CN111486933A - 一种识别桥梁上超重车辆的方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种识别桥梁上超重车辆的方法，涉及桥梁监测管养领域。本方法包括通过监测装置采集车辆经过时对应桥梁处的应力值，若该应力值大于预设应力值，再根据面积法和峰值法计算经过监测装置的车辆的第一重量W1和第二重量W2，基于W1和W2确定该车辆的最终重量W，若W大于预设重量，再计算车辆通过桥梁时的行驶速度V，若该行驶速度V小于预设速度，再计算车辆将进入摄像头视野的时间范围，并通过监测时间范围内经过摄像头的视频信息判断是否有大型货车通过，若有，则判定该车辆为超重车辆。本申请提供的识别桥梁上超重车辆的方法，解决了相关技术中存在设备成本高、安装过程难度大、识别标准单一造成准确率低的问题。

Description

一种识别桥梁上超重车辆的方法
技术领域
本申请涉及桥梁监测管养领域，特别涉及一种识别桥梁上超重车辆的方法。
背景技术
目前，伴随着近十年来基础建设的发展，我国的公路里程迅速增长，桥梁作为连接公路的重要交通枢纽数量也越来越多，而伴随着交通运输业的蓬勃发展，在实际环境中桥梁承担的载荷也越来越大，包括地震、大风、雨雪、船撞、超重车辆等多种不利的作用，其中，据统计超重车辆发生的频次及对桥梁本身的威胁性均是最大的，对桥梁上通过的车辆以及司机和乘客都形成了巨大的安全隐患，也为社会造成了较大的经济损失。所以，对超重车辆进行统计和管理将对于监测与评估桥梁的状况有重要的意义，也能很大程度上的减少安全事故、延长桥梁的使用寿命等。
相关技术中，对车辆进行称重的方法有静态称重和动态称重，其中，静态称重多采用特定的称重装置，其需要车辆在称台上稳定后才能显示读书，这种方式称重准确，但是速度较慢，且特定的装置价格昂贵，车辆静止后在一定程度上也阻碍了交通；动态称重则只需车辆开过秤台就能显示读数，不需要车辆停止，称重速度快，所以目前公路车辆一般使用动态称重的方法，动态称重系统也因其识别迅速不妨碍交通而逐渐流行。
但是，传统的动态称重系统其设备成本在一定程度上依然较高，且在桥梁上安装时安装施工难度较大，在安装过程中还有可能会影响到桥梁本身的安全性能，费事费力，后期维修也比较麻烦。而主梁挠度和应力作为反映桥梁结构安全状况的两个重要参数，通过监测它们在荷载作用下的变化，可以及时发现桥梁结构状态的变化信息，因此，在相关技术中也有利用动应变或者挠度来识别重车，其相对来说需要的硬件设备少，安装方便，然而由于在识别时往往参考标准量较少，会导致识别准确率不高，出现误判或漏判的情况。
发明内容
本申请实施例提供一种识别桥梁上超重车辆的方法，以解决相关技术中存在设备成本高、安装过程难度大、识别标准单一造成准确率低的问题。
第一方面，提供了一种识别桥梁上超重车辆的方法，其包括：
S1.在桥梁上间隔设置两个监测装置，并在桥梁上设置摄像头，通过监测装置采集车辆经过设有该监测装置的桥梁段时的应力值，若该应力值小于预设应力值，则结束，若大于预设应力值，则进入S2；
S2.根据面积法计算经过监测装置的车辆的第一重量W1，并根据峰值法计算该车辆的第二重量W2，基于W1和W2确定该车辆的最终重量W，若W小于预设重量，则结束，若大于预设重量，则进入S3；
S3.计算车辆通过桥梁时的行驶速度V，若该行驶速度V大于预设速度，则结束，若小于预设速度，则进入S4；
S4.计算车辆将进入摄像头视野的时间范围，并通过监测时间范围内经过摄像头的视频信息，判断是否有大型货车通过，若没有，则结束，若有，则判定该车辆为超重车辆。
一些实施例中，计算车辆的行驶速度V，具体包括：
分别记录同一车辆依次经过两个监测装置的时刻T1和T2，并根据T1、T2和两个监测装置之间的距离S1计算得到该车辆的行驶速度V。
一些实施例中，计算车辆将进入摄像头视野的时间范围T3至T4，具体包括：
记录车辆经过的其中一监测装置与摄像头之间的距离S2，并根据S2和行驶速度V计算得到该车辆进入摄像头视野的时间范围T3至T4。
一些实施例中，根据W1和W2确定车辆的最终重量W，具体包括：
根据面积法计算经过监测装置的车辆的第一重量W1，并根据峰值法计算该车辆的第二重量W2，计算W1和W2之间的差异值，若该差异值超过预设差异值，则取W2作为最终重量W，若该差异值没有超过预设差异值，则取W1作为最终重量W。
一些实施例中，将两个监测装置分别设置在桥梁的两个相邻跨中断面处，以通过监测装置采集车辆经过桥梁的跨中时该跨中处承受的应力值。
一些实施例中，将两个监测装置均与同一个采集模块相连，并利用该采集模块采集两个监测装置监测到的应力值。
一些实施例中，将判定为超重车辆的车辆相关信息进行存储归档，进行存储的车辆相关信息包括应力值、最终重量W、行驶速度V、过桥时间、视频信息和车辆型号。
