior al valor de la relación señal a ruido inferior (S-R_{i}) se considera que el vehículo ha abandonado la zona de influencia del cinemómetro (1). Este procedimiento de detección incluye un procedimiento de cálculo de la velocidad.
El SATASD (2) adquiere todas las señales doppler desde que se detecta que el vehículo entra en la zona de influencia del cinemómetro hasta que se detecta que el vehículo abandona dicha zona siguiendo el procedimiento de detección de vehículos explicado anteriormente. La adquisición se realiza con una frecuencia de muestreo lo suficientemente elevada como para cumplir el criterio de Nyquist con holgura. De todas las señales doppler se registra su instante de inicio y su instante de finalización, y estos instantes coinciden con los instantes de entrada y salida, por parte del vehículo, en la zona de influencia del cinemómetro (1).
El SATASD (2) adquiere todas las señales digitales, registrando la v_{c} y su instante de llegada. Una señal digital proviene de una, y sólo una, señal doppler captada por el cinemómetro (1). Puede haber esporádicamente señales digitales no válidas y en rarísimas ocasiones, señales digitales en ausencia de señales doppler. Si este último comportamiento se produjese con relativa frecuencia el cinemómetro no estaría funcionando adecuadamente.
Ante el problema expuesto en el estado de la técnica acerca de la posible existencia de:
\bullet
Más señales analógicas S2 (señales doppler) que señales digitales S1 válidas.
\bullet
Existencia de muchas señales digitales S1 no validas
\bullet
Señales digitales S1 en ausencia de señales doppler S2
\bullet
La frecuencia fundamental que se puede ver en el analizador de espectro no es constante, hay un \Deltaf_{d} que no se contempla para luego calcular la velocidad.
\newpage
Este problema se ha solucionado con un procedimiento para el cálculo de la v_{d} partiendo de las señales doppler S2 y sincronización con las velocidades medidas por el cinemómetro a partir de la amplitud de los tonos de la misma. El procedimiento se describe en la Fig. 4 y se resume en lo siguiente:
\bullet
Puede haber, y en genera) hay, más señales doppler S2 que señales digitales S1. La señal digital S1 la genera el cinemómetro (1) con posterioridad al inicio de la señal doppler S2 que la causa.
\bullet
Se considerarán señales doppler S2 candidatas a generar una señal digital S1, a todas las señales doppler S2 cuyo instante de inicio esté dentro del intervalo instante de llegada - x segundos El valor de los x segundos asegura que le dé tiempo al cinemómetro (1) a responder con la señal digital S1 después de haber procesado la señal doppler S2, este valor puede variarlo el usuario a voluntad.
\bullet
El SATASD (2), mediante una FFT aplicada a cada señal doppler S2 candidata, proporciona las frecuencias doppler candidatas de la señal (f_{dcs}) en función de los tonos detectados en la FFT. Se considerarán f_{dcs} a todos los tonos de la FFT con nivel hasta M dB por debajo del tono de mayor amplitud. El valor de M (dB) puede variarlo el usuario para conseguir más o menos sensibilidad. En la Fig. 3 se muestra un ejemplo típico de una señal doppler S2 y su FFT,
\bullet
Las f_{dcs}, tras aplicar la fórmula de conversión de la Ec. 1, dan lugar a unas velocidades candidatas a de la señal, v_{dcs}. Se almacenan para cada señal doppler S2 adquirida una ó más f_{dcs}, la amplitud de los tonos y las v_{dcs}.
\bullet
De las v_{dcs} se selecciona la velocidad que se distancia menos de la v_{c}, quedando un único valor de velocidad por señal. Se denomina a esta velocidad doppler finalista, v_{df}. Habrá tantas velocidades v_{df} como señales doppler candidata.
\bullet
De todas las velocidades v_{df} se selecciona como el valor de la v_{d} a la que tiene mayor amplitud de tono. Este valor calculado de la v_{d} es el que será emparejado con la v_{c}. La señal doppler S2 de la que se obtuvo la v_{df} seleccionada, no será tenida en cuenta para ninguna otra señal digital.
\bullet
El resultado de este procedimiento aplicado para cada señal digital generada por el cinemómetro es una tabla de valores v_{d} \leftrightarrow v_{c}.
\bullet
Con el procedimiento descrito, se selecciona la señal doppler S2 que más probabilidad tiene de ser la causante de la señal digital S1 generada por el cinemómetro (1) y se escoge la velocidad que se correspondería con el tono dominante de la señal.
\bullet
