【摘要】本文針對(duì)區(qū)間測(cè)速系統(tǒng)校準(zhǔn)過(guò)程復(fù)雜、數(shù)據(jù)處理煩瑣的現(xiàn)狀，基于Labview和VBAI設(shè)計(jì)了機(jī)動(dòng)車(chē)區(qū)間測(cè)速系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析及報(bào)告生成系統(tǒng)，提高了區(qū)間測(cè)速系統(tǒng)校準(zhǔn)數(shù)據(jù)處理的準(zhǔn)確性和時(shí)效性，減少了檢測(cè)人員提取數(shù)據(jù)、分析計(jì)算、報(bào)告出具等工作量，極大地提高了檢測(cè)效率，同時(shí)保證了數(shù)據(jù)處理和證書(shū)出具的準(zhǔn)確可靠，避免了現(xiàn)有技術(shù)引入的人為誤差。

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

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

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

ZHAO Xiaojun

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

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

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

機(jī)動(dòng)車(chē)區(qū)間測(cè)速系統(tǒng)是交通管理部門(mén)和大型企事業(yè)單位用于監(jiān)測(cè)機(jī)動(dòng)車(chē)行駛狀態(tài)的計(jì)量器具，是當(dāng)前我國(guó)交管部門(mén)主要使用的機(jī)動(dòng)車(chē)測(cè)速儀之一，在我國(guó)被列為重點(diǎn)管理的強(qiáng)制檢定計(jì)量器具。

1區(qū)間測(cè)速系統(tǒng)工作原理

通過(guò)將v與交管部門(mén)設(shè)定在測(cè)速系統(tǒng)中的限速值v0作比較，判斷該機(jī)動(dòng)車(chē)經(jīng)過(guò)區(qū)間路段是否超速違章。

2現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題

當(dāng)前我國(guó)多個(gè)省市相繼發(fā)布區(qū)間測(cè)速系統(tǒng)的地方計(jì)量技術(shù)法規(guī)。遼寧省市場(chǎng)監(jiān)督管理局于2017年發(fā)布JJF（遼）355—2016《道路交通區(qū)間測(cè)速系統(tǒng)校準(zhǔn)規(guī)范》，對(duì)區(qū)間測(cè)速系統(tǒng)的校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)方法進(jìn)行了規(guī)定，主要校準(zhǔn)項(xiàng)目包括當(dāng)前時(shí)刻、時(shí)間間隔測(cè)量誤差、距離值誤差和平均速度誤差等。

當(dāng)前國(guó)內(nèi)各機(jī)構(gòu)對(duì)區(qū)間測(cè)速的檢測(cè)均是通過(guò)速度傳感器測(cè)得標(biāo)準(zhǔn)速度和距離，通過(guò)GPS接收機(jī)獲取標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間，通過(guò)比對(duì)的方式，檢測(cè)區(qū)間測(cè)速系統(tǒng)的距離、速度和時(shí)間等參數(shù)的誤差。檢測(cè)過(guò)程均是人工讀數(shù)，人工分析計(jì)算結(jié)果，人工出具報(bào)告。對(duì)于多出入口、多車(chē)道區(qū)間測(cè)速系統(tǒng)的校準(zhǔn)，人工處理不僅檢測(cè)效率低下，還因計(jì)算數(shù)據(jù)量大，處理過(guò)程煩瑣復(fù)雜，經(jīng)常出現(xiàn)計(jì)算錯(cuò)誤、數(shù)據(jù)遺失等問(wèn)題。因此，為提高檢測(cè)效率，確保數(shù)據(jù)分析的準(zhǔn)確可靠，減小人為誤差，有必要研發(fā)一套機(jī)動(dòng)車(chē)區(qū)間測(cè)速系統(tǒng)檢校數(shù)據(jù)自動(dòng)分析及報(bào)告生成系統(tǒng)。

3機(jī)動(dòng)車(chē)區(qū)間測(cè)速系統(tǒng)校準(zhǔn)數(shù)據(jù)分析及報(bào)告生成系統(tǒng)

3.1系統(tǒng)介紹

機(jī)動(dòng)車(chē)區(qū)間測(cè)速系統(tǒng)校準(zhǔn)數(shù)據(jù)分析及報(bào)告生成系統(tǒng)，通過(guò)導(dǎo)入?yún)^(qū)間測(cè)速入口和出口或合成的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)照片，采集試驗(yàn)車(chē)經(jīng)過(guò)入口和出口時(shí)的時(shí)間、行駛距離、行車(chē)時(shí)長(zhǎng)、平均速度等參數(shù)，依據(jù)JJF（遼）355—2016《道路交通區(qū)間測(cè)速系統(tǒng)校準(zhǔn)規(guī)范》自動(dòng)分析、計(jì)算、比較、判定，給出是否符合區(qū)間測(cè)速系統(tǒng)指標(biāo)要求的結(jié)論，自動(dòng)生成校準(zhǔn)記錄，自動(dòng)出具校準(zhǔn)證書(shū)或檢測(cè)證書(shū)等結(jié)果報(bào)告，實(shí)現(xiàn)機(jī)動(dòng)車(chē)區(qū)間測(cè)速系統(tǒng)的自動(dòng)化校準(zhǔn)和檢測(cè)。

