基于ETC的车辆动态称重系统轴载数据处理算法研究

文章针对提出的基于ETC的车辆动态称重系统设计,以压电石英传感器阵列作为称重单元,利用小波变换原理对采集原始数据进行降噪处理,并针对数据丢轴等现象提出基于相关性的信号完整性分析方法,最后依据各传感器的输出值及车辆通行速度建立了BP神经网络模型,利用该模型得到被称重车辆的车重。实验结果表明:称重传感器阵列和基于小波-BP神经网络的称重数据处理算法,达到了动态称重系统的称重数据测量精度,保证了基于ETC的动态称重系统从技术上得以实现,具有良好的实际应用价值。     

基于ETC的车辆动态称重系统设计

文章针对目前我国高速公路动态称重收费系统使用中存在的问题,提出基于ETC的车辆动态称重系统。以称台前置的方案对现有收费车道进行改造,利用压电石英传感器阵列作为称重单元提高系统检测精度和车辆通行能力,应用串行通信和专用短程通信相结合的方式实现称重收费车辆数据的传输。对比目前高速公路应用的动态称重收费系统,基于ETC的车辆动态称重系统能够实现车辆准确称重收费和极大地提高高速公路通行能力的目标,具有广阔的应用前景。     

基于向量分割的动态称重模型优化方法

动态称重技术能够显著减少货车称重时间提高收费站通行能力,然而受其模型所限,对于变速运动或车轮静止于传感器上的车辆则无法准确进行测量。针对以上问题,以路面交互模型以及部分承载式动态称重模型为基础,提出了一种基于向量分割的部分承载动态称重模型。利用压电石英传感器结合该模型,以动态传感器稀疏阵列的形式构建了一种4排直列式动态称重系统。在哈同高速哈尔滨东收费站对系统进行了低温、定性与定量的测试。试验结果表明:该系统稳定性好,在-28℃状态下温度漂移仅为0.5‰,响应速度为0.2 s;在95%置信区间内,精确度为±3%以内,特别是能够解决动态称重中"二次起停"的问题。该系统能够为重载交通智能化管理提供一定的支持。     

基于压电石英传感器的动态称重系统的设计

国内公路运输的超重现象十分严重,车辆的超载运输对交通安全,运输市场,路桥基础设施等造成极大危害;车辆动态称重技术作为一种有效的车辆超载管理手段,取得了较好的效果。本文设计了一种基于压电石英称重传感器的动态称重系统,通过传感器采集信号,巴特沃斯滤波器低通滤波,确定激振频率和截止频率,测量车辆轴数,通过计算得出轴重,进而得到整车重量。试验结果表明,本系统具有测量精度高、耗时短、效率高等优点;有一定的实际应用价值。     

基于奇异谱分析的动态称重系统算法研究

针对目前动态称重系统称重误差较大的现状,设计了基于奇异谱分析的动态称重系统。在汽车综合试验场,根据设计的动态称重系统及所选用的压电石英称重传感器的特点,采用两轴车辆及多轴车辆在S形通过、高速行驶刹车通过、不同车速通过的三种情况下采集称重数据。利用车辆的轴重与采集的信号所包围的面积关系计算得到车重,并将奇异谱分析(SSA)算法应用于动态称重系统的数据处理中。试验结果表明:SSA算法与传统的小波分析算法相比能够明显降低称重误差,可广泛推广应用于动态称重系统中。     

压电石英称重传感器在公路动态称重中的应用

针对现有公路称重系统传感器的缺陷,设计并研制出一种利用石英晶体纵向压电效应的压电式石英称重传感器系统,并应用于高速公路动态称重领域;介绍了压电石英称重传感器的技术原理,通过工程实例说明了其在公路动态称重系统中的应用情况,证实了该方法的可靠性和精确性,为公路动态称重长寿命、高精度研究提供新思路。     

基于压电薄膜的车辆动态称重系统数据采集及处理

介绍了基于压电薄膜的车辆动态称重系统数据采集前端的信号调理电路,针对传感器信号进行了处理及分析,着重介绍数据滤波以及系统试验方案,并给出了整个系统的程序流程图。     

电阻应变计应用于汽车载荷测量的试验研究

现阶段国内的车辆称重技术主要集中在静态称重，由于称重技术落后，治理车辆超限超载的效果一直不显著。文中以电阻应变计、变送器为主要元件设计随车实时称重传感器，通过反复的台架和实车试验验证，该传感器能较准确地测量汽车的载荷，有利于治理超载、保护公路基础设施、减少道路交通事故等。     