Si por el contrario, al llegar una señal digital S1 podría ocurrir que no haya señales doppler S2 candidatas o que haya una señal digital S1 no válida, entonces se incrementará el contador de medida no sincronizada.
\bullet
Paralelamente se están registrando y contabilizando todas las señales doppler S2 que llegan y se contabilizan las no sincronizadas con ninguna señal digital S1.
\bullet
El proceso anterior se repite para cada tarea de recogida programada.
\vskip1.000000\baselineskip
Si durante la ejecución de la tarea se producen eventualidades, el servidor a través del Subsistema de Avisos (SAV (4)), generará y emitirá unos mensajes informativos SMS a los terminales móviles programados mediante un subsistema GSM. Las eventualidades pueden ser:
\bullet
Finalización, programada o voluntaria, en la ejecución de la/s tarea/s de recogida programadas.
\bullet
Medidas del cinemómetro (1) muy distantes de las medidas tomadas por el SATASD (2), es decir, falta de sincronización entre medidas.
\bullet
Ausencia de señales doppler S2 ante presencia de señales digitales S1 en el cinemómetro (1), es decir, elevado número de medidas no sincronizadas, siempre que supere el 5% del total de las medidas.
\bullet
Elevado número de señales doppler S2 que no son candidatas a ninguna señal digital S1, es decir, un elevado número de señales doppler S2 no sincronizadas, siempre que supere el 5% del total de las medidas.
\bullet
Fallo/rearme de alimentación en el SVACD y/o cinemómetro (1).
\bullet
Restablecimiento de la alimentación en el SVACD y/o cinemómetro (1).
\vskip1.000000\baselineskip
Los avisos son programares por el usuario, por lo que este hecho no limita el invento. Una característica importante e interesante del SAV (4), es que es opcional. El SAV (4) puede conectarse ó desconectarse, según se desee, sin que el SVACD a través del SATASD (2) situado en el servidor (A), deje de realizar las tareas de recogida. Además, si se produce un fallo catastrófico, los datos adquiridos hasta el momento no se pierden.
Tras la finalización de la secuencia de tarea/s de recogida programadas se almacenan los datos en el servidor (A). Se guarda la información en un Fichero de Tareas de Recogida denominado fichero FTR (11), y se genera un fichero FTR (11) por tarea de recogida con la siguiente información:
\bullet
Todas las señales doppler S2 captadas.
\bullet
Los instantes de inicio e instantes de finalización de dichas señales doppler S2.
\bullet
Una tabla de parejas sincronizadas v_{d} \leftrightarrow v_{c} con información temporal de cuando se produjeron, es decir, los instantes de inicio e instantes de finalización de la señal doppler S2 y el instante de llegada de la señal digital S1.
\bullet
La información de contabilización de señales no sincronizadas.
\bullet
La información complementaria a las tareas de recogida: operario, identificación del cinemómetro (1), ubicación (introducida manualmente o a través del GPS (5)).
\vskip1.000000\baselineskip
Esta información es el punto de partida para la generación del informe de verificación.
El proceso de generación del informe de verificación se realiza en el cliente (B) y se inicia con el Gestor de Ficheros de Tareas de Recogida o GFTR (6) que se encarga de las siguientes tareas:
\bullet
Copiar al cliente (B) desde el servidor (A) los ficheros FTR (11) seleccionados por el usuario.
\bullet
Eliminar los ficheros FTR (11) del servidor (A), seleccionados por el usuario.
\bullet
Una vez que están en el cliente los ficheros FTR (11), un subsistema del cliente (B) denominado Generador de Informes de Verificación o GIV (7), será el encargado de seleccionar los datos para realizar el análisis, y almacenará y emitirá la información de verificación. Los ficheros FTR (11) y el GIV (7) son exportables a cualquier ordenador personal, por lo que permite la generación del informe de verificación en cualquier instante y lugar.
\vskip1.000000\baselineskip
Se describe a continuación el proceso de creación de un informe de verificación partiendo de la información de los ficheros FTR (11):
\bullet
El usuario seleccionará en el cliente (B), el/los fichero/s FTR (11) para cargar los datos de medidas a analizar. En los datos cargados se puede hacer una búsqueda selectiva de datos, según:
\circ
Identificación del cinemómetro (1).
\circ
Ubicación del cinemómetro (1) (introducida manualmente o a través del GPS (5)).
\circ
Rangos de velocidades detectadas,
\circ
Fecha y hora.
\bullet
El GIV (7) permite establecer los límites de las tolerancias permitidas, adaptables a las legislaciones vigentes y mostrará la siguiente información:
\circ
Nº de medida (1, 2, 3,...).
\circ
Modelo de cinemómetro (1).
\circ
Identificación del cinemómetro (1).
\circ
Emplazamiento del cinemómetro (1).
\circ
Velocidad medida por el cinemómetro (1), v_{c}.
\circ
Velocidad medida por el SVACD, v_{d}.
\circ
Frecuencia doppler, f_{d}, detectada.
\circ
Desviación entre v_{c} y v_{d}.
\circ
Especificación en cada medida si se encuentra dentro de tolerancia.
\bullet
El GIV (7) mostrará información gráfica y textual de la cantidad de vehículos analizados, y de cuantos se encuentran dentro de la tolerancia permitida. Incluye una herramienta software que hace que los ficheros de datos adquiridos en las tareas de recogida y el GIV (7) sean exportables a cualquier ordenador personal, y clasifica e indexa los mismos permitiendo la generación del informe de verificación en cualquier instante, y la búsqueda y nueva generación de informes emitidos con anterioridad.
\bullet
Dado que en los informes de verificación no es necesario incluir todas las medidas realizadas, el GIV (7) permite seleccionar un conjunto cualquiera de datos analizados para generar el documento de informe de verificación que incluirá la información anterior de las medidas seleccionadas además de las gráficas de las FFT de las señales doppler registradas por el SVACD, vinculadas a las medidas del cinemómetro (1).
\bullet
Mediante los módulos de discriminación y selección de señales incluidos en el software, se encarga de seleccionar los datos para realizar el análisis estadístico, emite en tiempo real y de forma automática el informe de verificación según las tolerancias escritas por el usuario y almacena en soporte informático los informes de verificación.
Breve descripción de las figuras
La Fig. 1 muestra un diagrama de bloques del sistema SVACD, donde el cinemómetro doppler (1) es el dispositivo objeto de la verificación de funcionamiento. El cinemómetro entrega una señal doppler de naturaleza analógica (S2) y una señal digital (S1) con la medida realizada por el cinemómetro (1).
El servidor (A) contiene cuatro subsistemas:
\circ
SATASD (2), que es el subsistema de Adquisición, Tratamiento, Análisis y Servidor de Datos.
\circ
PTR (3), que es el Programador de Tareas de Recogida.
\circ
SAV (4), que es el Sistema de Avisos ante eventualidades en la ejecución de las tareas de recogida.
\circ
GPS (5), que proporciona la localización del servidor (A).
El cliente (B) tiene dos subsistemas:
\circ
GFTR (6), que es el Gestor de Ficheros de Tareas de Recogida.
\circ
GIV (7), que es el Generador de Informes de Verificación.
\vskip1.000000\baselineskip
El sistema tiene otros elementos adicionales como sistema de conexión WI-FI (TCP-IP) (8), conexión alternativa por cable (TCP-IP) (9), envío de mensajes a terminales móviles (10), comunicación FTRs (11) y FCTRs (12).
La Fig. 2 muestra un ejemplo de señal en el tiempo de la señal analógica que proporciona el cinemómetro (1) de la Fig, 1. En estas figuras se aprecia con claridad las zonas en las que hay información de frecuencia doppler, f_{d} y donde no la hay.
La Fig. 3 muestra el detalle del trozo de señal analógica proporcionada por el cinemómetro (1) de la Fig. 1, y su espectro después de aplicar la FFT. Se muestra un caso típico en el que hay más de una f_{dcs}.
La Fig. 4 muestra el esquema del procedimiento para el cálculo de la v_{d} partiendo de las señales doppler y la sincronización para el emparejamiento de las v_{d} calculadas con las v_{c} medidas por el cinemómetro. Las distintas etapas a seguir son:
\bullet
Adquisición, registro y cuenta de todas las señales doppler S2 y cuenta de las señales doppler S2 no sincronizadas (13)
\bullet
Señal Digital (v_{c}) proporcionada por el equipo doppler (14)
\bullet
Espera señal digital S1 (15)
\bullet
Selección de señales doppler S2 candidatas (16)
\bullet
¿Existen candidatas o señal digital no válida? (17)
\bullet
Cuenta de Señales digitales S1 no sincronizadas con ninguna señal doppler S2 (18)
\bullet
FFT a una señal doppler candidata Obtención de f_{dcs} (19)
\bullet
Selección de tonos y amplitudes con hasta M dB menos del tono de mayor amplitud f_{cds} - Amplitud (20)
\bullet
Conversión a velocidades (Ec. 1) v_{dcs} - Amplitud (21)
\bullet
v_{df} = v_{dcs} tal que |v_{dcs} - v_{c}| sea mínimo (22)
\bullet
Se almacenan v_{df} - Amplitud (23)
\bullet
¿Más candidatas? (24)
\bullet
v_{d} = v_{df} con mayor Amplitud (25)
\bullet
Emparejamiento v_{d} \leftrightarrow v_{c} (26)
\bullet