3.2軟件結(jié)構(gòu)

機(jī)動(dòng)車(chē)區(qū)間測(cè)速系統(tǒng)校準(zhǔn)數(shù)據(jù)分析及報(bào)告生成系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)如圖1所示。

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

2）啟動(dòng)主程序：?jiǎn)?dòng)主程序“機(jī)動(dòng)車(chē)區(qū)間測(cè)速系統(tǒng)校準(zhǔn)數(shù)據(jù)分析及報(bào)告生成系統(tǒng).VI”，開(kāi)始自動(dòng)化檢測(cè)。系統(tǒng)將根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)照片的格式（“合成”或“分散”），執(zhí)行相應(yīng)信息提取、圖像處理、分析計(jì)算等子程序。

3）合成照片信息提?。簠^(qū)間測(cè)速系統(tǒng)對(duì)試驗(yàn)車(chē)檢測(cè)結(jié)果輸出是一張合成照片時(shí)，調(diào)用該子程序。該程序提取被校設(shè)備和標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備分別在區(qū)間入口和出口時(shí)的行駛距離、當(dāng)前時(shí)刻、行車(chē)時(shí)長(zhǎng)、平均速度等項(xiàng)目的檢測(cè)數(shù)據(jù)。

4）出入口照片信息提?。簠^(qū)間測(cè)速系統(tǒng)對(duì)試驗(yàn)車(chē)檢測(cè)結(jié)果輸出是兩張照片的情況，即入口、出口各一張，調(diào)用該子程序。該程序提取出入口照片中速度、距離、時(shí)間等項(xiàng)目的檢測(cè)數(shù)據(jù)。

5）圖像處理和識(shí)別：應(yīng)用VBIA軟件，對(duì)照片中提取的檢測(cè)信息進(jìn)行二值化、灰度、顆粒刪除、顏色提取等圖像處理，再利用OCR對(duì)處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行識(shí)別，轉(zhuǎn)換為可計(jì)算、可控制的數(shù)據(jù)。

6）分析計(jì)算：對(duì)提取的區(qū)域測(cè)速系統(tǒng)檢校數(shù)據(jù)，按照國(guó)家計(jì)量校準(zhǔn)規(guī)范的要求進(jìn)行分析、計(jì)算，得出區(qū)間距離、平均速度、行車(chē)時(shí)長(zhǎng)、當(dāng)前時(shí)刻等項(xiàng)目的校準(zhǔn)結(jié)果。

7）結(jié)果判定：對(duì)分析計(jì)算的校準(zhǔn)結(jié)果和測(cè)量不確定度，與JJF（遼）355—2016《道路交通區(qū)間測(cè)速系統(tǒng)校準(zhǔn)規(guī)范》中計(jì)量性能的要求進(jìn)行比對(duì)，判定被檢區(qū)間測(cè)速系統(tǒng)是否符合國(guó)家計(jì)量校準(zhǔn)規(guī)范和交管部門(mén)應(yīng)用的要求，給出檢校結(jié)論。

8）報(bào)告生成：對(duì)不同照片格式、不同車(chē)道數(shù)量的區(qū)間測(cè)速系統(tǒng)，依據(jù)檢校單位模板格式和國(guó)家計(jì)量校準(zhǔn)規(guī)范對(duì)報(bào)告的要求，自動(dòng)出具校準(zhǔn)記錄、校準(zhǔn)證書(shū)、檢測(cè)記錄或檢測(cè)證書(shū)等。

3.3操作界面及步驟

機(jī)動(dòng)車(chē)區(qū)間測(cè)速系統(tǒng)校準(zhǔn)數(shù)據(jù)分析及報(bào)告生成系統(tǒng)的操作界如圖2所示，包括基本信息簇、現(xiàn)場(chǎng)照片顯示區(qū)、測(cè)速車(chē)道、車(chē)道數(shù)量、現(xiàn)場(chǎng)照片文件路徑等控件。

1）依據(jù)委托單位、被檢設(shè)備、環(huán)境條件和實(shí)驗(yàn)室相關(guān)信息，錄入“基本信息簇”，包括委托單位、單位地址、證書(shū)編號(hào)、器具名稱(chēng)生產(chǎn)廠商、規(guī)格型號(hào)、出廠編號(hào)、安裝位置、檢校日期、批準(zhǔn)人、檢校員、核驗(yàn)員、環(huán)境溫度、相對(duì)濕度、備注等。