一些实施例中，两个监测装置均为动应变传感器，预设应力值的取值为0.3～0.5MPa。
一些实施例中，预设重量的取值为40～60t，预设差异值为W1的30％。
一些实施例中，预设速度的取值为70km/h。
本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：
本申请实施例提供了一种识别桥梁上超重车辆的方法，其在桥梁上间隔设置两个监测装置，并在桥梁上设置摄像头，其中，监测装置可以监测到车辆经过时对于对应桥梁处的应力值，根据面积法和峰值法两种计算方法确定车辆的最终车重W，再计算出车辆通过桥梁时的行驶速度，依次通过比较应力值与预设应力值，最终车重与预设车重，对应时间段内是否有大型货车等层层递进设置的条件，来判断通过桥梁的车辆是否为超重车辆。相比于单纯的利用应力或挠度等单一识别标准来判定，此方法大大提高了超重车辆识别的准确率，尽可能的减少误判漏判，而相比于需要利用体积庞大且成本较高的硬件设备的动态称重识别法，此方法需要的主要硬件设备仅为监测装置和摄像头，安装过程简单，成本低，后期维护方便，解决了相关技术中存在设备成本高、安装过程难度大、识别标准单一造成准确率低的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的识别桥梁上超重车辆的流程图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请实施例提供了一种识别桥梁上超重车辆的方法，其能解决相关技术中存在设备成本高、安装过程难度大、识别标准单一造成准确率低的问题。
图1是识别桥梁上超重车辆的流程图，本方法包括：S1.在桥梁上间隔设置两个监测装置，并在桥梁上设置摄像头，通过监测装置采集车辆经过设有该监测装置的桥梁段时的应力值，若该应力值小于预设应力值，则结束，若大于预设应力值，则进入S2；S2.根据面积法计算经过监测装置的车辆的第一重量W1，并根据峰值法计算该车辆的第二重量W2，基于W1和W2确定该车辆的最终重量W，若W小于预设重量，则结束，若大于预设重量，则进入S3；S3.计算车辆通过桥梁时的行驶速度V，若该行驶速度V大于预设速度，则结束，若小于预设速度，则进入S4；S4.计算车辆将进入摄像头视野的时间范围，并通过监测时间范围内经过摄像头的视频信息，判断是否有大型货车通过，若没有，则结束，若有，则判定该车辆为超重车辆。
具体的，本方法只用于识别桥梁上往一个方向行驶的车辆，通过两个监测装置能更方便准确的通过同一辆车依次经过两个监测装置时的应力峰值而得到该车辆经过的准确时间，方便后续计算车速以及推算车辆进入摄像头视野的时间范围等参数。由于超重车辆具有车速低、质量重、体积较大等特点，因此本方法中采用依次判定通过桥梁的车辆的重量是否超过预设重量、车辆的速度是否小于预设速度、车辆的视频信息显示其是否为大型货车三个条件来最终确定通过的车辆是否为超重车辆，且车重同时采用面积法和峰值法计算后确定，较明显的提高了识别超重车辆的准确率，另外需要的主要硬件设备仅为监测装置和摄像头，这些设备的安装过程简单，容易操作，施工安装成本低，后期维护也相对方便。
进一步的，计算车辆的行驶速度V的具体方法包括首先分别记录同一车辆依次经过两个监测装置的时刻T1和T2，计算T1和T2之间的时间差，获取两个监测装置之间的距离S1，根据T1和T2之间的时间差和S1计算得到该车辆的行驶速度V。其中，获取车辆依次经过两个监测装置的时刻T1和T2一般通过峰值法来获取，即当车辆经过每一监测装置对应的桥梁时其监测到应力值应该为最大。超重车辆的预设速度的取值一般为70km/h。
进一步的，计算车辆将进入摄像头视野的时间范围T3至T4的具体方法包括获取并记录车辆经过的其中一监测装置与摄像头之间的距离S2，根据S2和此前计算出的行驶速度V计算得到该车辆若行驶至进入摄像头视野的时间T3，离开摄像头视野的时间T4。其中，由于摄像头的视野范围可能不是从车子达到摄像头的实际位置时开始，因此根据实际的固定距离误差，计算时间时相应的增加时间或减少时间即可。
进一步的，根据W1和W2确定车辆的最终重量W，的具体方法包括根据面积法计算经过监测装置的车辆的第一重量W1，并根据峰值法计算该车辆的第二重量W2，确定两种算法计算后的车重后计算W1和W2之间的差异值，若该差异值超过预设差异值，则取W2作为最终重量W，若该差异值没有超过预设差异值，则取W1作为最终重量W，通过面积法和峰值法两种荷载识别的方法综合判断计算，提高了车辆重量计算的准确率，从而提高了识别的准确率。这里预设重量的取值为40～60t，预设差异值为W1的30％，具体的预设大小可以根据实际的桥梁结构和材质进行改变。
