Алгоритм вычисления интенсивности транспортного потока на основе фиксации амплитудной величины акустического излучения автомобиля
Существующие методы оценки интенсивности транспортного потока. Реализация в пакете MATLAB алгоритма вычисления интенсивности транспортного потока на базе фиксации амплитудной величины акустического сигнала. Апробация на улично-дорожной сети Пензы.
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 29.07.2017 |
| Размер файла | 381,1 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Алгоритм вычисления интенсивности транспортного потока на основе фиксации амплитудной величины акустического излучения автомобиля
В настоящее время исследуется множество способов акустического получения интенсивности транспортного потока, таких как: использование акустических сигнатур транспортных средств, распределения мощности акустического сигнала по полосам движения и метод с использованием аппарата исчисления конечных разностей (по смене знака производной от уровня сигнала) [1].
Задача решается путем анализа акустического излучения транспортного потока на основе фиксации на микрофон шума от транспортных средств [2 - 4], с последующей обработкой аудиозаписи в соответствии с заданными алгоритмами.
Шум - это акустическая характеристика, включающая в себя неупорядоченное сочетание различных по силе и частоте звуков [5].
В работах [6, 7] описано, что при приближении транспортного средства к микрофону уровень сигнала резко увеличивается, и, следовательно, максимальный уровень сигнала приходится на момент нахождения автомобиля перед микрофоном. Интенсивность транспортного потока - это число транспортных средств, проезжающих через сечение дороги в единицу времени [8]. Величина интенсивности вычисляется с помощью детекторов транспорта, использующих заложенные в них алгоритмы [9, 10].
Предлагается алгоритм вычисления интенсивности транспортного потока по акустическому излучению автомобилей на основе фиксации амплитудной величины акустического сигнала. Алгоритм реализован в пакете MATLAB и заключается в следующем.
На проезжей части производится запись акустических характеристик транспортного потока на цифровую видеокамеру. Полученный аудиофайл proba.wav преобразуется при помощи функции [y]=audioread('proba.wav') в массив, преобразуется по модулю y=abs(y) и производится построение графика функцией plot(y) (рис. 1).
Шкала оси х - число отсчетов из массива *105.
Рис. 1. - График акустических характеристик транспортного потока
алгоритм транспортный акустический сигнал
По значениям массива с помощью фильтра Баттерворта [q, w]=butter(n, Wn) и функции y=filtfilt(q, w, y), plot(y) проводится фильтрация сигнала без внесения временной задержки и построена огибающая сигнала (рис. 2) - кривая, огибающая максимумы акустического сигнала в процессе пересечения транспортным средством зоны детектирования.
Рис. 2. - Огибающая сигнала после обработки фильтром Баттерворта и фильтрации сигнала без внесения временной задержки
Так как полученный сигнал имеет нежелательные выбросы, которые могут привести к ложному срабатыванию, проводим обработку сигнала с помощью алгоритма среднего скользящего y=smooth (y, 40000), plot(y).
Рис. 3. - График после обработки алгоритмом среднего скользящего
Амплитудную величину акустического сигнала определяем по смене знака производной первого порядка от уровня сигнала y=diff (y, 1), plot(y) (рис. 4).
Рис. 4. - График после взятия производной первого порядка от сигнала
Для уменьшения вероятности ложных срабатываний полученный график производной усредняем с помощью алгоритма среднего скользящего (рис. 5).
Рис. 5. - График после обработки алгоритмом среднего скользящего
Для определения момента, когда производная меняет знак, разработано и реализовано в пакете Матлаб следующее. В начальный момент времени, когда график производной имеет положительную величину и выше заданного порогового значения, заносим в переменную “прирост” логическую единицу (лог. 1). Далее, когда график производной имеет отрицательную величину или меньше порогового, то заносим в переменную “снижение” лог. 1. Если “прирост” =1 и “снижение” =1, то считается, что автомобиль проехал через зону детектирования и на графике этом момент отмечается лог. 1.
Для апробации предложенного алгоритма на цифровую видеокамеру проведена запись акустических характеристик транспортного потока на улично-дорожной сети г. Пенза (рис. 6).
Рис. 6. - Результаты исследований числа транспортных средств на ул. Володарского г. Пензы в 10:00 (одна полоса движения в каждом направлении)
Таким образом, предложенный алгоритм вычисления интенсивности транспортного потока по акустическому излучению автомобилей на основе фиксации амплитудной величины акустического сигнала, реализованный в пакете MATLAB путем введения функций среднего скользящего и первой производной от исходного сигнала, работоспособен. Относительная погрешность результатов исследований интенсивности, полученных по результатам натурных исследований, составила 18 %.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Определение и расчет интенсивности телефонной нагрузки. Построение зависимости величины потерь от интенсивности поступающей нагрузки, функции распределения промежутков времени между двумя последовательными моментами поступления вызовов.
контрольная работа [631,4 K], добавлен 10.04.2011Анализ различных способов построения телефонных сетей общего пользования. Расчет интенсивности нагрузки на выходе коммутационного поля, межстанционной нагрузки. Выбор типа синхронного транспортного модуля, конфигурации мультиплексоров ввода-вывода.