2）依據(jù)檢校實(shí)際情況，選擇“車(chē)道數(shù)量”和“現(xiàn)場(chǎng)照片是否合成？”兩個(gè)選項(xiàng)，同時(shí)錄入“現(xiàn)場(chǎng)照片文件夾路徑”。

3）啟動(dòng)“機(jī)動(dòng)車(chē)區(qū)間測(cè)速系統(tǒng)校準(zhǔn)數(shù)據(jù)分析及報(bào)告生成系統(tǒng).VI”，系統(tǒng)開(kāi)始對(duì)現(xiàn)場(chǎng)照片進(jìn)行數(shù)據(jù)提取、分析、計(jì)算，進(jìn)行自動(dòng)校準(zhǔn)和檢測(cè)。

4）檢校完畢后，自動(dòng)生成校準(zhǔn)記錄或檢測(cè)記錄，依據(jù)客戶(hù)對(duì)報(bào)告格式的要求，以及“現(xiàn)場(chǎng)照片格式”，自動(dòng)生成相應(yīng)的校準(zhǔn)證書(shū)或檢測(cè)證書(shū)。

4程序邏輯及流程

程序運(yùn)行流程如圖3所示。啟動(dòng)主程序，錄入基本信息，程序?qū)⒁罁?jù)“照片是否合成”，自動(dòng)調(diào)用相應(yīng)分支程序，導(dǎo)入現(xiàn)場(chǎng)照片，經(jīng)ROI截取、圖像處理、OCR識(shí)別、分析計(jì)算、結(jié)果判斷、證書(shū)記錄生成等子程序，自動(dòng)完成檢校工作。

5部分子程序

5.1從現(xiàn)場(chǎng)照片中提取檢測(cè)信息子程序

對(duì)“合成一張照片”的區(qū)間測(cè)速系統(tǒng)，通過(guò)從現(xiàn)場(chǎng)照片中提取檢測(cè)信息子程序獲取具體檢測(cè)信息，打開(kāi)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)照片，用鼠標(biāo)選中興趣區(qū)域，放開(kāi)鼠標(biāo)，系統(tǒng)自動(dòng)將選取的區(qū)域以圖片的形式保存。圖4為從現(xiàn)場(chǎng)照片中提取檢測(cè)信息子程序框圖。

5.2圖像處理和識(shí)別子程序

從交管系統(tǒng)中獲得的現(xiàn)場(chǎng)照片，包含了標(biāo)準(zhǔn)裝置測(cè)量的試驗(yàn)車(chē)速度值和監(jiān)測(cè)設(shè)備測(cè)量的試驗(yàn)車(chē)速度值，通過(guò)ROI截取、顏色識(shí)別、灰度處理、二值化等程序?qū)φ掌M(jìn)行圖像處理，再通過(guò)OCR識(shí)別，提取照片中兩個(gè)速度值，輸出計(jì)算機(jī)可識(shí)別的數(shù)值型數(shù)據(jù)。圖5為圖像處理和識(shí)別子程序框圖。

5.3區(qū)間測(cè)速數(shù)據(jù)分析計(jì)算子程序

對(duì)圖像處理和圖像識(shí)別出的檢測(cè)數(shù)據(jù)，區(qū)間測(cè)速數(shù)據(jù)分析計(jì)算子程序按照國(guó)家和遼寧省地方計(jì)量技術(shù)法規(guī)中規(guī)定的方法和步驟，對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和計(jì)算。并重新整合為“標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量值”“被檢測(cè)量值”和“誤差”三個(gè)二維數(shù)組，為后續(xù)的結(jié)果判定和報(bào)告生成提供數(shù)據(jù)輸入。圖6為區(qū)間測(cè)速數(shù)據(jù)分析計(jì)算子程序框圖。

6推廣應(yīng)用

機(jī)動(dòng)車(chē)區(qū)間測(cè)速系統(tǒng)校準(zhǔn)數(shù)據(jù)分析及報(bào)告生成系統(tǒng)已在我院應(yīng)用，極大地提高了區(qū)間測(cè)速系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理的準(zhǔn)確性和時(shí)效性，減少了檢測(cè)人員提取數(shù)據(jù)、分析計(jì)算、報(bào)告出具等工作量，并提高了檢測(cè)效率，同時(shí)保證了數(shù)據(jù)處理和證書(shū)出具的準(zhǔn)確可靠，避免了現(xiàn)有技術(shù)引入的人為誤差。

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【作者簡(jiǎn)介】

趙曉俊，男，1984年出生，高級(jí)工程師，研究方向?yàn)殡姶?、無(wú)線(xiàn)電、時(shí)頻頻率和機(jī)動(dòng)車(chē)測(cè)速計(jì)量。

（編輯：李加鵬）