流量統(tǒng)計(jì)
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流量統(tǒng)計(jì)范文第1篇
社會(huì)經(jīng)濟(jì)在不斷發(fā)展，城市人口和機(jī)動(dòng)車輛在不斷增加，交通監(jiān)控管理越來越受到社會(huì)各方面的廣泛重視。應(yīng)用先進(jìn)的監(jiān)控技術(shù)，建立完善的道路交通監(jiān)控管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)城市道路的現(xiàn)代化管理，從而有效地規(guī)劃城市道路和抑制交通事故的發(fā)生，也可以減輕道路工作人員的負(fù)擔(dān)，減少社會(huì)財(cái)產(chǎn)的損失，這個(gè)問題已成為各地交通管理部門最為關(guān)注的問題。對(duì)交通的監(jiān)控應(yīng)該在不同的環(huán)境、天氣和光照條件下都能正常有效地工作，對(duì)道路做到完全的實(shí)時(shí)監(jiān)控，完善夜間道路的監(jiān)控系統(tǒng)是非常重要的。為達(dá)到此目的，檢測(cè)思想和算法也在不斷的改進(jìn)和革新。有基于檢測(cè)線的［1－2］、檢測(cè)窗口的［3］，以及整幅圖片的，大部分算法都是基于整幅圖片的研究［4］。夜間，很多中小城市道路的光照條件還不是很好，運(yùn)動(dòng)車體大部分不可見，車輛的顯著特征就是車頭燈以及它的投射光束，還有道路兩旁的路燈和道路上的斑馬線［5］，并且夜間的背景和這些特征的亮度差別很大。在夜間光照條件不是很充分的情況下，根據(jù)以上特征對(duì)視頻序列圖像進(jìn)行閾值化，然后通過形態(tài)學(xué)分析便可以提取出車燈輪廓，最后根據(jù)車頭燈之間一定的距離分離出車燈對(duì)，將其作為運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，對(duì)其進(jìn)行跟蹤來統(tǒng)計(jì)車流量，甚至可以通過車燈之間的距離估計(jì)出車型。
2車頭燈對(duì)的檢測(cè)過程
2．1視頻序列圖像預(yù)處理
根據(jù)夜間道路的顯著特征，對(duì)目標(biāo)檢測(cè)影響較大的因素主要是車燈投射的光束，通過預(yù)處理盡量消除此因素是關(guān)鍵。有通過“浮雕”［6］做處理，如圖1(b):計(jì)算圖像的每一個(gè)像素與其左上方像素之差，最后提取車體，從圖中可以看到車燈明顯突出，而在兩輛車靠近時(shí)車體連接在一起。因此車燈提取是最簡單的方案。實(shí)驗(yàn)研究中所用數(shù)據(jù)是三通道彩色圖像序列，整個(gè)過程是對(duì)單通道做處理。通過閾值化將背景和前景分開:當(dāng)圖像的像素值f(x，y)大于設(shè)定的閾值T時(shí)就把該像素賦值為255，否則賦值為0(如式1)。分離出來的前景包括車燈、車燈投射的光束以及一些小的噪聲，形態(tài)學(xué)分析里的腐蝕可以去除小的噪聲，也可以把一些輪廓分開，本文采用3×3的算子進(jìn)行了2次腐蝕(如圖1(c))。最后通過對(duì)連通區(qū)域的最小值進(jìn)行設(shè)置，去掉一些較小的噪聲，找出輪廓的連通區(qū)域(如圖1(d)連線在下文介紹)。該預(yù)處理效果很好，利于后期研究的進(jìn)行。
2．2車頭燈對(duì)的檢測(cè)
檢測(cè)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)常用的算法是幀差分和背景差分［7］算法，前者在靜態(tài)時(shí)目標(biāo)信息被差去無法檢測(cè)，后者對(duì)光照特別敏感，以及將二者進(jìn)行或［8］的運(yùn)算。有基于顏色和運(yùn)動(dòng)信息［9］來檢測(cè)車流量的，此方法在車輛有一個(gè)車燈駛出拍攝范圍時(shí)受到限制。該過程的目的就是從圖像序列中將車頭燈的輪廓提取出來。從圖1可以看到預(yù)處理結(jié)果中只有車燈、車燈投射的光束以及疑似車燈的輪廓。通過對(duì)多組數(shù)據(jù)的觀察與研究發(fā)現(xiàn)一般車燈的輪廓接近圓形或矩形，且其長寬和面積都在一定范圍之內(nèi)，這樣可以把一小部分干擾剔除掉，再根據(jù)兩個(gè)車頭燈之間的距離，以及車輛無論是在靜止、直行還是拐彎時(shí)兩個(gè)車頭燈輪廓的縱坐標(biāo)位置，就可以很準(zhǔn)確地把兩個(gè)車頭燈輪廓進(jìn)行配對(duì)。由于車輛有可能有一些裝飾燈(除了主燈之外)，所以此過程也將一些能提取出來的裝飾燈進(jìn)行配對(duì)。根據(jù)主燈的面積大于裝飾燈，把主燈的輪廓信息存儲(chǔ)以備后續(xù)研究應(yīng)用。此部分的閾值都是根據(jù)視頻序列圖像的具體情況而設(shè)定的。為了能直觀地看到車頭燈檢測(cè)以及配對(duì)效果，在輪廓的連通區(qū)域圖像上將主燈和裝飾燈都分別配對(duì)連線(如圖1(d))，在原始序列圖像上只對(duì)主燈進(jìn)行連線(如圖2)。對(duì)于一些拐彎的車輛只留一個(gè)主燈在攝像范圍內(nèi)，可以根據(jù)主燈離圖像邊緣的距離猜測(cè)是否它的車牌大部分還在圖像中，如果是就把該主燈和邊緣處連線表示此車也被檢測(cè)到。所有被配對(duì)成功的車頭燈對(duì)的信息包括當(dāng)前幀數(shù)、輪廓的中心點(diǎn)、輪廓區(qū)域、輪廓面積都被放在車燈對(duì)鏈中為下一步的跟蹤做準(zhǔn)備，如果是對(duì)單個(gè)車燈進(jìn)行配對(duì)，那么信息中有一個(gè)輪廓的區(qū)域?yàn)?，面積是該車燈面積。
3車輛跟蹤和車流量統(tǒng)計(jì)
3．1車輛跟蹤
