電力電子系統(tǒng)集成的高速通信監(jiān)控系統(tǒng)的研究

電力電子系統(tǒng)集成的高速通信監(jiān)控系統(tǒng)的研究緒言高速通信監(jiān)控系統(tǒng)是解決高速公路運(yùn)營(yíng)的主要應(yīng)用系統(tǒng)之一，目前我國(guó)對(duì)高速通信監(jiān)控系統(tǒng)的要求比較高，研究人員發(fā)現(xiàn)可以利用電力電子系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行改善。本文主要主要對(duì)高速通信監(jiān)控系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)進(jìn)行分析，從相關(guān)技術(shù)中尋找到利用電力電子系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)的方法，并探討相關(guān)的未來(lái)發(fā)展。電力電子系統(tǒng)涵蓋了控制系統(tǒng)到硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)的各個(gè)方面，它可以有效減少設(shè)備的開(kāi)發(fā)費(fèi)用和損耗，將其用于高速通信監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)當(dāng)中可以有效提高監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信能力，幫助國(guó)家提升高速通信監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)水平。第一章：高速通信監(jiān)控系統(tǒng)的作用與技術(shù)分析1.1高速通信監(jiān)控系統(tǒng)的作用高速通信監(jiān)控系統(tǒng)的研究主要是為了解決高速公路運(yùn)營(yíng)中的擁擠和安全問(wèn)題，良好的高速通信監(jiān)控系統(tǒng)可以保證高速公路上車(chē)輛的安全行駛和道路通暢。隨著我國(guó)科學(xué)水平的持續(xù)發(fā)展，高速通信監(jiān)控系統(tǒng)也變得越來(lái)越智能化和自動(dòng)化，在現(xiàn)價(jià)段我國(guó)的高速通信監(jiān)控系統(tǒng)將信息技術(shù)、數(shù)據(jù)通訊技術(shù)等綜合應(yīng)用于地面運(yùn)輸管理體系當(dāng)中，建立起了一個(gè)全方面、大范圍監(jiān)控的高速公路實(shí)時(shí)通訊監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。目前，我國(guó)的智能型視頻監(jiān)控技術(shù)越來(lái)越成熟，相關(guān)監(jiān)管部門(mén)可以通過(guò)對(duì)高速公路的實(shí)時(shí)監(jiān)控拍攝準(zhǔn)確把握高速上車(chē)輛的行駛情況及高速公路道路的疏通情況。高速通信監(jiān)控系統(tǒng)可以對(duì)道路上的交通情況和氣象信息進(jìn)行信息采集，將交通異常事件在第一時(shí)間提交到相關(guān)監(jiān)管部門(mén)，保證工作人員能夠?qū)Ξ惓Ｊ录皶r(shí)處理。同時(shí)，智能化的高速通信監(jiān)控系統(tǒng)還可以對(duì)道路交通運(yùn)行的實(shí)際情況進(jìn)行自主判斷，對(duì)交通異常的程度進(jìn)行確認(rèn)，監(jiān)控系統(tǒng)還可以根據(jù)已經(jīng)發(fā)生或可能會(huì)發(fā)生的異常道路情況規(guī)劃出相關(guān)的時(shí)間處理方案。高速通信監(jiān)控系統(tǒng)不僅能夠?yàn)橄嚓P(guān)監(jiān)督管理部門(mén)的工作人員提供工作上的便利，還可以為正在駕駛的駕駛?cè)藛T提供高速公路的實(shí)時(shí)路況，并對(duì)其提出建議性指令。1.2高速通信監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)分析高速通信監(jiān)控系統(tǒng)可以通過(guò)對(duì)攝像頭所拍攝畫(huà)面內(nèi)的各種物體的影像進(jìn)行分析，對(duì)不同場(chǎng)景內(nèi)物體實(shí)行前景物件偵測(cè)，并對(duì)影像內(nèi)的物體進(jìn)行分類(lèi)和辨別。高速通信監(jiān)控系統(tǒng)可以通過(guò)這種方式為相關(guān)工作人員提供更快速、準(zhǔn)確的道路及路口視頻數(shù)據(jù)查詢(xún)服務(wù)。雖然我國(guó)的高速公路發(fā)展和城市建設(shè)已經(jīng)達(dá)到了新的水平高度，但是由于各個(gè)城市的規(guī)劃各不相同，城市政府對(duì)高速公路建設(shè)所供給的資金也有多有少，再加上地域環(huán)境的不同，這些原因使得我國(guó)的高速通信監(jiān)控設(shè)備還未實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，這就造成不同地區(qū)之間監(jiān)控設(shè)備的分辨率、壓縮格式以及視頻頻率等規(guī)格無(wú)法統(tǒng)一。同時(shí)，大部分高速通信監(jiān)控設(shè)備并未調(diào)整到最佳角度，在使用過(guò)程中容易被遮蔽，或者因?yàn)橐恍┢渌驅(qū)е卤O(jiān)控設(shè)備拍攝中斷，這會(huì)使得監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)影像內(nèi)物體的分析能力降低、分析難度增加。