RO122693B1

RO122693B1 - Method and system for dinamically weighing motor vehicles

Info

Publication number: RO122693B1
Application number: ROA200501070A
Authority: RO
Inventors: Mircea Tudor; Constantin Sima; Adrian Bîzgan
Original assignee: Mb Telecom Ltd S.R.L.
Priority date: 2005-12-22
Filing date: 2005-12-22
Publication date: 2009-11-30

Abstract

The invention relates to a method and a portable system for dynamically weighing a motor vehicle, in consequence of passing the motor vehicle wheels directly on the runway or over a rod of small dimensions, placed across the runway direction, along a runway. According to the invention, the method consists in measuring the load applied to the runway by the axes of a motor vehicle and the total load, by collecting and processing the shock-waves represented by the elastic deformations of the runway, induced by the wheel passing on the runway layer or over a rigid rod, placed across, having the purpose of amplifying the shock-waves. According to the invention, the system applying the method, consists of a rod (1) mounted across the roadway of a motor vehicle, a sensor (2) for measuring the amplitude of the shock-waves, placed on a support driven through the verge of the roadway, a miniaturized unit (3) for acquisition and processing for taking over and interpreting the electric signals received by the sensor (2) for measuring vibrations, a miniaturized video camera (4), for taking over the images of the weighed motor vehicle, a radio modem (5) for transmitting the data and images, a software application dedicated to data and images obtaining and analyzing, a software application dedicated to image obtaining and recognizing, in automatic regime, the number plate of the current motor vehicle, a set of accumulators (6) for supplying the entire system and a panel (7) with photoelectric cells, for loading the accumulators (6), connected to an automatic energetic management subsystem, all of them being incorporated in a ventilated and thermostat-controlled casing (8) which is driven through, by means of a support bar (9) close to the roadway, in the roadway verge.

Description

Invenția se referă la o metodă și un sistem de cântărire dinamică a autovehiculelor folosind dispozitive portabile de măsurare a undelor de șoc generate de trecerea roților autovehiculelor peste o bară de dinensiuni reduse, așezată transversal pe direcția de rulare, pe amplasamente fără amenajări speciale dedicate acestui scop.The invention relates to a method and system for dynamic weighing of vehicles using portable shock wave measuring devices generated by passing the wheels of motor vehicles over a low-density bar, placed transversely on the rolling direction, on sites without special arrangements for this purpose. .

Zona de interes pe care o vizează prezenta invenție o reprezintă cântărirea dinamică axă cu axă și totală, prin însumare, a autovehiculelor care circulă pe drumurile publice, în vederea preselectării și clasificării pentru realizarea cântăririi efectuate folosind metode și sisteme aprobate metrologic.The area of interest of the present invention is represented by the dynamic axle-by-axle and total weighing, by summation, of the vehicles traveling on public roads, in order to pre-select and classify for the weighing performed using metrologically approved methods and systems.

Este cunoscut faptul că supraîncărcarea autovehiculelor generează un efect distructiv asupra drumurilor, afectând în mod special fundația drumului, care implică costuri de reabilitare mult mai mari decât cele necesare pentru refacerea stratului de uzură.It is known that the overloading of vehicles generates a destructive effect on the roads, especially affecting the road foundation, which involves costs of rehabilitation much higher than those necessary for the restoration of the wear layer.

Pentru evitarea acestui fenomen, sunt folosite sisteme de cântărire a autovehiculelor în vederea aplicării reglementărilor legale în vigoare, sisteme ce folosesc o metodă de cântărire cronofagă, ce nu permite cântărirea tuturorvehiculelor, pentru depistarea și amendarea tuturor contravenienților.In order to avoid this phenomenon, vehicle weighing systems are used to apply the legal regulations in force, systems that use a chronophagic weighing method, which does not allow the weighing of all vehicles, for the detection and amendment of all contraventions.