夜間車體基本上不可見，車輛跟蹤主要是對(duì)車頭燈對(duì)的跟蹤。正常情況下車道上車輛的運(yùn)動(dòng)狀況只有向前運(yùn)動(dòng)，拐彎和靜止，異常情況會(huì)有倒車等現(xiàn)象，研究只針對(duì)于正常情況:(1)車體運(yùn)動(dòng)時(shí)車燈也在運(yùn)動(dòng)(2)車體靜止時(shí)車燈的位置不會(huì)變化根據(jù)以上兩種情況對(duì)車燈對(duì)進(jìn)行跟蹤，即對(duì)當(dāng)前幀的車燈對(duì)鏈(新鏈)TrackBlock［track］與上一幀的車燈對(duì)鏈BlockOld［old］(舊鏈)中的信息進(jìn)行判斷:Track是新配對(duì)的車燈對(duì)數(shù)目，old是上一幀配對(duì)數(shù)目，新舊鏈中每一對(duì)車燈對(duì)的輪廓連線中心點(diǎn)分別為p2、p1，面積分別為area2，area1a．如果兩個(gè)中心點(diǎn)橫坐標(biāo)差的絕對(duì)值|p2．x－p1．x|在閾值(Dx1，Dx2)之內(nèi)，判斷兩個(gè)中心點(diǎn)的縱坐標(biāo)b．若其縱坐標(biāo)p2．yp1．y，車輛向前運(yùn)動(dòng)或靜止;或者Dy1＜(p1．y－p2．y)＜Dy2，由于光照影響造成輪廓大小變化也屬正常。符合上述兩種情況轉(zhuǎn)(c);否則轉(zhuǎn)(d)c．若area1＜area2＜k×area1，新鏈中的車燈對(duì)已經(jīng)存在;否則為新目標(biāo)。d．判斷下一車燈對(duì)。在每次判斷完之后都把新鏈中的信息存儲(chǔ)在舊鏈中。把當(dāng)前幀的車燈對(duì)鏈中的信息和舊的車燈對(duì)鏈中的信息進(jìn)行對(duì)比判斷后，當(dāng)前幀的車燈對(duì)鏈中的部分信息(幀數(shù))會(huì)被修改，用來標(biāo)記該車燈對(duì)是否已經(jīng)存在。判斷結(jié)果如圖2:藍(lán)、綠線表示新增車輛，紅、黃線表示已經(jīng)存在的車輛，紅、綠線表示兩個(gè)車燈都在圖像上，藍(lán)、黃線表示只有一個(gè)車燈留在圖像上的車輛。
3．2車流量統(tǒng)計(jì)
在對(duì)車燈對(duì)進(jìn)行跟蹤完后，新增車輛和已經(jīng)存在的車輛已經(jīng)完全分開而且明顯地標(biāo)注出來，每畫一條紅或黃線計(jì)數(shù)器Num就會(huì)自動(dòng)加一，方便從檢測(cè)到的目標(biāo)中減去已經(jīng)存在的目標(biāo)。最后對(duì)車流量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，從開始幀到當(dāng)前幀的車流量的相關(guān)計(jì)算過程為:設(shè)從開始幀到第i幀的車流量為carNum1，到第i+1幀的車流量為carNum2從上述中可知第i+1幀的新增車輛為:(track+1)/2－Num2則:carNum2=carNum1+(track+1)/2－Num2.
4實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
采集到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是在夜間光照不充足的場景下，以兩個(gè)車道上車輛為主，其他車道車輛為輔，采用幀大小為1616×1232，幀速為25fps，像素類型為8位的RGB視頻序列圖像。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1所示。表1實(shí)驗(yàn)測(cè)試表實(shí)際(輛)檢測(cè)(輛)檢測(cè)率(%)3939100949297．8從上述圖中可以看出車輛的車頭燈被完整地提取，車燈對(duì)被準(zhǔn)確的配對(duì)及跟蹤，從表中可以得出統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)都超過97%，這對(duì)以后的夜間車輛檢測(cè)和跟蹤進(jìn)一步改進(jìn)打下了良好的基礎(chǔ)，不過由于車燈投射光束及天氣變化的影響，使得結(jié)果還不是很精確，還有待進(jìn)一步改善。
流量統(tǒng)計(jì)范文第2篇
關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控 WinPcap 嗅探 PDH
中圖分類號(hào)：TP39
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
文章編號(hào)：1007-3973（2012）003-075-02
1 WinPcap的功能
Winpcap(windows packet capture)是Windows平臺(tái)下一個(gè)免費(fèi)的SDK，它為win32應(yīng)用程序提供訪問網(wǎng)絡(luò)底層的能力。Winpcap不能阻塞、過濾或控制其他應(yīng)用程序數(shù)據(jù)報(bào)的發(fā)收，它僅僅只是監(jiān)聽共享網(wǎng)絡(luò)上傳送的數(shù)據(jù)報(bào)。
它提供了以下的各項(xiàng)功能：
(1)捕獲原始數(shù)據(jù)報(bào)，包括在共享網(wǎng)絡(luò)上各主機(jī)發(fā)送/接收的以及相互之間交換的數(shù)據(jù)報(bào)；
(2)在數(shù)據(jù)報(bào)發(fā)往應(yīng)用程序之前，按照自定義的規(guī)則將某些特殊的數(shù)據(jù)報(bào)過濾掉；
(3)在網(wǎng)絡(luò)上發(fā)送原始的數(shù)據(jù)報(bào)；
(4)收集網(wǎng)絡(luò)通信過程中的統(tǒng)計(jì)信息。
2 WPcap.dll
動(dòng)態(tài)鏈接庫wpcap.dll。它也是提供給開發(fā)者的API，它輸出一組與系統(tǒng)有關(guān)的函數(shù)，用來捕獲和分析網(wǎng)絡(luò)流量。