Eliminación, para poder ser candidata de otro emparejamiento, de la señal doppler S2 de la cual salió la finalista (27)
\bullet
¿Fin tarea de recogida? (28)
La Fig. 5 muestra un ejemplo de las acciones que deben ejecutarse para realizar una verificación de un cinemómetro (1) hasta la generación del informe de verificación, con las siguientes etapas:
\bullet
Inicio (29)
\bullet
Lanzar tareas de recogida (30)
\bullet
Gestor de Ficheros de Tareas de Recogida (GFTR (6))
\bullet
Generador de Informes de Verificación (GIV (7))
\bullet
Fin de la Verificación (31)
La Fig. 6 muestra el flujograma de acciones para realizar la acción lanzar tareas de recogida de la Fig. 5. Estas acciones son:
\bullet
Inicio. (29)
\bullet
Insertar información complementaria a las Tareas de Recogida. (32)
\bullet
Seleccionar Modelo de cinemómetro (33).
\bullet
¿Programar tareas de recogida?. (34)
\bullet
Ejecutar Programador de Tareas de Recogida (PTR (3)). (35)
\bullet
Seleccionar Ficheros de Tareas de Recogida. (36)
\bullet
Ejecutar Tarea de Recogida. (37)
\bullet
¿Última tarea de recogida?. (38)
\bullet
Siguiente (39)
\bullet
Fin. (40)
La Fig. 7 describe el Programador de Tareas de Recogida, PTR, que genera ficheros de configuración de tareas de recogida programada, ficheros FCTRP (12). Estas acciones son:
\bullet
Inicio.(29)
\bullet
Selecciona: ¿con Fecha y hora o sólo con hora?. (41)
\bullet
Selecciona fecha de inicio de tarea de recogida. (42)
\bullet
Selecciona fecha de fin de tarea de recogida. (43)
\bullet
Selecciona hora de inicio de tarea de recogida. (44)
\bullet
Selecciona hora de fin de tarea de recogida. (45)
\bullet
Selecciona número de medidas. (46)
\bullet
¿Última tarea de recogida?. (47)
\bullet
Configurar repeticiones (48)
\bullet
Genera y almacena Fichero de Configuración de Tareas de Recogida Programadas Fichero FCTRP (12)
\bullet
Fin. (40)
La Fig. 8 describe como es la ejecución de una tarea de recogida donde los trazos discontinuos representan acciones procedentes de otras tareas que desencadenan acciones de la tarea de recogida. Los pasos de la tarea de recogida son:
\bullet
Inicio (49), tras él suceden acciones paralelas para sincronizar cada una de las vías, la analógica y la digital
\bullet
Analiza S/N Señal Doppler S2 (50)
\bullet
¿Hay vehículo? (51)
\bullet
Recoge Señal Doppler S2 del vehículo (S2) (52)
\bullet
Almacena en FIFO (53)
\bullet
Recoge Señal Digital S1 (54)
\bullet
Saca velocidad de la trama (55)
\bullet
Almacena en FIFO (56)
\bullet
Orden de sincronización de señales (57) recibida de otra tarea del SVACD
\bullet
¿Mensaje de orden de guardar y sincronizar datos? (58)
\bullet
Sincroniza Datos de FIFOs y cuenta no sincronizadas (59)
\bullet
Almacena datos en Fichero FTR (11) (60)
\bullet
Eventualidad en el SVACD (4) o cinemómetro (1) (61) recibida de otra tarea del SVACD
\bullet
¿Eventualidad? (62)
\bullet
Genera mensaje de eventualidad (63)
\bullet
Fin (64)
En la Fig 9, se presenta la realización de medidas de sincronización de la velocidad en la ejecución de una tarea de recogida.
\bullet
V_{d1} (Se sincroniza v_{c1} con v_{d1} 1) (65)
\bullet
No hay v_{d2} v_{c2} no se sincroniza (66)
\bullet
v_{d3} (Se sincroniza v_{c3} con v_{d3}) (65)
\bullet
Procedimiento de cálculo de v_{d} (67)
\bullet
Señal doppler No sincronizada. No vinculada a ninguna señal digital (68)
\bullet
Procedimiento de cálculo de v_{d} (67)
\bullet
Se almacena la señal doppler (69)
\bullet
Se almacenan ambas señales doppler (70)
\bullet
Señal analógica (S2) (71)
\bullet
Señal Digital (v_{c1}) (S1) (72)
La Fig. 10 describe cómo funciona el Gestor de Ficheros de Tareas de Recogida, GFTR (6). Sus etapas son:
\bullet
Inicio (73), tras él suceden acciones alternativas correspondientes a la elección por parte del usuario de borrar o conservar un bloque de ficheros
\bullet
Seleccionar ficheros FTR (11) a recoger (74)
\bullet
Seleccionar destino de los ficheros (75)
\bullet
Eliminación de ficheros (76)
\bullet
Copia de Ficheros (77)
\bullet
Fin (78)
La Fig. 11 describe cómo funciona el Generador de Informe de Verificación, GIV (7).
\bullet
Inicio (79)
\bullet
Seleccionar ficheros FTR (11) (80)
\bullet
Búsqueda y Selección de datos a incluir en el fichero de Verificación (81)
\bullet
Generación y Almacenamiento del documento del informe de verificación (82)
\bullet
Fin (83)
Modo de realización de la invención