Principiul de funcționare a cântăririi dinamice presupune trecerea autovehiculului peste niște senzori piezoelectrici, cu fibre optice, sau platforme de cântărire cu doze tensometrice, amplasate în carosabil, care generează un răspuns electric proporțional cu greutatea vehiculului. Această metodă de cântărire are dezavantajul că presupune lucrări ample pe suprafața carosabilă, respectiv încastrarea senzorilor în stratul căii de rulare, ceea ce în anumite situații necesită fundații special proiectate și realizate. De asemenea, metoda aduce dezavantajul unor timpi și costuri extinse de implementare.The operating principle of dynamic weighing involves passing the vehicle over piezoelectric sensors, with fiber optics, or weighing platforms with tensometric doses, placed in the road, which generate an electrical response proportional to the weight of the vehicle. This method of weighing has the disadvantage that it involves extensive work on the road surface, respectively the incorporation of sensors in the tread layer, which in certain situations requires specially designed and built foundations. Also, the method has the disadvantage of extended implementation times and costs.

în prezent sunt cunoscute mai multe sisteme de cântărire dinamică a autovehiculelor. Unul dintre aceste sisteme este cel produs de firma PEEK Traffic din Marea Britanie, sistem format din doi senzori piezoelectrici și două bucle inductive, toate încastrate în stratul căii de rulare, conectate la o unitate centrală de procesare a datelor.At present, several systems of dynamic weighing of vehicles are known. One of these systems is the one produced by the PEEK Traffic company in the United Kingdom, a system consisting of two piezoelectric sensors and two inductive loops, all embedded in the tread layer, connected to a central data processing unit.

Sistemul necesită ample lucrări pentru încastrarea elementelor de măsurare în stratul căii de rulare, prezintă dezavantajul degradării și pierderii acestora odată cu stratul căii de rulare, precum și lipsa capacității de relocare.The system requires extensive work to fit the measuring elements into the tread layer, it has the disadvantage of degradation and loss with the tread layer, as well as the lack of relocation capacity.

Metoda de cântărire a autovehiculelor, conform invenției, înlătură dezavantajele de mai sus prin aceea că realizează determinarea greutăților pe axe și greutății totale prin detectarea și interpretarea undelor de șoc generate de trecerea roților autovehiculelor peste o bară de dimensiuni reduse, așezată transversal pe direcția de rulare, nefiind necesare lucrări speciale de amenajare a drumului și, de asemenea, având capacitatea instalării rapide în orice locație, indiferent de sectorul de drum.The method of weighing the vehicles, according to the invention, removes the above disadvantages by realizing the determination of the weights on the axles and the total weight by detecting and interpreting the shock waves generated by passing the wheels of the vehicles over a small bar, placed transversely on the running direction. , with no special roadworks required and also having the ability to install quickly in any location, regardless of the road sector.

Sistemul care pune în aplicare metoda de mai sus se compune dintr-o bară rigidă, de dimensiuni reduse, dintr-un material compozit, montată transversal pe direcția de rulare a autovehiculelor, astfel încât trecerea roților peste aceasta bară să inducă o undă de șoc în structura drumului, un senzor pentru măsurarea undei de șoc, montat pe un suport care să preia undele de șoc din suprafața de rulare, o unitate miniaturizată de achiziție și procesare pentru preluarea și interpretarea semnalelor electrice recepționate de la senzorul pentru măsurarea vibrațiilor, o cameră video miniaturizată pentru preluarea imaginii autovehiculului cântărit, un modem radio pentru transmisia datelor și a imaginilor către un sistem mobil de cântărire statică precum cel realizat de către firma MBTelecom, o aplicație software dedicată pentru achiziția și analiza datelor fu mizate de senzorul pentru măsurarea vibrațiilor, o aplicație software dedicată pentru achiziția imaginii și recunoașterea în regim automat a numărului de înmatriculare a autovehiculului curent, un set de acumulatori pentru alimentarea întreguluiThe system that implements the above method is composed of a rigid bar, of small size, of a composite material, mounted transversely on the direction of rolling of the vehicles, so that the passing of the wheels over this bar induces a shock wave in road structure, a sensor for measuring the shock wave, mounted on a support that takes the shock waves from the tread surface, a miniaturized acquisition and processing unit for taking and interpreting the electrical signals received from the vibration measurement sensor, a video camera miniaturized for taking the image of the weighed vehicle, a radio modem for transmitting data and images to a mobile static weighing system such as that made by MBTelecom, a software application dedicated to the acquisition and analysis of data was provided by the vibration measurement sensor, an application dedicated software for purchases of the image and automatic recognition of the registration number of the current vehicle, a set of batteries for powering the whole