3 主要設(shè)計(jì)與開發(fā)的內(nèi)容
本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能主要實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)流量監(jiān)測(cè)與統(tǒng)計(jì)分析。在用戶方面，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了計(jì)算網(wǎng)絡(luò)流量與網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析等具體功能；在整個(gè)項(xiàng)目方面，該系統(tǒng)作為網(wǎng)絡(luò)異常告警與智能分析的基礎(chǔ)模塊。
流量監(jiān)測(cè)是以圖形的方式實(shí)時(shí)顯示出流量的大小。
流量統(tǒng)計(jì)分析包括ARP數(shù)據(jù)包統(tǒng)計(jì)、TCP數(shù)據(jù)包統(tǒng)計(jì)、UDP數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、ICMP數(shù)據(jù)包統(tǒng)計(jì)、廣播數(shù)據(jù)包統(tǒng)計(jì)等。包括的子項(xiàng)有：
(1)每個(gè)數(shù)據(jù)包的時(shí)間、源IP地址、源MAC地址、目的IP地址、目的MAC地址、端口號(hào)、數(shù)據(jù)包大小。
(2)統(tǒng)計(jì)一段時(shí)間內(nèi)某種協(xié)議的數(shù)據(jù)包個(gè)數(shù)及總大小。
(3)按源IP和目的IP統(tǒng)計(jì)某個(gè)IP地址到另一個(gè)目的IP的某種協(xié)議的數(shù)據(jù)包時(shí)間、源IP地址、源MAC地址、目的IP地址、目的MAC地址、端口號(hào)、大小。
(4)按源IP或者目的IP統(tǒng)計(jì)某個(gè)IP地址的某種協(xié)議的數(shù)據(jù)包總大小及總大小。
4 總體設(shè)計(jì)方案
整個(gè)軟件分為三個(gè)子模塊。三個(gè)模塊為：數(shù)據(jù)包統(tǒng)計(jì)分析模塊、流量監(jiān)測(cè)模塊、用戶模塊(界面模塊)。
統(tǒng)計(jì)分析模塊主要基于WinPcap捕包原理，通過截獲整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的所有信息流量，根據(jù)信息源主機(jī)，目標(biāo)主機(jī)，服務(wù)協(xié)議端口等信息按照ARP、TCP、UDP、ICMP、廣播協(xié)議過濾分析、統(tǒng)計(jì)。
本模塊要將網(wǎng)絡(luò)中各種層次中的協(xié)議進(jìn)行對(duì)比分析，對(duì)已知數(shù)據(jù)字段進(jìn)行分析，這種分析是逐層進(jìn)行的。因?yàn)閿?shù)據(jù)包的結(jié)構(gòu)都是自頂向下層層的添加數(shù)據(jù)包頭，而且每層的包頭都有固定的長度，所以根據(jù)特定位置來判斷協(xié)議類型也就變得簡單。在本系統(tǒng)中，采用的是網(wǎng)絡(luò)中的OSI標(biāo)準(zhǔn)，即網(wǎng)絡(luò)的七層結(jié)構(gòu)。
流量監(jiān)測(cè)是流量的短期分析。該模塊主要實(shí)現(xiàn)如下功能：網(wǎng)絡(luò)總流量的實(shí)時(shí)查看，網(wǎng)絡(luò)輸出流量的實(shí)時(shí)查看，網(wǎng)絡(luò)輸入流量的實(shí)時(shí)查看。
用戶模塊（界面模塊）本系統(tǒng)主要采用Visual studio 2008平臺(tái)來設(shè)計(jì)用戶界面，使其界面與Windows保持最大的一致。
5 統(tǒng)計(jì)分析模塊詳細(xì)設(shè)計(jì)
編寫WinPcap應(yīng)用程序首先獲得主機(jī)的所有網(wǎng)卡。WinPcap用函數(shù)pcap_findalldevs()來實(shí)現(xiàn)，該函數(shù)返回一個(gè)pcap_if的鏈表，鏈表中包含了每一個(gè)網(wǎng)卡的詳細(xì)信息。
打開設(shè)備的函數(shù)是pcap_open()，它有三個(gè)參數(shù)snaplen、flags和to_ms。snaplen參數(shù)用來制定捕獲包的特定部分。如果網(wǎng)卡設(shè)置成混雜模式，Winpcap能獲得其他主機(jī)的數(shù)據(jù)包。to_ms 參數(shù)指定讀數(shù)據(jù)的超時(shí)控制，超時(shí)以毫秒計(jì)算。當(dāng)在超時(shí)時(shí)間內(nèi)網(wǎng)卡上沒有數(shù)據(jù)到來時(shí)，對(duì)網(wǎng)卡的讀操作將返回。
當(dāng)設(shè)備被打開，調(diào)用函數(shù)pcap_dispatch()來捕獲數(shù)據(jù)包。pcap_dispatch()可以不被阻塞。這個(gè)函數(shù)都有返回的參數(shù)，一個(gè)指向某個(gè)函數(shù)的指針，Libpcap調(diào)用該函數(shù)對(duì)每個(gè)從網(wǎng)上到來的數(shù)據(jù)包進(jìn)行處理和接收數(shù)據(jù)包。另一個(gè)參數(shù)帶有時(shí)間戳和數(shù)據(jù)包長度等信息，最后一個(gè)是含有所有協(xié)議頭部數(shù)據(jù)包的實(shí)際數(shù)據(jù)。MAC的冗余校驗(yàn)碼一般不出現(xiàn)，因?yàn)楫?dāng)一個(gè)幀到達(dá)并被確認(rèn)后網(wǎng)卡就將它刪除。