En la Fig. 5 se muestran las acciones necesarias para realizar una verificación hasta la generación del informe de verificación. Como se observa, la primera acción es lanzar tareas de recogida cuyo flujograma se muestra en la Fig. 6, En esta acción se introduce la información complementaria a las tareas de recogida (Operario, identificación del cinemómetro, ubicación del SVACD que puede ser introducida manualmente o a través del GPS (5)) y seguidamente se pueden programar las tareas de recogida mediante el PTR (3) (ver Fig. 7) ó utilizar ficheros de configuración de tareas de recogida (ficheros FCTR (12)) ya creados. Seguidamente se empezarían a ejecutar las tareas de recogida programadas. Se describe la ejecución de una tarea de recogida en la Fig. 8 y la Fig. 9.
En la Fig. 9 se muestra la señal analógica (71) que entrega el cinemómetro (1) en función del tiempo. En dicha señal el SVACD a través del SATASD (2), sondea la señal analógica (71) hasta que se detecta un vehículo por la zona de influencia del cinemómetro (1). En este momento comienza la señal doppler S2 y finaliza, cuando el vehículo abandona el área de área de influencia del cinemómetro (1). La señal doppler S2 se almacena (69). El SATASD (2) también sondea concurrentemente la presencia de señal digital S1 (72) entregada por el cinemómetro (1). Cuando se detecta una señal digital S1 (72), partiendo de las señales doppler S2 se aplica el procedimiento para el cálculo de la v_{d} (67) y la sincronización con las velocidades medidas por el cinemómetro (1) (65).
En este ejemplo de realización se muestran los casos típicos que se pueden encontrar:
\bullet
Una única señal doppler S2 candidata en la ventana de tiempo de x segundos con respecto al instante de llegada de la señal digital S1 (72). Se almacena la señal (69) y se calcula la v_{d} (67) según el procedimiento descrito, y se sincroniza con la digital S1 (65).
\bullet
Una señal doppler S2 que no está dentro de ninguna ventana de tiempo de x segundos con respecto al instante de llegada de la señal digital S1. Esta señal se almacena (69) pero no se empareja con ningún valor de v_{c} (68). Un alto índice de señales doppler S2 no sincronizadas generará un aviso a través del SAV (4).
\bullet
Una señal digital S1 que no tiene ninguna señal doppler S2 dentro de ventana de tiempo de 2 segundos con respecto al instante de llegada de la señal digital (72). Esta señal digital no se empareja (66). Un alto índice de señales digitales no sincronizadas generará un aviso a través del SAV (4).
\bullet
Varias señales doppler S2 candidatas en la ventana de tiempo de x segundos con respecto al instante de llegada de la señal digital (72). Se almacenan las señales (72) y se calcula la v_{d} (67) según el procedimiento descrito, y se sincronizan (65).
La acción lanzar las tareas de recogida, ejecutaría una a una, todas las tareas de recogida programadas en el fichero FCTRP (12) cargado, dando como resultado un fichero de tarea de recogida, fichero FTR (11), por cada una de las tareas de recogida programadas.
La siguiente acción de la verificación indicada en la Fig. 5 es la de la descarga de ficheros y borrado de ficheros FTR (11). Se describe esta acción en la Fig. 10.
La última acción de la verificación indicada en la Fig. 5 es la de la generación del informe de verificación que se realizaría con el GIV (7). Se describe esta acción en el flujograma de la Fig. 11.
Aplicación industrial
El número de cinemómetros basados en el efecto doppler está en un proceso de aumento en el momento actual y con previsión de que sea continuado en los próximos años. Esto implica que las empresas u organismos encargados de realizar las verificaciones de los cinemómetros necesitan un sistema de verificación que les proporcione un sistema de medida alternativa rápida, fiable y de uso sencillo.
Con la invención descrita no es necesario que los encargados de realizar las recogidas de datos ni las verificaciones, sea personal con alto nivel de cualificación, ya que el sistema tiene un interfaz amigable y sencillo.
Se reducirían los recursos humanos dedicados a estas tareas de verificación con respecto a la actualidad. El servidor puede dejarse de forma permanente en la ubicación del cinemómetro y el cliente accedería de forma remota para programar las tareas de recogida, descargar los datos y realizar los informes de verificación con un acceso remoto.
Por el acceso remoto a los datos recogidos, la seguridad de los operarios aumenta considerablemente con respecto a los métodos operativos actuales en los que el operario debe realizar estas operaciones junto a la carretera.

