數(shù)字化輪軸模擬識別裝置及方法
【專利摘要】一種數(shù)字化輪軸模擬識別裝置及方法，通過算法計(jì)算的方法模擬實(shí)現(xiàn)物理輪軸識別器識別車輛軸組類型的功能，徹底解決物理輪軸識別器故障率高，受環(huán)境影響大，嚴(yán)重依賴設(shè)備狀態(tài)的缺點(diǎn)，所述裝置系統(tǒng)包括動態(tài)稱重秤臺、貨車重量特性數(shù)據(jù)庫、輪軸模擬識別模塊，其中傳統(tǒng)中的動態(tài)稱重稱臺包括稱重稱臺、光幕式車輛分離器、地感線圈式輔助車輛分離器、輪軸識別器共四個部件，它們分別通過線纜連接到稱重控制器，而本裝置不同于傳統(tǒng)裝置，而是經(jīng)過算法分析獲得較精確的車輛軸組重、軸組類型、整車重量信息，發(fā)送到上位計(jì)算機(jī)作為計(jì)重收費(fèi)的依據(jù)。
【專利說明】
數(shù)字化輪軸模擬識別裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及載貨車輛動態(tài)稱重的技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種數(shù)字化輪軸模擬識別裝置 及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)今，公路車輛計(jì)重方式主要有兩種方式，分別為靜態(tài)稱重和動態(tài)稱重。靜態(tài)稱重 是車輛靜止停在稱臺上，待其停滯平穩(wěn)后進(jìn)行重量測量，此時重量基本保持不變，儀表顯示 其整車重量，是最為精準(zhǔn)的稱重方法。然而，靜態(tài)稱重系統(tǒng)的稱重臺，通常其占地面積大，同 時，現(xiàn)有運(yùn)輸車輛日益增多，稱重過程時間有限，容易造成道路擁堵。動態(tài)稱重是指車輛不 停車的前提下過稱臺，稱臺工作稱重傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集分析，測量出車輛重量。動態(tài)稱重 系統(tǒng)相對于靜態(tài)系統(tǒng)，占地面積小，施工方便、稱重不停車、時間短等優(yōu)勢。
[0003] 目前，我國公路載貨車輛收費(fèi)普遍采用動態(tài)稱重方式，傳統(tǒng)的動態(tài)稱重系統(tǒng)包括 稱重稱臺、光幕式車輛分離器、地感線圈式輔助車輛分離器、輪軸識別器四個部件，它們分 別通過線纜連接到稱重控制器。然而傳統(tǒng)的動態(tài)稱重稱重系統(tǒng)有其優(yōu)點(diǎn)，同時也存在很多 問題，其中輪軸識別的問題比較突出，即輪軸識別設(shè)備的故障率高，穩(wěn)定性差，維護(hù)成本非 常高，一方面嚴(yán)重影響運(yùn)營單位的正常收費(fèi)工作，另一方面后期維修維護(hù)造成很大負(fù)擔(dān)。
[0004] 針對輪軸識別的現(xiàn)存問題，我們利用軟件算法分析的計(jì)算的方法來模擬實(shí)物輪軸 識別器的功能，從而計(jì)算獲得載貨車輛的車輛軸組重、軸組類型、整車重量信息，在應(yīng)中不 斷完善載貨車輛荷載特性數(shù)據(jù)和算法，逐步實(shí)現(xiàn)完全取消實(shí)物輪軸識別器，最終達(dá)到降低 稱重設(shè)備的故障率，增強(qiáng)設(shè)備穩(wěn)定性、降低設(shè)備維護(hù)費(fèi)用，并保證裝置的準(zhǔn)確率的目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題，是針對上述存在的技術(shù)問題設(shè)計(jì)出數(shù)字化輪軸模擬 識別裝置及方法，所述技術(shù)方案如下：