當(dāng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的分析的時(shí)候，必須先分析鏈路層，其次分析網(wǎng)絡(luò)層，之后是傳輸層，最后分析應(yīng)用層。
由于本程序只分析以太網(wǎng)的協(xié)議，所以去掉以太網(wǎng)協(xié)議的部分，剩下的就是IP協(xié)議的數(shù)據(jù)；IP協(xié)議部分包括 TCP和UDP協(xié)議的數(shù)據(jù)包；之后分析TCP和UDP等傳輸層的協(xié)議，將傳輸層協(xié)議部分舍去，留下來的是應(yīng)用層協(xié)議；最后解析應(yīng)用層協(xié)議。
基于以太網(wǎng)協(xié)議內(nèi)容的進(jìn)行分析，判斷以太網(wǎng)類型的值：如果是0x0806，表示ARP協(xié)議，則分析ARP協(xié)議；如果是0x0800，表示協(xié)議為IP協(xié)議，則分析IP協(xié)議,在分析IP協(xié)議時(shí)，根據(jù)協(xié)議類型的值判斷傳輸層協(xié)議類型：如果IP協(xié)議類型字段的值是6，表示協(xié)議為TCP協(xié)議，則分析TCP協(xié)議。
統(tǒng)計(jì)分析模塊將分為五個(gè)功能的詳細(xì)設(shè)計(jì)分別是ARP數(shù)據(jù)包統(tǒng)計(jì)、TCP數(shù)據(jù)包統(tǒng)計(jì)、UDP數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、ICMP數(shù)據(jù)包統(tǒng)計(jì)、廣播數(shù)據(jù)包統(tǒng)計(jì)。
6 流量監(jiān)測(cè)模塊詳細(xì)設(shè)計(jì)
網(wǎng)絡(luò)流量監(jiān)測(cè)的思想是：對(duì)流入和流出網(wǎng)卡的數(shù)據(jù)包進(jìn)行檢測(cè)并對(duì)數(shù)據(jù)包的長度進(jìn)行累加，從而得到流量數(shù)據(jù)。由于Windows NT/2000/XP/7提供了一個(gè)系統(tǒng)性能的接口（注冊(cè)表），所以需要做的就是訪問這個(gè)接口，得到數(shù)據(jù)流量。
具體實(shí)現(xiàn)通過PDH和讀取注冊(cè)表中的系統(tǒng)性能數(shù)據(jù)來實(shí)現(xiàn)流量的監(jiān)測(cè)模塊。PDH是英文Performance Data Helper的縮寫。隨著PDH逐漸成熟，為了使該數(shù)據(jù)庫的使用變得容易，Microsoft開發(fā)了一組Performance Data的API函數(shù)，包含在PDH.DLL文件中。使用PDH API基本上包括5個(gè)步驟。
創(chuàng)建一個(gè)查詢；向查詢中添加計(jì)數(shù)器；搜集性能數(shù)據(jù)；處理性能數(shù)據(jù)；關(guān)閉查詢。
在本系統(tǒng)中將采用查詢注冊(cè)表的方式完成PD的查詢。本系統(tǒng)中用到了一個(gè)注冊(cè)表函數(shù)RegQueryValueEx，該函數(shù)根據(jù)一個(gè)開放的注冊(cè)表鍵值和一個(gè)具體的名字值查找相關(guān)的類型和數(shù)據(jù)。
參考文獻(xiàn)：
[1] 劉敏,過曉冰,伍衛(wèi)國,等.針對(duì)網(wǎng)絡(luò)掃描的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)[J].計(jì)算機(jī)工程,2002,28(2):77-78.省略/Class/winpcap/index.html.
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流量統(tǒng)計(jì)范文第3篇
[關(guān)鍵詞]交通；視頻；檢測(cè)
中圖分類號(hào)：TM743 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2015）26-0261-01
0 前言
交通擁擠堵塞以及由此導(dǎo)致的一系列交通事故越趨頻繁，環(huán)境污染加劇，是我國城市面臨的極其嚴(yán)重的“城市病”之一，而且它已經(jīng)演變成了制約國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸，給我國城市道路交通問題提出了嚴(yán)峻考驗(yàn)。交通系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的大系統(tǒng)，單獨(dú)從車輛方面或道路方面考慮，都很難完善的解決交通問題。必須依靠高科技來進(jìn)行有效的交通管理，將道路情況檢測(cè)出來，提取預(yù)防交通堵塞，才有可能從根本上解決問題。在此把道路和車輛綜合起來的解決交通問題的智能交通系統(tǒng)油然而生。交通流量檢測(cè)是智能交通系統(tǒng)中的重要組成部分，交通信息的收集是智能交通系統(tǒng)的基礎(chǔ)，實(shí)時(shí)、可靠的基本交通信息是我們判斷交通狀況的根本依據(jù)，是智能交通系統(tǒng)科學(xué)控制和管理人、車、路的前提。
1 車流量檢測(cè)系統(tǒng)
交通流檢測(cè)依賴于交通檢測(cè)設(shè)備，而交通檢測(cè)通常采用線圈檢測(cè)、脈沖檢測(cè)、雷達(dá)監(jiān)測(cè)等手段，獲得道路上交通流的交通參數(shù)。通過特點(diǎn)對(duì)比得知，視頻檢測(cè)器所具有的大區(qū)域檢測(cè)、安裝方便、后期維護(hù)量少必將取代目前市場占有率最大的線圈檢測(cè)器和超聲波檢測(cè)器成為交通信息采集檢測(cè)器的主流。因此本文通過視頻檢測(cè)車流量。車流量即交通流量，是指在給定的單位時(shí)間內(nèi)，通過道路某一斷面或某一點(diǎn)的運(yùn)行單元。按時(shí)間分類有：日交通流量、高峰小時(shí)交通流量（輛/小時(shí)）等等；按交通運(yùn)行單元分還可以分為機(jī)動(dòng)車交通流量、自行車交通流量等等。