Claims (7)

1. Sistema de verificación automático de cinemómetros doppler caracterizado porque comprende dos subsistemas:
a.
un subsistema empotrado, denominado servidor (A), en la ubicación del cinemómetro (1), que comprende un Subsistema de Adquisición, Tratamiento, Análisis y Servidor de Datos (SATASD (2)), un Programador de Tareas de Recogida (PTR (3)), un GPS (5) y un Sistema de Avisos (SAV (4)), en el que se programan las tareas de recogida de las señales analógicas y digitales con el PTR (3), se ejecutan las tareas de recogida, se almacenan los datos recogidos, se avisa con el SAV (4) de eventualidades en el sistema de verificación automático de cinemómetros doppler ó en el cinemómetro doppler (1), y se proporciona su localización mediante el GPS (5);
b.
un subsistema, denominado cliente (B) con acceso remoto al servidor (A), que comprende un Gestor de Ficheros de Tareas de Recogida (GFTR (6)) y un Generador de Informes de Verificación (GIV (7)), que realiza la entrada de información complementaria a la tarea de recogida, programa las tareas de recogida de datos, lanza las tareas de recogida en el servidor (A) y descarga y/o elimina los datos almacenados en el servidor (A), una vez descargados los datos, analiza los datos adquiridos y genera y almacena el informe de verificación con el GIV (7).
\vskip1.000000\baselineskip
2. Sistema de verificación automático de cinemómetros doppler, según la reivindicación 1, caracterizado porque el PTR (3) está configurado, a partir de una orden de usuario, para particularizar y guardar, en un fichero de configuración de tareas de recogida (FCTR (12)) programadas, la secuencia de tareas de recogida con opciones configurables que comprenden fijar cuando iniciar o interrumpir el proceso, realizar el proceso a intervalos fijos o variables, fijar periodos concretos de ejecución, limitar el número de medidas, generar un número variable de ficheros de configuración de tareas de recogida (FCTR (12)) para guardar y cargar según orden de usuario.
3. Sistema de verificación automático de cinemómetros doppler, según cualquiera de las reivindicaciones 1-2, caracterizado porque el SAV (4) implementa en el sistema de verificación automático de cinemómetros doppler un subsistema GSM que envía mensajes SMS a terminales móviles, avisando de eventualidades surgidas durante el funcionamiento del sistema, comprendiendo dichas eventualidades, fallo de la alimentación, rearme de la alimentación, falta de sincronización entre medidas, ausencia de señales analógicas y/o digitales, finalización programada o voluntaria de una secuencia de tareas de recogida.
4. Sistema de verificación automático de cinemómetros doppler, según cualquiera de las reivindicaciones 1-3, caracterizado porque el GIV (7) comprende:
a.
unos módulos de discriminación y selección de señales incluidos en unos medios de procesamiento, encargados de seleccionar los datos para realizar el análisis estadístico, emitir en tiempo real y de forma automática el informe de verificación según las tolerancias seleccionadas por el usuario y almacenar en soporte informático los informes de verificación;
b.
los medios de procesamiento encargados de clasificar e indexar los ficheros de datos adquiridos en las tareas de recogida y el GIV (7), generar el informe de verificación, buscar ficheros indexados con anterioridad y generar los informes de verificación asociados en formato exportable a un ordenador personal.
\vskip1.000000\baselineskip
5. Sistema de verificación automático de cinemómetros doppler, según cualquiera de las reivindicaciones 1-4, caracterizado porque comprende un procedimiento de detección de vehículos en la zona de influencia del cinemómetro (1) en el que se analiza si la relación señal a ruido de la señal doppler obtenida por el cinemómetro (1) está comprendida entre unos valores umbrales predefinidos, y en ese caso, registrar datos, únicamente durante el tiempo en el que el vehículo está en la zona de influencia del cinemómetro (1), procesarlos mediante un procedimiento de cálculo para obtener la velocidad del vehículo v_{d} a partir de la señal doppler.