动态称重系统在路政检测中的应用研究

用于动态称重的路政检测车,其核心系统是动态称重系统。该系统包括硬件结构电路、软件系统模型、系统称重参数的辨识,主要功能是实现动态检测行驶中的车辆轮胎受力,计算相应车辆的静态重量,实现动态计重收费。最终现场测试数据表明方案可行。     

便携式道路载荷谱测试系统硬件设计

车辆超限超载现象严重危害道路基础设施,为保证公路交通的有效运营、管理和维护,设计了能够采集并存储车辆数量、车速和车辆载重的道路载荷谱测试系统。将压电膜传感器安装于道路中,车辆经过传感器时产生电荷信号,并经过电荷放大电路转换电压信号;单片机具有AD采集功能,可以快速采集并处理输入电压信号,计算得到车辆参数信息。系统能接收地感线圈开关信号,并将车辆状态传递至单片机;设计了RS-232串口通讯电路外传测试数据并接收控制参数;设计了实时时钟电路,用于获取车辆经过时间,并随车辆数据一起存储至SD卡中。经过室外场地安装测试结果表明,测量的轴重等数据具有较好的精度,能够满足高速公路车辆动态测试的要求。     

重载沥青路面荷载图式研究

现场调查货车的轴重及胎压分布,发现两者之间存在一定的对应关系。改变轴重和胎压,用轮胎上涂油漆的方法测试了轮迹,发现轮迹由一个矩形加端部的两个小圆弧组成,轮胎接地压强和接地面积均随轴载的增加而增加,荷载中心距保持不变。结合轮迹测试以及轴重和胎压的现场调查,得到我国重载车辆轮迹各几何尺寸以及平均轮胎接地压强与轴重的对应关系。根据轴重与胎压的对应关系确定两者的合理组合,用压力传感器法测试了移动车辆的轮胎接地压力分布,发现在全轮迹范围内基本属于均匀分布。最后,根据测得的重载车辆轮迹及轮胎接地压力分布,得到了重载车辆荷载作用图式。     

基于高速高精度计重的弯板动态称重技术研究

车辆超限超载不仅会对公路造成极大破坏,影响道路使用寿命,还有可能造成严重的交通事故。采用动态称重技术可以有效遏止车辆超限超载。目前,市场上有各类动态称重设备,其中弯板动态称重技术具有维护方便、成本低、使用周期长、能够实现高速(0～80 km/h)动态称重的优点,是高速动态称重的较优选择。为了提高采样精确度,分析研究了传感器的输出特性,并采用无源低通滤波电路,有效消除传感器的高频噪声;考虑车辆单边轮胎通过传感器等异常行驶状态造成的原始数据缺失,提出了弯板完整性算法,处理弯板在异常过车情况下的称重数据。试验结果表明,车辆以1 km/h～80 km/h的速度通过弯板传感器,经过去噪处理及完整性算法分析,所得的重量数据误差均在2%以内。研究结果可为科技治超、超限超载检测、非现场执法等提供准确可靠的数据,也可以为其他动态称重设备的数据处理提供参考。     

动态称重系统在高速公路上的应用

对可以进行实时采集通行车辆轴载的动态称重系统进行介绍,主要通过对动态称重系统采集的数据库数据的分析,介绍分析了道路通行车辆的实际轴载谱、不同类型通行车辆的轴载变化、试验路段交通量的日、周、月变化以及车辆的速度变化,通行车辆的车道分布等。此外还简单介绍了用于动态称重系统的数据采集软件和轴型的判定。     

人工神经网络在车辆行驶称重技术中的应用

车辆行驶称重技术是通过测量分析车辆轮胎与路面作用力,从而计算车辆的静态载荷和静态轴载等相关参数的车辆载荷检测技术。基于人工神经网络综合分析了影响轮胎作用力的各个因素的影响关系,通过自行研制的油管传感器式车辆行驶称重仪进行了相关试验验证,达到了预定的精度和实用要求。     