現(xiàn)階段，國(guó)內(nèi)外關(guān)于高速通信監(jiān)控系統(tǒng)的研究已經(jīng)較為成熟，在實(shí)驗(yàn)時(shí)，研究人員會(huì)先建立一個(gè)背景模型，以此來(lái)模擬高速路上的車(chē)輛行駛環(huán)境，之后再對(duì)其進(jìn)行針對(duì)性的偵測(cè)工作，一些研究結(jié)果表明高速通信監(jiān)控設(shè)備可以對(duì)不同大小、位置及明暗程度的車(chē)牌進(jìn)行分辨[1]。目前我國(guó)的高速通信監(jiān)控系統(tǒng)可以通過(guò)監(jiān)控拍攝畫(huà)面中所監(jiān)控物體的橢圓形信息、移動(dòng)與周期性等特征參數(shù)，利用傳統(tǒng)分類(lèi)和正規(guī)化分類(lèi)兩種技術(shù)對(duì)所拍攝對(duì)象進(jìn)行識(shí)別和分類(lèi)。第二章：基于電力電子系統(tǒng)集成的高速通信監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)及發(fā)展2.1監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信能力分析相關(guān)的研究人員在對(duì)高速通信監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)主要包括三個(gè)設(shè)計(jì)步驟，分別為功能層次的劃分、模塊設(shè)計(jì)以及規(guī)范接口，這樣的設(shè)計(jì)方式可以提高高速通信監(jiān)控系統(tǒng)的可移植性和適配性，使其更符合現(xiàn)代的高速通信監(jiān)控需求，通過(guò)電力電子系統(tǒng)的相關(guān)特性提高其相應(yīng)的數(shù)據(jù)分析能力。在對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行功能層次劃分時(shí)，研究人員通常將系統(tǒng)分為五層結(jié)構(gòu)，按照順序分別為系統(tǒng)控制層、應(yīng)用控制層、變換器控制層、開(kāi)關(guān)控制層以及硬件控制層。這五層結(jié)構(gòu)從上至下依次制約，下一層通常是為了滿(mǎn)足上一層的相關(guān)需求進(jìn)行設(shè)計(jì)的。例如，第一層為系統(tǒng)控制層，主要包括系統(tǒng)功能、目的以及人機(jī)接口，而第一層之下的每一層都是為了滿(mǎn)足系統(tǒng)相關(guān)需求而進(jìn)行設(shè)計(jì)和操作的。到了系統(tǒng)的第五層，就需要對(duì)系統(tǒng)的相關(guān)硬件進(jìn)行控制，也不需要再設(shè)計(jì)下一層來(lái)滿(mǎn)足第五層的相關(guān)需求，因此第五層的主要作用就是控制電力電子硬件設(shè)備的相關(guān)功能，使高速通信監(jiān)控系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)能夠滿(mǎn)足電力電子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析需求以及前景物件偵測(cè)的相關(guān)需求。值得注意的是，研究人員在設(shè)計(jì)基于電力電子系統(tǒng)的高速通信監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)，要保證各個(gè)功能層次之間的數(shù)據(jù)通信速率，這樣才能有效滿(mǎn)足高速通信系統(tǒng)及電力電子系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)性的相關(guān)要求。2.2基于電力電子系統(tǒng)集成的高速通信監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，研究人員通常使用串行通信方式對(duì)高速通信監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，但是這樣的通信方式已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足現(xiàn)階段我國(guó)對(duì)于高速通信監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求。為了能夠滿(mǎn)足我國(guó)的高速通信監(jiān)控系統(tǒng)需求，研究人員在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用了多種的通信方式，并將其結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)以太網(wǎng)通信方式是最符合當(dāng)前高速通信監(jiān)控系統(tǒng)需求的通信方式之一，它可以有效降低高速通信監(jiān)控系統(tǒng)的制作成本，提高數(shù)據(jù)傳輸效率，且數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)丟失等問(wèn)題，與其他通信方式相比較為可靠，更重要的是，依靠以太網(wǎng)通信方式，工作人員可以滿(mǎn)足現(xiàn)代社會(huì)對(duì)于高速通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)的相應(yīng)需求[2]。除通信方式外，實(shí)時(shí)性也是研究人員需要考慮的問(wèn)題之一，高速路上的行車(chē)狀況比較多變，如果高速通信監(jiān)控系統(tǒng)無(wú)法保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性，就會(huì)使得數(shù)據(jù)失效，也無(wú)法保證電力電子系統(tǒng)對(duì)高速通信監(jiān)控系統(tǒng)能夠起到針對(duì)性的作用。