基于視頻的車流量統(tǒng)計(jì)的方法可分為虛擬檢測(cè)線法和車輛跟蹤法兩大類。將虛擬檢測(cè)線應(yīng)用于視頻檢測(cè)中，主要功能就是代替?zhèn)鹘y(tǒng)的物理環(huán)形感應(yīng)線圈實(shí)現(xiàn)交通參數(shù)檢測(cè)。在非視頻檢測(cè)中獲得交通參數(shù)的方法主要包括環(huán)形感應(yīng)線圈、超聲波、微波及紅外等幾種方法，而當(dāng)前被交通管理部門廣泛使用的仍為環(huán)型感應(yīng)線圈檢測(cè)，交通部門通過鋪設(shè)在路面下的感應(yīng)線圈來獲得交通參數(shù)，這種方法雖然獲得的交通參數(shù)準(zhǔn)確度高，但其維護(hù)難度十分大。
2 車流量監(jiān)測(cè)過程
本文采用的基于視頻的車流量統(tǒng)計(jì)的方法為虛擬檢測(cè)線法，其工作原理類似于地埋式線圈檢測(cè)器。用戶在圖像上定義檢測(cè)區(qū)域位置，當(dāng)車輛經(jīng)過該區(qū)域時(shí)，必然引起局部區(qū)域的視覺信息變化，系統(tǒng)通過虛擬檢測(cè)線變化強(qiáng)度來判斷車輛經(jīng)過與否，進(jìn)而可以計(jì)算車流量。該方法運(yùn)算量小，能夠在滿足實(shí)時(shí)要求的前提下完成流量檢測(cè)，同時(shí)也未能充分利用圖像信息，降低了系統(tǒng)的可靠性。目標(biāo)的檢測(cè)流程為圖像采集、預(yù)處理、背景提取、目標(biāo)檢測(cè)、形態(tài)學(xué)處理、提取車輛、車輛計(jì)數(shù)。
虛擬檢測(cè)線的設(shè)置應(yīng)垂直于車道且水平放置在車道中軸線上，在水平方向主要考慮車的寬度，在垂直方向考慮車的行駛速度。監(jiān)測(cè)過程：對(duì)實(shí)時(shí)的交通圖像設(shè)置虛擬檢測(cè)線，經(jīng)過圖像濾波和初始背景得到圖像的背景差，經(jīng)過形態(tài)學(xué)處理從而提取車輛信息，檢測(cè)是否有車輛通關(guān)檢測(cè)線并循環(huán)檢測(cè)。
3 提取車輛信息
當(dāng)車輛經(jīng)過檢測(cè)線時(shí)，檢測(cè)線上的圖像灰度將發(fā)生變化，對(duì)當(dāng)前幀的灰度跟背景幀的灰度相減，利用檢測(cè)線上運(yùn)動(dòng)象素的個(gè)數(shù)來確定是否有車輛通過，通過該算法計(jì)算車流量，非常簡單快捷。車流量的統(tǒng)計(jì)是以檢測(cè)出目標(biāo)車是否存在于檢測(cè)區(qū)域?yàn)榍疤岬模缓笤賹?duì)目標(biāo)車輛進(jìn)行無重復(fù)的統(tǒng)計(jì)。本文設(shè)計(jì)中，將車輛存在性判斷和車流量統(tǒng)計(jì)合并實(shí)現(xiàn)。通過前面章節(jié)描述的方法獲得車輛目標(biāo)的灰度圖像。當(dāng)車輛經(jīng)過檢測(cè)線時(shí)，檢測(cè)線上的圖像灰度將發(fā)生變化，對(duì)當(dāng)前幀的灰度跟背景幀的灰度相減，利用檢測(cè)線上運(yùn)動(dòng)象素的個(gè)數(shù)來確定是否有車輛通過。該方法計(jì)算車流量，算法非常簡單快捷。
由于車輛有一定的寬度，車輛通過時(shí)必然會(huì)在圖像上留下記錄。對(duì)一維函數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，形成曲線。在這條曲線上可以看到一些連續(xù)的值為“1”的點(diǎn)，表示有車輛出現(xiàn)；連續(xù)的值為“0”的點(diǎn)，表示沒有車輛出現(xiàn)。根據(jù)虛擬檢測(cè)線上車輛的位置和相鄰幀間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系來進(jìn)行車輛的計(jì)數(shù)。用flag=1表示信息位為1，flag=0表示信息位為0。鄰幀間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系可以描述為：
（1）當(dāng)前幀某位置為flag=1時(shí)：
如果上一幀中該位置為flag=1，則表明有車正通過檢測(cè)區(qū)；
如果上一幀中該位置為flag=0，則表明車輛剛進(jìn)入檢測(cè)區(qū)。
（2）當(dāng)前幀某位置為flag=0時(shí)：
如果上一幀中該位置為flag=1，則表明有車剛離開檢測(cè)區(qū)；
如果上一幀中該位置為flag=0，則表明無車進(jìn)入檢測(cè)區(qū)。
計(jì)數(shù)算法：通過上面的幀間關(guān)系可以看出，統(tǒng)計(jì)幀間車輛信息的上升沿，并且是連續(xù)出現(xiàn)的“1”。當(dāng)“1”的個(gè)數(shù)達(dá)到某個(gè)長度時(shí)即認(rèn)為該位置有新車到來，進(jìn)行計(jì)數(shù)。
4 結(jié)果分析
為了驗(yàn)證本文算法有效性，針對(duì)多組實(shí)驗(yàn)視頻進(jìn)行測(cè)試，此處只列出部分實(shí)驗(yàn)圖片，原拍攝實(shí)驗(yàn)視頻格式為AVI30fps利用WinAVI軟件將視頻解碼為適合在matlab中使用的格式ZJMedia Uncompress RGB24。對(duì)寬度為640，高度為221像素的視頻圖像序列進(jìn)行處理，算法實(shí)現(xiàn)基于Windows 7系統(tǒng)，采用matlab作為軟件平臺(tái)。