进一步的，将两个监测装置分别设置在桥梁的两个连续跨中断面处，以通过监测装置采集车辆经过桥梁的跨中时该跨中处承受的应力值。为了保证采集应力值的时间一致性以及尽量减少其他方面的误差，将两个监测装置均与同一个采集模块相连，并利用该采集模块采集两个监测装置监测到的应力值，采集完成后发送至云端服务器进行数据计算处理。且为了剔除温度效应，监测装置采集的数据会实时解算处理。另外，两个监测装置均为动应变传感器，预设应力值的取值为0.3～0.5MPa，预设应力值的大小可以根据实际的桥梁结构和材质进行改变。
进一步的，若有车辆被判定为超重车辆后，还要将判定为超重车辆的车辆相关信息进行存储归档，进行存储的车辆相关信息具体包括应力值、最终重量W、行驶速度V、过桥时间、视频信息和车辆型号等参数。其中，这里的应力值指的是对应的车辆经过对应桥梁处时的应力峰值。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语″上″、″下″等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语″安装″、″相连″、″连接″应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
需要说明的是，在本申请中，诸如″第一″和″第二″等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语″包括″、″包含″或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句″包括一个......″限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种识别桥梁上超重车辆的方法，其特征在于，其步骤包括：
S1.在桥梁上间隔设置两个监测装置，并在桥梁上设置摄像头，通过监测装置采集车辆经过设有该监测装置的桥梁段时的应力值，若该应力值小于预设应力值，则结束，若大于预设应力值，则进入S2；
S2.根据面积法计算经过监测装置的车辆的第一重量W1，并根据峰值法计算该车辆的第二重量W2，基于W1和W2确定该车辆的最终重量W，若W小于预设重量，则结束，若大于预设重量，则进入S3；
S3.计算车辆通过桥梁时的行驶速度V，若该行驶速度V大于预设速度，则结束，若小于预设速度，则进入S4；
S4.计算车辆将进入摄像头视野的时间范围，并通过监测时间范围内经过摄像头的视频信息，判断是否有大型货车通过，若没有，则结束，若有，则判定该车辆为超重车辆。
2.如权利要求1所述的一种识别桥梁上超重车辆的方法，其特征在于，计算车辆的行驶速度V，具体包括：
分别记录同一车辆依次经过两个监测装置的时刻T1和T2，并根据T1、T2和两个监测装置之间的距离S1计算得到该车辆的行驶速度V。
3.如权利要求1所述的一种识别桥梁上超重车辆的方法，其特征在于，计算车辆将进入摄像头视野的时间范围T3至T4，具体包括：
记录车辆经过的其中一监测装置与摄像头之间的距离S2，并根据S2和行驶速度V计算得到该车辆进入摄像头视野的时间范围T3至T4。
4.如权利要求1所述的一种识别桥梁上超重车辆的方法，其特征在于，根据W1和W2确定车辆的最终重量W，具体包括：
根据面积法计算经过监测装置的车辆的第一重量W1，并根据峰值法计算该车辆的第二重量W2，计算W1和W2之间的差异值，若该差异值超过预设差异值，则取W2作为最终重量W，若该差异值没有超过预设差异值，则取W1作为最终重量W。
5.如权利要求1所述的一种识别桥梁上超重车辆的方法，其特征在于：将两个监测装置分别设置在桥梁的两个相邻跨中断面处，以通过监测装置采集车辆经过桥梁的跨中时该跨中处承受的应力值。
6.如权利要求5所述的一种识别桥梁上超重车辆的方法，其特征在于：将两个监测装置均与同一个采集模块相连，并利用该采集模块采集两个监测装置监测到的应力值。
7.如权利要求1所述的一种识别桥梁上超重车辆的方法，其特征在于：将判定为超重车辆的车辆相关信息进行存储归档，进行存储的车辆相关信息包括应力值、最终重量W、行驶速度V、过桥时间、视频信息和车辆型号。
8.如权利要求1所述的一种识别桥梁上超重车辆的方法，其特征在于：两个监测装置均为动应变传感器，预设应力值的取值为0.3～0.5MPa。
9.如权利要求4所述的一种识别桥梁上超重车辆的方法，其特征在于：预设重量的取值为40～60t，预设差异值为W1的30％。
10.如权利要求1所述的一种识别桥梁上超重车辆的方法，其特征在于：预设速度的取值为70km/h。
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