基于STM32单片机的车辆胎压监测系统设计

准确实时地监测车辆行驶过程中轮胎状态对行车安全至关重要。目前的胎压监测系统大多价格较高,研发较困难,且对于某些特定车辆的需要,如沙地方程式赛车等需频繁换胎的车辆不具有通用性,传感器匹配程序繁琐,使用极为不便。因此设计了基于STM32单片机的车辆胎压监测系统,能够准确监测轮胎状态信息,具有很好的可靠性,且能够快速完成传感器与轮胎的匹配,可以更好地满足越野车、沙地方程式等车辆频繁换胎的需求,有很强的通用性。     

虚拟传感器在车辆轮胎压力测试中的研究初探

虚拟传感器的设计思路是利用车辆的某些有效信息获得一些不能直接测量,或者至少需要昂贵的传感器测量才能获得的参数。车辆中的虚拟传感器可被用来测定路面和轮胎之间的摩擦、轮胎膨胀压力和车轮不平衡等参数。这些虚拟传感器之间通过计算机组成一个控制系统,通过该系统并利用车辆中的CAN总线技术,得出对车辆轮胎工作状态的精确控制,保证车辆行驶安全。     

别克荣御轿车轮胎气压监测系统故障诊断

别克荣御(Royaum)轿车装备了轮胎气压监测系统(TPMS),当车辆行驶时,系统不断监测4个轮胎内的空气压力,安装在每个轮胎气门杆上的压力传感器周期性地测量轮胎的实际压力,压力信息通过射频(RF)通信传送至安装在车辆后窗台板下的轮胎气压监测系统模块,轮胎气压监测系统模块解译收到的射频信号,并将数据格式化,然     

基于图像识别轮胎变形的非接触式车辆称重方法

为了解决接触式车辆称重方法存在的安装和维修成本高、使用年限短、识别精度低等问题,创新性地提出一种基于计算机视觉获取轮胎变形的非接触式车重识别方法。首先,利用视频图像采集装置拍摄车辆轮胎图像信息,通过图像处理技术提取轮胎轮廓,并根据轮廓变形计算轮胎的垂向挠度。其次,通过胎压监测系统(TPMS)获取轮胎的真实胎压值,对于没有安装TPMS的车辆,则可以通过图像字符识别技术读取轮胎侧壁的胎压标识信息,再利用统计回归方式确定实际胎压值。在此基础上,将轮胎垂向挠度和胎压值代入推导的称重公式计算轮胎承受的重量,再将所有轮胎承受重量求和得到车辆总重量。最后,以现场的乘用车和重载货车为例,验证在不同胎压和重量变化下非接触式车辆称重方法的准确性,并对比分析3个称重公式的准确性。研究结果表明:车重识别准确率随着胎压增大而降低,随着车重增大而上升;轮胎刚度拟合公式的载重识别准确率达到95%以上,高于理论推导公式和半经验拟合公式。提出的非接触式车辆称重方法具有测量范围广、无需任何额外传感设备、不用封闭交通和易于信息集成等优势,有效地突破了现有接触式车重识别技术的瓶颈,具有很好的工程应用前景。     

电容式车辆称重装置动态性能测试与分析

针对传统车辆称重装置存在的动态测量时被测车辆速度较低、测量误差较大等方面的不足,设计开发一种电容式车辆称重装置。在介绍称重装置结构设计和称重原理的基础上,对其动态性能进行测试与分析。首先从速度、加速度、振动因素对称重装置的影响进行试验测试,测试表明加速度对动态称重影响较大,而速度、振动因素对动态称重影响较小。进一步理论建模,从运动和受力角度对称重装置进行理论分析,并与试验结果相对比。试验测试和理论分析表明,电容式车辆称重装置结构简单,安装方便,抗干扰能力强,测量精度高,既适用于静态测量,又适用于动态测量,具有较好的推广价值。     

动态称重系统数据采集及分析

采用山东省永久路面试验路的动态称重系统,详细介绍了动态称重系统的组成结构、动态称重系统的安装以及轴型的分类,并对所采集的轴载数据的处理方法进行了介绍和比较。在此基础上,分析了道路通行车辆的实际轴载谱、不同类型通行车辆的轴载变化、试验路段交通量的日、周、月变化以及车辆的速度变化,通行车辆的车道分布等,结果表明,实时采集车辆通行数据的动态称重系统所采集的数据库数据可以有效地解决原来轴载调查使用方法存在的与实际轴载不符的问题。