CN106066202A - 数字化轮轴模拟识别装置及方法 - Google Patents

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张玲玲
孟玉文
安学明
李聪
马锡民
尚少强
王海岗
赵艳辉
刘京峰
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Abstract

一种数字化轮轴模拟识别装置及方法，通过算法计算的方法模拟实现物理轮轴识别器识别车辆轴组类型的功能，彻底解决物理轮轴识别器故障率高，受环境影响大，严重依赖设备状态的缺点，所述装置系统包括动态称重秤台、货车重量特性数据库、轮轴模拟识别模块，其中传统中的动态称重称台包括称重称台、光幕式车辆分离器、地感线圈式辅助车辆分离器、轮轴识别器共四个部件，它们分别通过线缆连接到称重控制器，而本装置不同于传统装置，而是经过算法分析获得较精确的车辆轴组重、轴组类型、整车重量信息，发送到上位计算机作为计重收费的依据。

Description

数字化轮轴模拟识别装置及方法
技术领域
本发明涉及载货车辆动态称重的技术领域，特别是一种数字化轮轴模拟识别装置及方法。
背景技术
现今，公路车辆计重方式主要有两种方式，分别为静态称重和动态称重。静态称重是车辆静止停在称台上，待其停滞平稳后进行重量测量，此时重量基本保持不变，仪表显示其整车重量，是最为精准的称重方法。然而，静态称重系统的称重台，通常其占地面积大，同时，现有运输车辆日益增多，称重过程时间有限，容易造成道路拥堵。动态称重是指车辆不停车的前提下过称台，称台工作称重传感器进行数据采集分析，测量出车辆重量。动态称重系统相对于静态系统，占地面积小，施工方便、称重不停车、时间短等优势。
目前，我国公路载货车辆收费普遍采用动态称重方式，传统的动态称重系统包括称重称台、光幕式车辆分离器、地感线圈式辅助车辆分离器、轮轴识别器四个部件，它们分别通过线缆连接到称重控制器。然而传统的动态称重称重系统有其优点，同时也存在很多问题，其中轮轴识别的问题比较突出，即轮轴识别设备的故障率高，稳定性差，维护成本非常高，一方面严重影响运营单位的正常收费工作，另一方面后期维修维护造成很大负担。
针对轮轴识别的现存问题，我们利用软件算法分析的计算的方法来模拟实物轮轴识别器的功能，从而计算获得载货车辆的车辆轴组重、轴组类型、整车重量信息，在应中不断完善载货车辆荷载特性数据和算法，逐步实现完全取消实物轮轴识别器，最终达到降低称重设备的故障率，增强设备稳定性、降低设备维护费用，并保证装置的准确率的目的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题，是针对上述存在的技术问题设计出数字化轮轴模拟识别装置及方法，所述技术方案如下：
一种数字化轮轴模拟识别装置，包括动态称重秤台、货车重量特性数据库、轮轴模拟识别模块，其特征是：所述的动态称重称台包括称重称台、光幕式车辆分离器、地感线圈式辅助车辆分离器、轮轴识别器四个部件，它们通过导线连接计重控制器；所述的称重称台用于称量载货车辆各单轴重量；所述的光幕式车辆分离器主要用于分离开连续称得的车辆轴重；所述的地感线圈式辅助车辆分离器主要起辅助车辆分离的作用；所述的轮轴识别器是用来设别称重车辆的轴数、轴组数、轴组类型及每轴轮胎数；所述的货车重量特性数据库中存放有各种类型的载货车辆的各轴荷载的特性数据模型数据；所述的轮轴模拟模块根据动态称重称台获取的载货车辆的各轴荷载数据形成被测车辆的实时重量特性数据，结合所述的货车重量特性数据库经算法计算获得载货车辆轴组重、轴组数、轮胎数、整车重量。
根据前面所述的数字化轮轴模拟识别装置的数字化轮轴模拟识别方法，包括如下步骤：
A.采样建立数据模型阶段，采集各车型载货车辆足够数量的称重数据，提取各轴组类型的车辆轴重特征信息，建立特征数据库；
B.工作阶段，接收动态称重系统的车辆各单轴重量数据及车辆通过的其他信息，分析货车轴重特性，经过算法分析获得较精确的车辆轴组重、轴组类型、整车重量信息，发送到上位计算机作为计重收费的依据。
所述的轮轴识别功能由模拟轮轴识别模块计算获得，轮轴识别器的作用不再是必须的，可以在工程施工中省去。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
数字化轮轴模拟识别装置，首先建立了各个车型的重量特性数据模型，工作时只需称重控制器将车辆的单轴重信息，再通过其数字化模拟模块的算法处理后即可获得准确的轴型信息和车辆重量，并将轴型信息和车辆重量提供给计费软件进行计费，工作时不需要轮轴识别器介入，轮轴识别器好与坏都不影响工作，增加了称台的精确度、实用性、可靠性。
附图说明
图1为动态称重称台的结构布局示意图；
图2为根据两轴车轴重数据形成的车辆数据线性特征；
图3为根据三轴车轴重数据形成的车辆数据线性特征；