6. Sistema de verificación automático de cinemómetros doppler, según la reivindicación 5, caracterizado porque comprende un procedimiento para el cálculo de la velocidad del vehículo v_{d} partiendo de las señales doppler y sincronización con las velocidades medidas por el cinemómetro (1) a partir de la amplitud de los tonos de la misma, comprendiendo las siguientes etapas:
a.
Se registran todas las señales doppler, recogidas en soporte informático;
b.
Se identifican las señales doppler candidatas a generar una señal digital como todas las señales doppler cuyo instante de inicio esté dentro del intervalo instante de llegada, x segundos, siendo el valor de los x segundos el que asegura que le dé tiempo al cinemómetro (1) a responder con la señal digital después de haber procesado la señal doppler, y que puede ser modificado a voluntad por el usuario;
\newpage
c.
Se aplica la FFT a cada señal doppler candidata, proporcionando las f_{dcs} en función de los tonos detectados, considerando f_{dcs} a todos los tonos de la FFT con nivel hasta M dB por debajo del tono de mayor amplitud y permitiendo que el usuario pueda variar el valor de M (dB) para conseguir más o menos sensibilidad;
d.
Se aplica a las f_{dcs}, la fórmula de conversión de la ecuación v_{d} = 0,5 \cdot \frac{f_{d}}{cos \ \alpha}, dando lugar a unas v_{dcs} y para cada señal doppler adquirida, se almacenan una ó más f_{dcs}, la amplitud de los tonos medidas y las v_{dcs} calculadas;
e.
De las v_{dcs} se selecciona la velocidad que se distancia menos de la v_{c}, quedando un único valor de velocidad por señal, v_{d}, obteniendo tantas velocidades v_{df} como señales doppler candidatas;
f.
De todas las velocidades v_{df} se selecciona como el valor de la v_{d} la que tiene mayor amplitud de tono y este valor calculado de la v_{d}, es el que será sincronizado y emparejado con la v_{f}, y al mismo tiempo, la señal doppler de la que se obtuvo la v_{df} seleccionada, se marca como usada para que no sea tenida en cuenta para ninguna otra señal digital;
g.
Con el resultado de este procedimiento aplicado para cada señal digital generada por el cinemómetro (1) se obtiene una tabla de valores v_{d} \leftrightarrow v_{c};
h.
Se realiza la detección y cuenta de señales digitales no sincronizadas;
i.
Se realiza la detección y cuenta de señales digitales no válidas en el cinemómetro (1), es decir, cuenta de señales digitales no sincronizadas;
j.
Se realiza la detección y cuenta de señales doppler no sincronizadas.
\vskip1.000000\baselineskip
7. Procedimiento para el cálculo de la v_{d} según la reivindicación 6 caracterizado porque el procedimiento para el cálculo de la v_{d} en las etapas h, i y j establece la no sincronización de señales doppler con señales digitales basándose en las siguientes acciones del procedimiento:
a.
Detección y cuenta de las señales digitales entregadas por el cinemómetro (1) con ausencia de señales doppler, considerando eventualidad al superar el 5% del total de las medidas realizadas, siendo este un porcentaje configurable por el usuario;
b.
Detección y cuenta de señales digitales no válidas en el cinemómetro (1), considerando eventualidad siempre al superar el 5% del total de las medidas realizadas, siendo este un porcentaje configurable por el usuario;
c.
Detección y cuenta de las señales doppler que no son candidatas a ninguna señal digital, considerando que existe eventualidad al sobrepasar el número de medidas no sincronizadas.
ES200901618A 2009-07-21 2009-07-21 Sistema de verificación automático de cinemómetros doppler. Active ES2356007B2 (es)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ES200901618A ES2356007B2 (es) 2009-07-21 2009-07-21 Sistema de verificación automático de cinemómetros doppler.

