Nieustanny postęp w dziedzinie komputeryzacji wywarł wpływ na niemal wszystkie dziedziny życia. Rozwój techniki przyczynił się do stosowania odpowiednich metod pomiarowych w celu nadzoru oraz prawidłowego sterowania danym obiektem. Aby było to możliwe, konieczne jest projektowanie i budowanie odpowiednich systemów pomiarowych. Przez system pomiarowy należy rozumieć zbiór środków, których zadaniem jest pozyskanie, kondycjonowanie, transmisja i przetwarzanie danych pomiarowych oraz ich późniejsza archiwizacja i wizualizacja. Mikroprocesor lub komputer PC jest nadrzędnym układem systemu pomiarowego.
Systemy pomiaru parametrów ruchu drogowego znajdują coraz szersze zastosowanie. Wyniki pomiarów nie są wykorzystywane wyłącznie do celów statystycznych, lecz również do sterowania przepływem pojazdów, planowaniem modernizacji infrastruktury drogowej itp. Takie działania maja na celu usprawnienie ruchu drogowego, obniżenie kosztów transportu i podwyższenie komfortu podróżowania.
Począwszy od 1965 roku Generalne Pomiary Ruchu Drogowego (GPRD) prowadzone są okresowo co 5 lat. Od tego samego roku obowiązuje ujednolicony system pomiarów ruchu, na który składają się pomiary generalne i pomiary uzupełniające. Pomiary uzupełniające wykonywane są w okresie miedzy pomiarami generalnymi. Dane statystyczne o ruchu drogowym zawierają: [1]
- średnią wartość przepływu dobowego pojazdów, strukturę rodzajową ruchu w punktach pomiarowych,
- przepływ pojazdów w sieci dróg z podziałem na poszczególne województwa,
- rozkład przepływu samochodów na sieci drogowej,
- łączne długości odcinków dróg z przepływem pojazdów w poszczególnych przedziałach wartości,
- dane opisujące zmiany i kierunki rozwoju ruchu.
Za wykrycie pojazdu w określonym punkcie lub strefie pomiarowej odpowiadają detektory, które współpracują z czujnikami. To od czujnika zależą głównie właściwości detektorów i charakteryzujące je parametry. Ze względu na przeznaczenie i sposób instalacji czujnika detektory dzieli się na:
‒ wbudowane (umieszczane w nawierzchni lub na powierzchni jezdni),
‒ nieinwazyjne (instalowane obok lub nad jezdnią).
W ramach pracy dyplomowej wykonano urządzenia pełniącego funkcję internetowego transmitera danych pomiarowych. Urządzenie to na stałe podłączone jest do sieci Internet oraz do systemu pomiaru parametrów ruchu drogowego Traffic-1 (patrz: http://www.traffic-1.pl/). Transmiter ma za zadanie współpracować z systemem Traffic-1. Rysunek 1 przedstawia poglądowy schemat systemu pomiarowego.
Rysunek 1. Schemat systemu pomiarowego
Urządzenie zrealizowano używając zestawu uruchomieniowego Eddy S2M/Pin firmy SystemBase, wyposażanego w mikrokontroler z rodziny ARM9 – ARM926EJ-S(180 MHz), oraz 4MB Flash i 32 MB SDRAM . Oprogramowanie realizujące założoną funkcjonalność pracuje pod kontrolą systemu operacyjnego Linux. Użyta dystrybucje to Lemonix z jądrem 2.6.x. System pomiaru ruchu drogowego Traffic-1, po wykonaniu pomiaru wysyła wartości zmierzonych parametrów przez port RS232. W systemie Linux obsługa portu szeregowego odbywa się za pomocą interfejsu TTY TeleTYpe/TeleTYpewrite).
Oprogramowanie to składa się z dwóch programów pracujących równolegle. Pierwszy wątek po wczytaniu ustawień użytkownika i konfiguracji portu szeregowego odpowiada za odbiór danych z portu RS232. Po sprawdzeniu poprawności odebranej ramki, jest ona rozkodowywana a wyniki pomiarów umieszczane są w pliku kolejki. Drugi wątek po skonfigurowaniu połączenia internetowego zgodnie z ustawieniami użytkownika, sprawdza zawartość pliku kolejki. Jeśli pliku tym znajdują się wyniki pomiarów, odczytuje je i umieszcza w bazie danych MySQL i/lub pliku tekstowym. Po poprawnym wysłaniu wyników pomiarowych plik kolejki jest na bieżąco czyszczony czyszczony.
W środowisku programistycznym LabView wykonano symulator systemu Traffic-1. Użyto go do sprawdzenia poprawnego działania zbudowanego transmitera danych pomiarowych. Symulator ten umożliwia użytkownikowi ustawienie wartości parametrów, które odpowiadają rzeczywistym parametrom mierzonym przez system pomiarowy Traffic-1.
Wyniki pomiarów odebrane przez zbudowane oprogramowanie umieszczane jest w bazie danych MySQL i/lub pliku tekstowym. Utworzona witryna WWW pobiera wyniki z bazy danych i umożliwia ich wygodne, czytelne oraz zdalne przeglądanie. Dane prezentowane są w formie tabeli i wykresów. Oprócz wyników pomiarów witryna zawiera podstawowe informacje o systemie pomiarowym Traffic-1. Zebrane dane mogą posłużyć do analizy statystycznej danego parametru ruchu drogowego.
Program działający na systemie wbudowanym umożliwia wczytanie ustawień użytkownika. Użytkownik ma możliwość ustawienia lokalizacji zapisu plików tekstowych oraz parametrów połączenia z bazą danych MySQL i systemem Traffic-1. Skrypt instalacyjny umożliwia łatwe pobranie oprogramowania z serwera i jego instalacje na systemie operacyjnym Linux. Całość oprogramowania pracującego pod systemem Linux zrealizowano wykorzystując język programowania C. Napisane oprogramowanie rozszerza możliwości systemu pomiarowego Traffic-1.
Bibliografia:
[1] Gajda J., Sroka R., Stencel M., Żegleń T., Burnos P.: Pomiary parametrów ruchu drogowego, Kraków, 2011.
O autorze:
Marcin Jeliński – absolwent kierunku Elektrotechnika na Wydziale Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Elektroniki- AGH. Obecnie pracuje jako programista embedded. Laureat czwartej edycji konkursu LIDER ITS 2013 w kategorii najlepsza praca dyplomowa.
Hobbistycznie interesuje się systemami Linux oraz turystyką górską.