[0006] -種數(shù)字化輪軸模擬識別裝置，包括動態(tài)稱重砰臺、貨車重量特性數(shù)據(jù)庫、輪軸模 擬識別模塊，其特征是:所述的動態(tài)稱重稱臺包括稱重稱臺、光幕式車輛分離器、地感線圈 式輔助車輛分離器、輪軸識別器四個部件，它們通過導(dǎo)線連接計(jì)重控制器;所述的稱重稱臺 用于稱量載貨車輛各單軸重量;所述的光幕式車輛分離器主要用于分離開連續(xù)稱得的車輛 軸重;所述的地感線圈式輔助車輛分離器主要起輔助車輛分離的作用;所述的輪軸識別器 是用來設(shè)別稱重車輛的軸數(shù)、軸組數(shù)、軸組類型及每軸輪胎數(shù);所述的貨車重量特性數(shù)據(jù)庫 中存放有各種類型的載貨車輛的各軸荷載的特性數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù);所述的輪軸模擬模塊根據(jù) 動態(tài)稱重稱臺獲取的載貨車輛的各軸荷載數(shù)據(jù)形成被測車輛的實(shí)時重量特性數(shù)據(jù)，結(jié)合所 述的貨車重量特性數(shù)據(jù)庫經(jīng)算法計(jì)算獲得載貨車輛軸組重、軸組數(shù)、輪胎數(shù)、整車重量。
[0007] 根據(jù)前面所述的數(shù)字化輪軸模擬識別裝置的數(shù)字化輪軸模擬識別方法，包括如下 步驟：
[000引A.采樣建立數(shù)據(jù)模型階段，采集各車型載貨車輛足夠數(shù)量的稱重?cái)?shù)據(jù)，提取各軸 組類型的車輛軸重特征信息，建立特征數(shù)據(jù)庫；
[0009] B.工作階段，接收動態(tài)稱重系統(tǒng)的車輛各單軸重量數(shù)據(jù)及車輛通過的其他信息， 分析貨車軸重特性，經(jīng)過算法分析獲得較精確的車輛軸組重、軸組類型、整車重量信息，發(fā) 送到上位計(jì)算機(jī)作為計(jì)重收費(fèi)的依據(jù)。
[0010] 所述的輪軸識別功能由模擬輪軸識別模塊計(jì)算獲得，輪軸識別器的作用不再是必 須的，可W在工程施工中省去。
[0011] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有W下優(yōu)點(diǎn)：
[0012] 數(shù)字化輪軸模擬識別裝置，首先建立了各個車型的重量特性數(shù)據(jù)模型，工作時只 需稱重控制器將車輛的單軸重信息，再通過其數(shù)字化模擬模塊的算法處理后即可獲得準(zhǔn)確 的軸型信息和車輛重量，并將軸型信息和車輛重量提供給計(jì)費(fèi)軟件進(jìn)行計(jì)費(fèi)，工作時不需 要輪軸識別器介入，輪軸識別器好與壞都不影響工作，增加了稱臺的精確度、實(shí)用性、可靠 性。
【附圖說明】
[0013] 圖1為動態(tài)稱重稱臺的結(jié)構(gòu)布局示意圖；
[0014] 圖2為根據(jù)兩軸車軸重?cái)?shù)據(jù)形成的車輛數(shù)據(jù)線性特征；
[0015] 圖3為根據(jù)Ξ軸車軸重?cái)?shù)據(jù)形成的車輛數(shù)據(jù)線性特征；
[0016] 圖4為根據(jù)四軸車軸重?cái)?shù)據(jù)形成的車輛數(shù)據(jù)線性特征之一；
[0017] 圖5為根據(jù)四軸車軸重?cái)?shù)據(jù)形成的車輛數(shù)據(jù)線性特征之二；
[0018] 圖6為根據(jù)四軸車軸重?cái)?shù)據(jù)形成的車輛數(shù)據(jù)線性特征之Ξ;
[0019] 圖7為根據(jù)五軸車軸重?cái)?shù)據(jù)形成的車輛數(shù)據(jù)線性特征；
[0020] 圖8為根據(jù)六軸車軸重?cái)?shù)據(jù)形成的車輛數(shù)據(jù)線性特征之一；
[0021] 圖9為根據(jù)六軸車軸重?cái)?shù)據(jù)形成的車輛數(shù)據(jù)線性特征之二；
[0022] 圖10為根據(jù)六軸車軸重?cái)?shù)據(jù)形成的車輛數(shù)據(jù)線性特征之
【具體實(shí)施方式】
[0023] 實(shí)施例一:參見圖1，一種數(shù)字化輪軸模擬識別裝置，包括動態(tài)稱重砰臺、貨車重量 特性數(shù)據(jù)庫、輪軸模擬識別模塊，其特征是:所述的動態(tài)稱重稱臺包括稱重稱臺、光幕式車 輛分離器、地感線圈式輔助車輛分離器、輪軸識別器四個部件，它們通過導(dǎo)線連接計(jì)重控制 器;所述的稱重稱臺用于稱量載貨車輛各單軸重量;所述的光幕式車輛分離器主要用于分 離開連續(xù)稱得的車輛軸重;所述的地感線圈式輔助車輛分離器主要起輔助車輛分離的作 用;所述的輪軸識別器是用來設(shè)別稱重車輛的軸數(shù)、軸組數(shù)、軸組類型及每軸輪胎數(shù);所述 的貨車重量特性數(shù)據(jù)庫中存放有各種類型的載貨車輛的各軸荷載的特性數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù);所 述的輪軸模擬模塊根據(jù)動態(tài)稱重稱臺獲取的載貨車輛的各軸荷載數(shù)據(jù)形成被測車輛的實(shí) 時重量特性數(shù)據(jù)，結(jié)合所述的貨車重量特性數(shù)據(jù)庫經(jīng)算法計(jì)算獲得載貨車輛軸組重、軸組 數(shù)、輪胎數(shù)、整車重量。