由此可得出基于視頻的車流量檢測(cè)可以準(zhǔn)確、快速的顯示當(dāng)前交通流量，該方法的應(yīng)用有利于根據(jù)實(shí)時(shí)交通量得知當(dāng)前交通情況，從而有效的預(yù)防交通擁堵，并且可以對(duì)交通進(jìn)行統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)，如遇到假日或上下班高峰期等可根據(jù)交通狀況進(jìn)行交通調(diào)節(jié)，可提前對(duì)道路進(jìn)行了解，交通廣播對(duì)車輛進(jìn)行誘導(dǎo)，使其較方便的到達(dá)目的地。實(shí)驗(yàn)證明可以利用利用視頻處理獲取車流量，對(duì)數(shù)據(jù)的分析可知基于視頻的方法可以較好的提取交通參數(shù)，統(tǒng)計(jì)交通流量。
5 結(jié)語
本文講述了計(jì)算車流量的一種方法，主要是利用設(shè)置虛擬檢測(cè)線的方式，對(duì)經(jīng)過車輛進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，得到單位時(shí)間內(nèi)，該路段的車流量信息，最后通過人工統(tǒng)計(jì)平均速度和占有率，通過這些交通參數(shù)還可以判別交通的擁擠程度。
采用基于虛擬檢測(cè)線方法提取用于擁擠判別的主要交通參數(shù)----車流量、速度和時(shí)間占有率，通過合理的設(shè)置虛擬檢測(cè)線的長度和位置，利用虛擬線上像素點(diǎn)的灰度變化來判斷車輛目標(biāo)的存在，同時(shí)記錄當(dāng)前檢測(cè)車輛目標(biāo)的位置，并在此基礎(chǔ)上計(jì)算當(dāng)前路段的交通流量、車輛的平均速度以及車道的時(shí)間占有率能夠增加參數(shù)提取的準(zhǔn)確性和可靠性，
參考文獻(xiàn)
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流量統(tǒng)計(jì)范文第4篇
關(guān)鍵詞：霍爾流量傳感器 廢水比 單片機(jī)
中圖分類號(hào)：TD524 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）02（a）-0173-01
目前市面上小型純水機(jī)系統(tǒng)種類繁多，特別是目前小型純水機(jī)系統(tǒng)大多以開環(huán)為設(shè)計(jì)思路，這種設(shè)計(jì)方案缺點(diǎn)是出水后的廢水被大量的排放掉。此外，目前的系統(tǒng)中廢水比大多是固定的，這跟現(xiàn)場環(huán)境的變化導(dǎo)致的廢水比效率改變不能匹配，因而，如何通過改變廢水比來實(shí)現(xiàn)在不同情況下，系統(tǒng)仍然處于最好的出水狀態(tài)，這是整個(gè)純水機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要進(jìn)一步考慮的。在當(dāng)今日常生活中，流量計(jì)的使用范圍越發(fā)廣泛。工程中使用的流量計(jì)有很多種，例如電磁流量計(jì)、渦輪流量計(jì)等[1]。這些流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是精度很高，但是這些流量計(jì)采用的是高速處理芯片，成本較高，這對(duì)于家庭用小型純水機(jī)顯然是不劃算的[2]。
1 改進(jìn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案
為解決廢水排放的問題，本設(shè)計(jì)增加了廢水閉環(huán)回路，如圖1所示，從RO反滲透膜分流出來的廢水一路是經(jīng)過三通作為沖洗系統(tǒng)的支路，另外一路是經(jīng)過流量計(jì)、可調(diào)節(jié)廢水比進(jìn)入自來水水管的三通，這樣可以重復(fù)利用廢水。自來水的最大進(jìn)水壓力為0.18 MPa，本設(shè)計(jì)選定的增壓泵型號(hào)是三角洲EC-101-50：其進(jìn)水壓力是不大于0.2 MPa，工作壓力是0.45 MPa，對(duì)于本設(shè)計(jì)來說基本符合要求。
在本系統(tǒng)的純水出水端和廢水出水端各安置了一個(gè)霍爾流量傳感器，用來實(shí)時(shí)記錄當(dāng)前的純水和廢水的流量比例。由于本設(shè)計(jì)RO反滲透膜最大的反滲透壓是 0.8 MPa，所以在調(diào)節(jié)廢水比時(shí)，要記錄不同變比下的數(shù)據(jù)，然后做出曲線圖，找出最優(yōu)值，盡量選擇一個(gè)對(duì)反滲透膜較小的進(jìn)水壓力差。主要注意的是：如果膜元件的水通量過大，或回收率過高，鹽分和膠體滯留在膜表面上的可能性就越大[3]。
本設(shè)計(jì)選用的霍爾傳感器頻率與水流量的關(guān)系為：
F=40×Q（L/min）
其中：F為脈沖信號(hào)頻率，單位：Hz；
Q為水流量，單位：L/min。
2 控制電路設(shè)計(jì)
2.1 電源電路
采用變壓器將交流電220 V降壓為24 V直流電。通過LM2575芯片將24 V直流電壓降為5 V，通過LM117芯片將5 V電壓進(jìn)一步降為3.3 V。其中5 V直流電壓供霍爾傳感流量計(jì)驅(qū)動(dòng)電壓，3.3 V直流電壓供控制主芯片MSP430F149、LCD1602等模塊驅(qū)動(dòng)。
2.2 控制芯片MSP430F149和液晶顯示
本控制電路控制芯片選用TI公司的MSP430F149，該芯片最大的優(yōu)點(diǎn)是功耗低，能夠工作在不同的功耗模式下；能夠滿足長時(shí)間斷電存儲(chǔ)信息不流失。
液晶顯示選用YLF1602D顯示屏，驅(qū)動(dòng)電壓是3.3 V，功耗低，市面上常見，價(jià)格較低廉，能夠同時(shí)顯示32個(gè)字符。