курсовая работа [667,6 K], добавлен 25.01.2015Частотное преобразование акустического сигнала. Технические средства измерений, контроля и диагностики на основе ультразвуковых колебаний. Отражение и преломление звука. Прохождение звука через границу раздела двух сред. Разработка модуля программы.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 28.10.2011Ознакомление с методами и средствами измерения плотности потока энергии СВЧ излучения. Установление соответствия исследуемой микроволновой печи требованиям, предъявляемым санитарными нормами (СН № 2666-83). Приобретение навыков контроля ППЭ от СВЧ-печи.
курсовая работа [399,0 K], добавлен 13.12.2010Каналы утечки речевой информации. Методы формирования и преобразования сигналов. Характеристика радиомикрофона с амплитудной модуляцией. Признаки и классификация закладных устройств. Сущность и принцип действия амплитудной модуляции гармонической несущей.
реферат [382,5 K], добавлен 21.01.2013Реализация разделения цифрового потока от приемника SPDIF для подачи его на микросхемы ЦАП. Оптимизация схемы получения лучших условий прохождения сигнала. Моделирование работы схемы на языке VHDL. Фильтрация питания с большим числом цифровых микросхем.
курсовая работа [472,0 K], добавлен 24.09.2010Модуль дополнительного элемента управления. Расчет возникновения и интенсивности нагрузки. Расчет интенсивности внутристанционной нагрузки, нагрузки на блоки многочастотных приемопередатчиков и нагрузок между проектируемой АТС и другими АТС сети.
курсовая работа [347,0 K], добавлен 26.03.2013Метод выделения огибающей АМ-сигнала при помощи преобразования Гильберта. Эквивалентная схема программного алгоритма. Способы выделения амплитудного огибающего сигнала. Синтез АМ-сигнала с несущей и боковыми частотами. Формирователь амплитудной огибающей.
курсовая работа [279,1 K], добавлен 23.06.2009Понятие открытого акустического оформления головки и его особенности. Разработка и расчет акустического оформления головки динамической. Кодировка индивидуальной кодовой комбинации (ФИО) четырьмя способами и выбор оптимального метода кодирования звука.
курсовая работа [500,7 K], добавлен 04.03.2011Примеры применения дециматоров и интерполяторов. Алгоритм полигармонической экстраполяции для реставрации аудиозаписей. Главные особенности вычисления спектра методом Прони. Реализация алгоритма восстановления сигнала в среде программирования LabVIEW.
дипломная работа [9,1 M], добавлен 11.09.2012Построение городской телефонной сети (ГТС). Схема построения ГТС на основе коммутации каналов и технологии NGN. Расчет интенсивности телефонной нагрузки сети, емкости пучков соединительных линий. Распределенный транзитный коммутатор пакетной сети.
курсовая работа [458,9 K], добавлен 08.02.2011Анализ способов построения сетей общего пользования. Обоснование выбора проектируемой сети. Нумерация абонентских линий связи. Расчет интенсивности и диаграммы распределения нагрузки. Выбор оптимальной структуры сети SDH. Оценка ее структурной надежности.
курсовая работа [535,3 K], добавлен 19.09.2014Разработка проекта городской телефонной сети на базе систем передачи синхронной цифровой иерархии для города Ангарск. Расчет интенсивности нагрузки на выходе коммутационного поля. Исследование способов построения сетей. Выбор типа оптического кабеля.
курсовая работа [3,1 M], добавлен 10.01.2015Анализ способов построения телефонных сетей общего пользования. Расчет интенсивности телефонной нагрузки на сети, емкости пучков соединительных линий. Выбор структуры первичной сети. Выбор типа транспортных модулей SDH и типа оптического кабеля.
курсовая работа [576,3 K], добавлен 22.02.2014Методы и устройства измерения радиоактивного излучения. Расчет структурной схемы портативного цифрового радиометра. Подготовка производства цифровых электронных устройств для измерения интенсивности радиоактивного излучения гамма- и бета-лучей.
дипломная работа [1,8 M], добавлен 14.01.2012Обзор применения импульсных дальномеров-высотомеров на основе полупроводниковых лазеров для контроля объектов подстилающей поверхности. Методы повышения точности временной фиксации принимаемого сигнала. Расчет безопасности лазерного высотомера ДЛ-5.
дипломная работа [1,2 M], добавлен 14.03.2016Законы распределения случайной величины. Потоки вызовов. Телефонная нагрузка и ее параметры. Распределение нагрузки по направлениям. Расчет однозвенных полнодоступных коммутационных схем при обслуживании простейшего потока вызовов в системе с потерями.
контрольная работа [435,6 K], добавлен 21.03.2009Микропроцессоры являются основой совершенно нового поколения интеллектуальных машин. Разработанное устройство контроля интенсивности движения машин через мост позволяет наглядно рассмотреть возможности применения микропроцессорных систем в быту.
курсовая работа [282,5 K], добавлен 04.07.2008Виды акустического оформления. Конструкции акустического экрана, открытого и закрытого ящика, фазоинвертора, лабиринта, рупора. Многополосные акустические системы, требованиями международных стандартов. Резонатор Гельмгольца, расчет размера ящика.
реферат [575,4 K], добавлен 16.11.2010Определение величины интенсивности отказов изделия. График вероятности безотказной работы. Расчет комплекса одиночного ЗИП. Расчет погрешности: схема функционального узла; параметры элементов. Расчет среднего значения производственной погрешности.
контрольная работа [429,2 K], добавлен 29.11.2010
