ES2356007B2 - Sistema de verificación automático de cinemómetros doppler. - Google Patents
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Abstract
Sistema de Verificación Automática de
Cinemómetros
Doppler.
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.
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.
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:
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.
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}:
\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.
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)
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.
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.
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)
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|---|---|
| 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)
| 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 |
-
2009
- 2009-07-21 ES ES200901618A patent/ES2356007B2/es active Active
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|---|---|
| ES2356007A1 (es) | 2011-04-04 |
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