2.3 其他模塊設(shè)計(jì)
包括晶振和鍵盤的選定等。
3 控制分析及設(shè)計(jì)
純水和廢水通過霍爾流量傳感器分別產(chǎn)生脈沖信號(hào)，單片機(jī)分別接收。然后單片機(jī)分別計(jì)數(shù)。通過簡單的函數(shù)運(yùn)算，得到廢水和純水的流量。最后將這兩個(gè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)的傳送到1602液晶顯示屏上。
這部分的程序設(shè)計(jì)模塊包括：定時(shí)器初始化，應(yīng)用層的LCD顯示程序和脈沖頻率采集程序等。
中斷部分函數(shù)：定時(shí)器A的中斷服務(wù)函數(shù)，在這里通過設(shè)置中斷讀取計(jì)數(shù)器的脈沖個(gè)數(shù)，然后計(jì)算流量。
4 數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)
在1602顯示器上會(huì)實(shí)時(shí)顯示接收到每個(gè)脈沖后的流量，廢水比由最大開始，每旋轉(zhuǎn)到一個(gè)位置，該位置盡可能小，下一次的旋轉(zhuǎn)量需要跟這次相同，記下當(dāng)前的顯示屏上的流量數(shù)據(jù)，純水流量和廢水流量；依次旋轉(zhuǎn)廢水比，記下下一次數(shù)據(jù)。然后將所有的數(shù)據(jù)列表，用MATLAB畫出數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)曲線，找到該曲線的拐點(diǎn)即為該廢水比最優(yōu)選擇位置，也是當(dāng)前環(huán)境下的最好的工作狀態(tài)。
5 結(jié)語
通過上述改進(jìn)，純水機(jī)系統(tǒng)的純水出水有了更高的出水效率，特別是霍爾流量計(jì)的使用，其精度可以達(dá)到0.01 ml，這個(gè)精度對(duì)于日常生活中的流量統(tǒng)計(jì)已經(jīng)足夠。更重要的是，通過本設(shè)計(jì)，對(duì)于任何環(huán)境下，包括在不同自來水水溫，自來水水壓等條件下，通過調(diào)節(jié)廢水比，可以找到符合該環(huán)境條件下的最好工作狀態(tài)，這種方式更加靈活，有很大的研究性和應(yīng)用性。
參考文獻(xiàn)
[1] 梁國偉，蔡武昌.流量測(cè)量技術(shù)及儀表[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002.
流量統(tǒng)計(jì)范文第5篇
關(guān)鍵詞：流量計(jì)；標(biāo)定；PLC
一、目前流量計(jì)在運(yùn)行中出現(xiàn)的問題
第一，流量計(jì)的質(zhì)量。現(xiàn)場檢定中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)部分新安裝的流量計(jì)存在質(zhì)量問題。第二，超范圍使用。管道輸送流量較小，卻選用了測(cè)量范圍較大的流量計(jì)；管道輸送流量較大，選用了測(cè)量范圍較小的流量計(jì)。第三，檢定工況與管道實(shí)際工況差別過大。檢定時(shí)管道溫度和壓力與其實(shí)際運(yùn)行工況差別很大，造成流量計(jì)在正常運(yùn)行工況下產(chǎn)生很大的計(jì)量誤差。第四，檢定工藝流程。在進(jìn)行現(xiàn)場檢定時(shí)，需要關(guān)閉流量計(jì)正常運(yùn)行的出口閥，使流過流量計(jì)的原油全部進(jìn)入體積管中，確保計(jì)量檢定的準(zhǔn)確度和體積管的正常工作。第五，環(huán)境因素。檢定中經(jīng)常出現(xiàn)脈沖增多或減少的現(xiàn)象，造成計(jì)算機(jī)不能穩(wěn)定顯示瞬時(shí)的流量，使標(biāo)定工作無法進(jìn)行。第六，檢定人員的資質(zhì)。鑒定人員素質(zhì)不高，責(zé)任心不強(qiáng)，甚至不了解流量計(jì)本身的使用范圍和現(xiàn)場實(shí)際的使用范圍。第七，新流量計(jì)未檢定。有些流量計(jì)未經(jīng)檢定就投入使用。第八，標(biāo)準(zhǔn)裝置中含有氣體。在檢定流量計(jì)時(shí)，如果標(biāo)準(zhǔn)裝置中含有氣體，容易造成瞬時(shí)流量變動(dòng)較大。第九，流量計(jì)與體積管的溫度不平衡。流量計(jì)的實(shí)際工作溫度與體積管的溫度未達(dá)到平衡就進(jìn)行檢定，導(dǎo)致檢定數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，給交接雙發(fā)帶來損失。
二、降低計(jì)量檢定誤差的方法
第一，嚴(yán)把流量計(jì)質(zhì)量關(guān)。從正規(guī)廠家進(jìn)貨，拒絕不合格品。現(xiàn)場檢定應(yīng)檢查流量計(jì)的運(yùn)行狀態(tài)，檢查脈沖發(fā)訊器的連接部分是否接牢，屏蔽線是否連接。第二，流量計(jì)檢定是在線檢定。對(duì)于容積式流量計(jì)，工作條件主要是溫度和壓力，溫度每升高1℃，流量計(jì)的誤差變化為0.07%；壓力每變化1Mpa，流量計(jì)的誤差變化為0.008%，因此檢定時(shí)要求被檢單位將普通壓力表更換為精密壓力表，且不得隨意提高溫度和壓力，否則檢定人員有權(quán)拒絕檢定。第三，現(xiàn)場檢定時(shí)要求交油方嚴(yán)禁用緩沖罐輸油。第四，現(xiàn)場檢定時(shí)先用軟管連接流量計(jì)標(biāo)定線的進(jìn)出口端，輸油運(yùn)行15min，然后連接體積管與標(biāo)定線并實(shí)驗(yàn)室檢定，以防止被檢定管道內(nèi)的雜質(zhì)進(jìn)入體積管。第五，現(xiàn)場檢定的準(zhǔn)備工作就緒之后，打開計(jì)算機(jī)進(jìn)入檢定狀態(tài)，斷開與流量計(jì)連接的脈沖發(fā)訊器，觀察計(jì)算機(jī)有無瞬時(shí)流量的顯示，幾分鐘之后如果計(jì)算機(jī)無瞬時(shí)流量顯示，則可以進(jìn)行檢定，否則應(yīng)在排除電磁干擾后進(jìn)行檢定。第六，流量計(jì)檢定之前要排除體積管標(biāo)準(zhǔn)段內(nèi)的氣體，在備檢流量計(jì)的不同流量點(diǎn)都要進(jìn)行排氣。第七，冬季檢定需要預(yù)熱體積管，通過一段時(shí)間的運(yùn)行，使檢定系統(tǒng)內(nèi)的溫度達(dá)到平衡，以減少因檢定系統(tǒng)溫度不平衡產(chǎn)生的誤差。