图4为根据四轴车轴重数据形成的车辆数据线性特征之一；
图5为根据四轴车轴重数据形成的车辆数据线性特征之二；
图6为根据四轴车轴重数据形成的车辆数据线性特征之三；
图7为根据五轴车轴重数据形成的车辆数据线性特征；
图8为根据六轴车轴重数据形成的车辆数据线性特征之一；
图9为根据六轴车轴重数据形成的车辆数据线性特征之二；
图10为根据六轴车轴重数据形成的车辆数据线性特征之三；
具体实施方式
实施例一：参见图1，一种数字化轮轴模拟识别装置，包括动态称重秤台、货车重量特性数据库、轮轴模拟识别模块，其特征是：所述的动态称重称台包括称重称台、光幕式车辆分离器、地感线圈式辅助车辆分离器、轮轴识别器四个部件，它们通过导线连接计重控制器；所述的称重称台用于称量载货车辆各单轴重量；所述的光幕式车辆分离器主要用于分离开连续称得的车辆轴重；所述的地感线圈式辅助车辆分离器主要起辅助车辆分离的作用；所述的轮轴识别器是用来设别称重车辆的轴数、轴组数、轴组类型及每轴轮胎数；所述的货车重量特性数据库中存放有各种类型的载货车辆的各轴荷载的特性数据模型数据；所述的轮轴模拟模块根据动态称重称台获取的载货车辆的各轴荷载数据形成被测车辆的实时重量特性数据，结合所述的货车重量特性数据库经算法计算获得载货车辆轴组重、轴组数、轮胎数、整车重量。
实施例二：一种基于实施例一的的数字化轮轴模拟识别装置的数字化轮轴模拟识别方法，包括如下步骤，
A.采样建立数据模型阶段
首先用轮轴识别器对各种车型的车辆轴数、各轴轮胎数、轴型进行采样，结合称重台的单轴重量数据，建立各种车型的数据模型并存入货车重量特性数据库中；
下面是采集到的车辆轴重数据表
(3)根据采集的数据按照下表规则确定的数据系数
以下为部分车型称重数据分析，示例如下：
3轴车轴重数据及系数
1+1+4和1+5轴组类型车辆轴重数据及系数
1+1+4轴组车辆数据系数
1+5轴组数据系数
根据上述示例所述的统计分析得到算法特性参数：
(1)两轴车：
a.小汽车：(650kg≤第一轴重量＜1100kg)&(500kg≤第二轴重量)&(第二轴重≤第二轴组)&(车辆总重≤2000kg)
b.小面包：(500kg≤第一轴重<650kg)&(第二轴重<第一轴重*系数)&(总重<1500kg)
c.中巴：(1500kg≤第一轴轴重<2000kg)&(第二轴重≥1800kg)&(第二轴重<第一轴重*系数)
(2)三轴车：
a.拖拉机(1+1+1)：(200kg≤第一轴重≤500kg)&(700kg≤第二轴重≤2000kg)
b.货车(1+4)：(3000kg≤第一轴重<10000kg)&((第三轴重>第二轴重*系数)&(第三轴重≤第二轴重*系数)|(第三轴重-第二轴重)≤1500kg)
c.货车(1+5)：(3000kg≤第一轴重<10000kg)&((第二轴重<1500kg)|(第二轴重<第三轴重*系数))
d.货车(1+2+2)：(1200kg≤第一轴重<4000kg)&(第二轴重≥((第一轴重+第三轴重)/系数))&(第三轴重>第二轴重*系数)&(总重<30000kg)
e:货车(1+1+2)：(1200≤第一轴重<4000kg)&(第二轴重<(第一轴重+第三轴重)/系数)&(第三轴重>第二轴重)&(总重<3000kg)
(3)四轴车：
a.货车(1+1+4)：(3000kg≤第一轴重<15000kg)&(第二轴重<第一轴重*系数)&((第四轴重≤第三轴重*系数)|(第三轴重-第二轴重)≤1500kg)
b.货车(1+1+5)：(2500kg≤第一轴重<15000kg)&(第二轴重<第一轴重*系数)&(第三轴重≤第四轴重*系数)
c.货车(1+2+4)：(2000kg≤第一轴重<8000kg)&(第二轴重>第一轴重*系数)&(第三轴重<第二轴重)&((第四轴重-第三轴重)≤第三轴重*系数)
e.货车(1+2+5)：(2000kg≤第一轴重<8000kg)&(第二轴重>第一轴重*系数)&((第四轴重-第三轴重)>第三轴重*系数)
(4)五轴车：
a.货车(1+2+7)：(3000kg≤第一轴重≤8000kg)&(第三轴重<第二轴重)&(第四轴重<第二轴重)&(第五轴重<第二轴重)&(第二轴重>第三轴重*系数)&((第四轴重-第三轴重)<第三轴重*系数)&((第五轴重-第四轴重)<第四轴重*系数)
(5)六轴车：
a.货车(1+1+2+7)：(3000kg<第一轴重)&(第三轴重>第二轴重*系数)&(第四轴重≈第五轴重≈第六轴重)
b.货车(1+4+7)：(3000kg<第一轴重)&((第三轴重-第二轴重)<第二轴重*系数)&(第四轴重≈第五轴重≈第六轴重)
B.工作阶段
该阶段中，当车辆通过动态称重称台，称台光幕正确收尾，称台仪表将每台车辆的单轴重量数据获取，然后根据称重系统的车辆各单轴重量数据信息，分析货车轴重特性，经过算法分析获得较精确的车辆轴组重、轴组类型、整车重量信息，发送到上位计算机作为计重收费的依据。