工作人員可以通過(guò)不同的技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)DSP與ARM協(xié)同工作，以此來(lái)滿(mǎn)足電力電子系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)性的要求。研究人員需要清楚地認(rèn)識(shí)到高速通信監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)中最重要環(huán)節(jié)就是對(duì)數(shù)據(jù)采集及分析的功能進(jìn)行設(shè)計(jì)。在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中，高速通信監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)監(jiān)控影響內(nèi)物體進(jìn)行分析后會(huì)通過(guò)數(shù)據(jù)采集模塊將所采集到的數(shù)據(jù)傳送到DSP上，DSP再利用自身的控制運(yùn)算對(duì)所得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算，通過(guò)這種控制運(yùn)算，高速通信監(jiān)控系統(tǒng)就能夠滿(mǎn)足電力電子系統(tǒng)對(duì)于實(shí)時(shí)性的相關(guān)要求，在控制運(yùn)算結(jié)束之后，DSP與ARM之間將對(duì)所運(yùn)算的結(jié)果及相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行交換，交換后系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)將相關(guān)的數(shù)據(jù)上傳到上位機(jī)。研究人員利用DSP與ARM技術(shù)的控制運(yùn)算及相互之間的數(shù)據(jù)交互和監(jiān)測(cè)可以實(shí)現(xiàn)基于電力電子系統(tǒng)集成的高速通信監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，有效提高我國(guó)高速通信監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析和分類(lèi)能力。2.3基于電力電子系統(tǒng)集成的高速通信監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)在解決了基于電力電子系統(tǒng)集成的高速通信監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的技術(shù)難題后，研究人員需要著眼于未來(lái)高速通信監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展和建設(shè)。通信線路的好壞直接影響了高速通信監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸和分析能力，因此工作人員需要注重通信線路布局的合理性、經(jīng)濟(jì)性和可靠性?，F(xiàn)階段，我國(guó)的高速通信監(jiān)控系統(tǒng)可以通過(guò)電力電子技術(shù)對(duì)監(jiān)控畫(huà)面中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行快速的傳輸和精準(zhǔn)的分析，在實(shí)際的監(jiān)控過(guò)程中，設(shè)備利用DSP與ARM技術(shù)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行控制運(yùn)算和數(shù)據(jù)交互，保證了監(jiān)控系統(tǒng)所監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的可靠性和有效性。在高速通信監(jiān)控系統(tǒng)之后的發(fā)展過(guò)程中，研究人員需要著重研究電力電子系統(tǒng)集成對(duì)于高速通信監(jiān)控系統(tǒng)各項(xiàng)功能的提升，并將全網(wǎng)絡(luò)化通信系統(tǒng)以及大數(shù)據(jù)技術(shù)等前沿的高新科學(xué)技術(shù)應(yīng)用于高速通信監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和建設(shè)當(dāng)中。研究人員要致力于高速通信監(jiān)控系統(tǒng)的相關(guān)研究，以提升我國(guó)的高速通信監(jiān)控質(zhì)量，通過(guò)相關(guān)的高新科學(xué)技術(shù)實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)絡(luò)化、全信息化的高速車(chē)輛及路況監(jiān)督。除此之外，研究人員還需要不斷提升高速通信監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸速率，將電力電子系統(tǒng)集成更加有效的應(yīng)用于高速通信監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)當(dāng)中。第三章：結(jié)論電力電子系統(tǒng)集成可以有效提升我國(guó)高速通信監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸速率及相關(guān)監(jiān)控影像的分析能力，幫助相關(guān)工作人員有效監(jiān)測(cè)高速公路的實(shí)時(shí)路況和