RO 122693 Β1 sistem și un panou cu celule fotoelectrice pentru încărcarea acumulatorilor, toate integrate 1 într-o carcasă ventilată și termostatată, ce se înfige prin intermediul unei bare-suport în acostamentul drumului. 3EN 122693 Β1 system and a panel with photoelectric cells for charging the batteries, all integrated 1 in a ventilated and thermostatic housing, which is inserted by means of a support bar in the approach of the road. 3

Sistemul, conform invenției, efectuează cântărire dinamică prin detectarea, interpretarea și analiza -digitală a undelor de șoc induse în calea de rulare de către trecerea 5 autovehiculelor peste bara rigidă transversală. La trecerea autovehiculelor, calea de rulare suportă deformări elastice cu o deplasare de nivel de câțiva microni. Deformarea elastică 7 poate fi tradusă în mărime electrică de către senzorul pentru măsurarea vibrațiilor în semnal electric ce este furnizat în timp real unității miniaturizate de procesare. în scopul de a mări 9 semnalul electric, se instalează bara transversală care amplifică deformările elastice ale căii de rulare. 11The system, according to the invention, performs dynamic weighing by detecting, interpreting and analyzing -digital shock waves induced in the rolling path by passing 5 vehicles over the rigid transverse bar. When passing vehicles, the treadmill supports elastic deformations with a level of movement of several microns. The elastic deformation 7 can be translated into electrical size by the sensor for vibration measurement in electrical signal that is provided in real time to the miniaturized processing unit. In order to increase the electrical signal 9, the cross bar is installed which amplifies the elastic deformations of the tread. 11

Pe unitatea miniaturizată de procesare rulează o aplicație software dedicată, care analizează semnalul furnizat de senzorul pentru măsurarea vibrațiilor și furnizează către 13 aplicația software dedicată pentru analiza imaginii un set de valori numerice ce reprezintă greutățile pe axe și greutatea totală a autovehiculului curent. Aplicația software, dedicată 15 analizei imaginii, împerechează informația de masă cu imaginea și numărul de înmatriculare al autovehiculului curent, preluate de la camera video miniaturizată, și transmite informația 17 folosind modemul radio către sistemul mobil de cântărire statică, pentru ca vehiculul înregistrat ca supraîncărcat să fie oprit, cântărit folosind metode și sisteme aprobate metro- 19 logic, și amendat conform legislației în vigoare.A dedicated software application runs on the miniaturized processing unit, which analyzes the signal provided by the vibration measurement sensor and provides to the 13 dedicated software application for image analysis a set of numerical values representing the axle weights and the total weight of the current vehicle. The software application, dedicated to 15 image analysis, pairs the mass information with the image and the registration number of the current vehicle, taken from the miniaturized video camera, and transmits the information 17 using the radio modem to the static weighing mobile system, so that the vehicle registered as overloaded either stopped, weighed using methods and systems approved metrologically, and fined according to the legislation in force.

Toate componentele sistemului sunt interconectate electric și informatic între ele astfel 21 încât să asigure transferul de date între componentele sistemului și pentru a asigura alimentarea cu energie electrică a tuturor componentelor prin intermediul unui subsistem de 23 management energetic automat, ce are rolul, de a controla, în timp real, starea de încărcare a tuturor acumulatorilor din sistem și de a monitoriza nivelul de energie furnizat de către 25 panoul solar, realizând estimări ale timpului de funcționare.All the components of the system are electrically and informally interconnected with each other 21 so as to ensure the transfer of data between the components of the system and to ensure the electricity supply of all the components through a subsystem of 23 automatic energy management, which has the role, to control, In real time, the state of charge of all the batteries in the system and to monitor the energy level provided by the 25 solar panel, making estimates of the operating time.

Folosirea metodei și sistemului portabil de cântărire dinamică, conform invenției, pre- 27 zintă următoarele avantaje:The use of the portable dynamic weighing method and system according to the invention has the following advantages:

- sistemul este portabil, flexibil și foarte ușor de manevrat și instalat, operațiunile de 29 instalare necesitând doar câteva minute;- the system is portable, flexible and very easy to handle and install, the 29 installation operations requiring only a few minutes;

- nu necesită amenajări speciale ale amplasamentului în care se efectuează 31 cântărirea, acesta putând fi orice suprafață plan orizontală în profil longitudinal;- does not require special arrangements of the site where the weighing is performed, this being any horizontal plane surface in longitudinal profile;