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ES200901618A ES2356007B2 (es) 2009-07-21 2009-07-21 Sistema de verificación automático de cinemómetros doppler.

Publications (2)

Publication Number Publication Date
ES2356007A1 ES2356007A1 (es) 2011-04-04
ES2356007B2 true ES2356007B2 (es) 2011-10-20

Family

ID=43755204

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES200901618A Active ES2356007B2 (es) 2009-07-21 2009-07-21 Sistema de verificación automático de cinemómetros doppler.

Country Status (1)

Country Link
ES (1) ES2356007B2 (es)

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR960001777A (ko) * 1994-06-01 1996-01-25 제임스 디. 튜턴 차량 감시 시스템 도플러 신호의 주파수 영역처리방법
US6046696A (en) * 1998-10-26 2000-04-04 Db Design Llc Apparatus and process for remote certification of doppler radar speed measuring devices

Also Published As

Publication number Publication date
ES2356007A1 (es) 2011-04-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20090210141A1 (en) Monitoring a Mobile Device
CN107647860B (zh) 一种心率检测方法、装置、电子设备及存储介质
ES2467673T3 (es) Procedimiento y sistema de supervisión de descargas parciales
CN105223034B (zh) 一种制动性能测试方法及其系统
CN111556444A (zh) 一种智能工牌的定位方法和系统
CN104657821B (zh) 一种外勤人员工作驻留疑点的采集方法
EP2381379A3 (en) System, apparatus and method for auto-replenishment and monitoring of a medical instrument
CN104732603A (zh) 一种基于位置坐标的外勤人员考勤方法
CN110706376B (zh) 一种人流量统计方法和装置
ES2979320T3 (es) Procedimientos y aparatos para detectar fugas
CN109738724B (zh) 一种设备的故障诊断方法、装置、存储介质及电子装置
CN111513691A (zh) 一种疫情防控方法、服务器和系统
CN110866692A (zh) 一种预警信息的生成方法、生成装置及可读存储介质
WO2015058721A1 (zh) 提示随身定位设备是否按时抵达的方法及装置、系统
US6801162B1 (en) Doppler-based automated direction finding system and method for locating cable television signal leaks
CN106770151A (zh) 一种快速检测拉曼光谱信号的方法及装置
ES2356007B2 (es) Sistema de verificación automático de cinemómetros doppler.
CN112946735A (zh) 基于微震监测系统的落石冲击定位方法及装置
CN103822641B (zh) 一种车辆里程统计方法
CN106706004A (zh) 一种基于摆动强弱的传感器数据处理方法及系统
CN108257364B (zh) 一种提高分布式光纤监测系统报警可靠性的方法
CN110260810A (zh) 交通工具乘载人数统计方法、装置、设备及介质
JP2008026292A (ja) がいし放電音判別方法及びその装置
CN108844550B (zh) 一种基于云计算的移动终端智能计步方法及装置
CN208156088U (zh) 一种基于电能质量指标监测的报警装置

Legal Events

Date Code Title Description
FG2A Definitive protection

Ref document number: 2356007

Country of ref document: ES

Kind code of ref document: B2

Effective date: 20111020