三、本次設(shè)計(jì)的標(biāo)定系統(tǒng)
第一，系統(tǒng)組成與工作原理。標(biāo)定時(shí)將待標(biāo)定的流量計(jì)與體積管串聯(lián)起來，運(yùn)行輸油泵可以連續(xù)地改變流量。流量計(jì)標(biāo)定系統(tǒng)用于對(duì)流量計(jì)進(jìn)行自動(dòng)標(biāo)定，通過切換系統(tǒng)中四通閥的方向?qū)w積管標(biāo)定的方向進(jìn)行控制。它可以顯示流量計(jì)6次標(biāo)定的脈沖數(shù)，同時(shí)可以進(jìn)行基本誤差、重復(fù)性的計(jì)算。第二，體積管的校正。流量計(jì)標(biāo)定系統(tǒng)工作一段時(shí)間后需要對(duì)體積管進(jìn)行校正。體積管標(biāo)定系統(tǒng)用于對(duì)體積管進(jìn)行自動(dòng)標(biāo)定，它可以顯示6次標(biāo)定的標(biāo)準(zhǔn)體積、體積管正向標(biāo)準(zhǔn)體積、體積管反向標(biāo)準(zhǔn)體積和體積管標(biāo)準(zhǔn)體積，同時(shí)可以進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)誤差、重復(fù)性和準(zhǔn)確度的計(jì)算。第三，控制系統(tǒng)。流量計(jì)標(biāo)定控制系統(tǒng)整個(gè)過程全部采用計(jì)算機(jī)和PLC控制。數(shù)據(jù)采集采用16路數(shù)字量輸出/輸入（I/O），16路模擬量輸入（A/D）。由A/D實(shí)時(shí)采集流量計(jì)、體積管、壓力變送器、溫度變送器等輸出的模擬量，通過數(shù)字I/O對(duì)電磁閥、四通閥、輸油泵等發(fā)送控制信號(hào)。第四，軟件系統(tǒng)。可編程邏輯控制器系統(tǒng)完成現(xiàn)場所有工藝參數(shù)采集、設(shè)備的控制等任務(wù)。PLC設(shè)備采用美國AB公司的SLC 500系列控制器。通過處理器模塊（1747-L551）上的以太網(wǎng)接口與計(jì)量標(biāo)定系統(tǒng)中的工作站進(jìn)行實(shí)時(shí)通訊，傳送各種數(shù)據(jù)。可編程邏輯控制器系統(tǒng)完成的功能為：現(xiàn)場壓力、溫度工藝參數(shù)、閥門的開關(guān)狀態(tài)的采集任務(wù)；體積管進(jìn)出口閥門的開、關(guān)控制；四通閥正向反向控制；實(shí)時(shí)采集流量計(jì)脈沖數(shù)。計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)可以完成以下主要功能：工藝流程圖顯示：在工藝流程圖上可以顯示計(jì)量標(biāo)定系統(tǒng)中的工藝參數(shù)與閥門狀態(tài)；實(shí)時(shí)參數(shù)顯示：實(shí)時(shí)顯示計(jì)量標(biāo)定系統(tǒng)中所采集壓力、溫度和脈沖數(shù)工藝參數(shù)；趨勢(shì)圖顯示：可顯示壓力和流速的實(shí)時(shí)趨勢(shì)及歷史趨勢(shì)，可人工調(diào)整趨勢(shì)顯示區(qū)間及采樣周期；報(bào)警功能：參數(shù)超過設(shè)定值自動(dòng)產(chǎn)生報(bào)警，在報(bào)警表里顯示，有報(bào)警聲音提示；檢定記錄打印：可以打印體積管、1#流量計(jì)和2#流量計(jì)的當(dāng)日檢定記錄和指定日期檢定記錄。該套軟件的開發(fā)過程嚴(yán)格遵守中華人民共和國國家計(jì)量標(biāo)定規(guī)程《液體容積式流量計(jì)（JJG-667-1997）》，參考《液體流量標(biāo)定裝置（JJG-164-2000）》的有關(guān)規(guī)定和要求，并結(jié)合我國各原油輸送管道流量標(biāo)定裝置的工藝特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)功能齊全、操作方便的目標(biāo)。
四、結(jié)束語
第一，該流量計(jì)標(biāo)定系統(tǒng)可以提高流量計(jì)的標(biāo)定速度，縮短標(biāo)定過程時(shí)間。第二，采用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)標(biāo)定過程，標(biāo)定數(shù)據(jù)自動(dòng)檢測(cè)、處理，避免人為操作誤差，確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠。第三，標(biāo)定過程符合國家標(biāo)定規(guī)程《液體容積式流量計(jì)（JJG-667-1997）》的規(guī)定，運(yùn)算模型符合標(biāo)準(zhǔn)要求，標(biāo)定結(jié)果可靠。該系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，使用效果良好，可以推廣使用。
參考文獻(xiàn)：