-sistemul realizează cântărirea tuturor autovehiculelor ce trec pe tronsonul monitorizat 33 și transmite către echipajul mobil de cântărire statică doar informații legate de autovehiculele suspectate de a fi supraîncărcate, asigurând astfel, cântărirea și amendarea tuturor 35 contravenienților, cu scopul de a proteja infrastructura rutieră;- the system performs the weighing of all the vehicles passing on the monitored section 33 and transmits to the mobile static weighing crew only information related to the vehicles suspected of being overloaded, thus ensuring the weighing and the modification of all 35 offenders, in order to protect the road infrastructure;

- integrează două aplicații software, care procesează automat toate datele rezultate 37 din cântărire și numărul de înmatriculare al autovehiculului curent, selectând automat doar autovehiculele suspectate de a fi supraîncărcate, fără să necesite un operator uman. 39- integrates two software applications, which automatically process all the data resulting from the weighing 37 and the registration number of the current vehicle, automatically selecting only the vehicles suspected of being overloaded, without requiring a human operator. 39

Integrează un subsistem de management energetic automat, format din modul electronic dedicat și aplicație software dedicată, care monitorizează permanent starea de 41 încărcare a tuturor acumulatorilor și transmite mesaje de avertizare către echipajul mobil în cazul descărcării neprevăzute a oricărui acumulator din sistem. 43It integrates an automatic energy management subsystem, consisting of the dedicated electronic module and dedicated software application, which permanently monitors the status of 41 charging of all batteries and sends warning messages to the mobile crew in case of any unloading of any battery from the system. 43

Se dă, în continuare, un exemplu de realizare a invenției în legătură cu fig. 1...2, ce reprezintă: 45The following is an example of an embodiment of the invention in connection with FIG. 1 ... 2, representing: 45

- fig. 1, vedere in perspectivă a sistemului portabil de cântărire dinamică care arată topografia de așezare a componentelor în amplasamentul de cântărire, conform metodei, 47 obiect al invenției;FIG. 1 is a perspective view of the portable dynamic weighing system showing the topography of the component placement in the weighing site, according to the method, 47 object of the invention;

RO 122693 Β1RO 122693 Β1

- fig. 2, schemă bloc a sistemului de cântărire dinamică autovehiculelor, conform invenției.FIG. 2, block diagram of the dynamic vehicle weighing system, according to the invention.

Sistemul mobil de cântărire dinamică a autovehiculelor se compune, conform invenției, dintr-o bară rigidă de dimensiuni reduse 1, dintr-un material compozit, montată transversal pe calea de rulare, un senzor pentru măsurarea vibrațiilor 2, montat pe un suport înfipt în acostamentul drumului, o unitate miniaturizată de achiziție și procesare 3, pentru preluarea și interpretarea semnalelor electrice recepționate de la senzorul pentru măsurarea vibrațiilor 2, o cameră video miniaturizată 4, pentru preluarea imaginii autovehiculului cântărit, un modem radio 5, pentru transmisia datelor și a imaginilor către un sistem mobil de cântărire statică, precum cel realizat de către firma MBTelecom, o aplicație software dedicată pentru achiziția și analiza datelor furnizate de senzorul pentru măsurarea vibrațiilor 2, o aplicație software dedicată achiziției imaginii și recunoașterii în regim automat a numărului de înmatriculare a autovehiculului curent, un set de acumulatori 6, pentru alimentarea întregului sistem și un panou cu celule fotoelectrice 7 pentru încărcarea acumulatorilor 6, toate integrate într-o carcasă ventilată și termostatată 8, ce se înfige, prin intermediul unui bare-suport 9, în acostamentul drumului.The mobile dynamic vehicle weighing system is composed, according to the invention, of a small rigid bar 1, a composite material, transversely mounted on the treadmill, a vibration measurement sensor 2, mounted on a support mounted in the coupling of the road, a miniaturized acquisition and processing unit 3, for taking and interpreting the electrical signals received from the vibration measurement sensor 2, a miniaturized video camera 4, for taking the image of the weighed vehicle, a radio modem 5, for transmitting data and images to a mobile static weighing system, such as that made by MBTelecom, a dedicated software application for the acquisition and analysis of the data provided by the vibration measurement sensor 2, a software application dedicated to the image acquisition and automatic recognition of the registration number of the current vehicle. , a s et of batteries 6, for powering the whole system and a panel with photoelectric cells 7 for charging the batteries 6, all integrated in a ventilated and thermostatic housing 8, which is inserted, by means of a support bar 9, into the roadway.