Claims (2)

1.一种数字化轮轴模拟识别装置，包括动态称重秤台、货车重量特性数据库、轮轴模拟识别模块，其特征是：所述的动态称重称台包括称重称台、光幕式车辆分离器、地感线圈式辅助车辆分离器、轮轴识别器四个部件，它们通过导线连接计重控制器；所述的称重称台用于称量载货车辆各单轴重量；所述的光幕式车辆分离器主要用于分离开连续称得的车辆轴重；所述的地感线圈式辅助车辆分离器主要起辅助车辆分离的作用；所述的轮轴识别器是用来设别称重车辆的轴数、轴组数、轴组类型及每轴轮胎数；所述的货车重量特性数据库中存放有各种类型的载货车辆的各轴荷载的特性数据模型数据；所述的轮轴模拟模块根据动态称重称台获取的载货车辆的各轴荷载数据形成被测车辆的实时重量特性数据，结合所述的货车重量特性数据库经算法计算获得载货车辆轴组重、轴组数、轮胎数、整车重量。
2.一种根据权利要求1所述的数字化轮轴模拟识别装置的数字化轮轴模拟识别方法，其特征是：
该方法包括如下步骤：
A.采样建立数据模型阶段，采集足够大数量的车辆称重数据，提取各轴组类型的车辆轴重特征信息，建立特征数据库；
B.工作阶段，接收动态称重系统的车辆各单轴重量数据及车辆通过的其他信息，分析货车轴重特性，经过算法分析获得较精确的车辆轴组重、轴组类型、整车重量信息，发送到上位计算机作为计重收费的依据。
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