Senzorul pentru măsurarea vibrațiilor 2 poate fi un accelerometru sau un geofon, care comunică unității miniaturizate de achiziție și procesare 3 semnale electrice proporționale cu amplitudinea undelor de șoc înregistrate la trecerea unui autovehicul peste bara rigidă 1.The vibration measurement sensor 2 can be an accelerometer or a geophon, which communicates to the miniaturized unit of acquisition and processing 3 electrical signals proportional to the amplitude of the shock waves recorded when passing a vehicle over the rigid bar 1.

Toate componentele sistemului sunt interconectate electric și informatic între ele, astfel încât să asigure transferul de date între componentele sistemului și pentru a asigura alimentarea cu energie a tuturor componentelor prin intermediul unui subsistem de management energetic automat, ce are rolul de a controla, în timp real, starea de încărcare a tuturor acumulatorilor din sistem și de a monitoriza nivelul de energie furnizat de către panoul solar, realizând estimări ale timpului de funcționare.All the components of the system are electrically and informally interconnected, so as to ensure the transfer of data between the components of the system and to ensure the power supply of all the components through an automatic energy management subsystem, which has the role of controlling, in real time. , the state of charge of all the batteries in the system and to monitor the energy level provided by the solar panel, making estimates of the operating time.

Subsistemul de management energetic automat 10 se compune din modul electronic 11 conectat la toate componentele sistemului, care necesită alimentare electrică și transmite informații de stare către aplicația software dedicată în vederea monitorizării energetice. Aceasta monitorizează în regim automat și permanent evoluțiile energetice ale componentelor sistemului și avertizează, în cazul avariilor, al funcționării anormale sau descărcărilor accidentale.The automatic energy management subsystem 10 consists of the electronic module 11 connected to all the components of the system, which requires electricity supply and transmits status information to the dedicated software application for energy monitoring. It monitors in an automatic and permanent regime the energetic evolutions of the components of the system and warns, in case of damage, of the abnormal operation or accidental discharges.

Aplicația software dedicată achiziției imaginii și recunoașterii în regim automat a numărului de înmatriculare a autovehiculului curent, primește de la aplicația software dedicată achiziției și analizei datelor furnizate de senzorul pentru măsurarea vibrațiilor 2, informații cu privire la masa autovehiculul curent, informații ce sunt transmise folosind modemul radio 5 către echipajul mobil.The software application dedicated to the image acquisition and automatic recognition of the registration number of the current vehicle, receives from the software application dedicated to the acquisition and analysis of the data provided by the vibration measurement sensor 2, information on the mass of the current vehicle, information transmitted using the modem radio 5 to the mobile crew.

Claims

claims

1. Dynamic weighing method, characterized in that it measures the load applied to the treadmill by the axles of a vehicle and the total load by capturing and processing the shock waves, represented by the elastic deformations of the treadmill induced by the passing of the wheels directly on the track layer. rolling or over a rigid bar, placed transversely in order to amplify the shock waves.

2. A dynamic dynamic weighing system, which implements the method of claim 1 and which uses software applications for data acquisition and analysis and for image acquisition and recognition of the vehicle registration number, characterized by

EN 122693 Β1 that is constituted by a bar (1) mounted transversely on the rolling path of the vehicles 1, a sensor for measuring the amplitude of the shock waves (2) mounted on a support inserted in the treadmill, a unit miniaturized by the acquisition and processing (3) for 3 retrieval and interpretation of the electrical signals received from the vibration measurement sensor (2), a miniaturized video camera (4) for taking the image of the weighed vehicle 5, a radio modem (5) for data transmission and of the images, data that are processed with the software application dedicated to the acquisition and analysis of the data, and with the software application dedicated to the image acquisition and automatic recognition of the registration number of the current vehicle, a set of batteries (6) for powering the whole system and a 9 panel with photoelectric cells (7) for charging the batteries (6), connected to a subsystem d It is a well-known automatic energy management, all integrated in a ventilated housing 11 and thermostat (8), which is inserted by means of a support bar (9) near the running track, on its approach. 13