[0024] 實(shí)施例二:一種基于實(shí)施例一的的數(shù)字化輪軸模擬識別裝置的數(shù)字化輪軸模擬識 別方法，包括如下步驟，
[0025] A.采樣建立數(shù)據(jù)模型階段
[0026] 首先用輪軸識別器對各種車型的車輛軸數(shù)、各軸輪胎數(shù)、軸型進(jìn)行采樣，結(jié)合稱重 臺的單軸重量數(shù)據(jù)，建立各種車型的數(shù)據(jù)模型并存入貨車重量特性數(shù)據(jù)庫中；
[0027] 下面是采集到的車輛軸重?cái)?shù)據(jù)表
[002引
[0029]
[0030]
[0031]
[0032]
[0033] (3)根據(jù)采集的數(shù)據(jù)按照下表規(guī)則確定的數(shù)據(jù)系數(shù)
[0034] W下為部分車型稱重?cái)?shù)據(jù)分析，示例如下：
[0035] 3軸車軸重?cái)?shù)據(jù)及系數(shù)
[0036]
[0037]
[0038] 1+1+4和1巧軸組類型車輛軸重?cái)?shù)據(jù)及系數(shù)
[0039] 1+1+4軸組車輛數(shù)據(jù)系數(shù)
[0040]
[0041]
[0044] 根據(jù)上述示例所述的統(tǒng)計(jì)分析得到算法特性參數(shù)：
[0045] (1)兩軸車：
[0046] a.小汽車：（650kg《第一軸重量<1100kg)&(500kg《第二軸重量)&(第二軸重《 第二軸組)&(車輛總重《2000kg)
[0047] b.小面包：（500kg《第一軸重<650kg)&(第二軸重 <第一軸重*系數(shù)）&(總重< 1500kg)
[004引 C.中己：（1500kg《第一軸軸重<2000kg)&(第二軸重>1800kg)&(第二軸重<第一 軸重*系數(shù)）
[0049] (2)Ξ 軸車：
[0050] a.拖拉機(jī)(1+1+1): (200kg《第一軸重《500kg)&(700kg《第二軸重《2000kg) [0051] b.貨車（1+4):(30001^《第一軸重<100004旨)&((第^軸重〉第二軸重*系數(shù))&(第 Ξ軸重《第二軸重*系數(shù)）I (第Ξ軸重-第二軸重）《1500kg)
[0052] 。.貨車（1巧）：（30001^《第一軸重<100001^)&((第二軸重<15001^)|(第二軸重< 第Ξ軸重*系數(shù)））
[0053] d.貨車（1+2+2): (1200kg《第一軸重<4000kg)&(第二軸重> ((第一軸重+第Ξ軸 重)/系數(shù)））&(第Ξ軸重〉第二軸重*系數(shù))&(總重<30000kg)
[0054] e:貨車（1 + 1+2):(1200《第一軸重<40001^)&(第二軸重<(第一軸重+第^軸重)/ 系數(shù))&(第Ξ軸重〉第二軸重)&(總重<3000kg)
[0化5] (3)四軸車：
[0056] a.貨車（1 + 1+4):(30004旨《第一軸重<150004旨)&(第二軸重<第一軸重*系數(shù))& ((第四軸重《第Ξ軸重*系數(shù)）I (第Ξ軸重-第二軸重）《1500kg)
[0057] b.貨車（1+1巧）：（2500kg《第一軸重<15000kg)&(第二軸重<第一軸重*系數(shù))&(第 Ξ軸重《第四軸重*系數(shù)）
[005引 C.貨車（1+2+4):(20004旨《第一軸重<80004旨)&(第二軸重〉第一軸重*系數(shù))&(第 Ξ軸重 <第二軸重)&((第四軸重-第Ξ軸重）《第Ξ軸重*系數(shù)）
[0059] e.貨車（1+2巧）：（2000kg《第一軸重<8000kg)&(第二軸重〉第一軸重*系數(shù))&((第 四軸重-第Ξ軸重)〉第Ξ軸重*系數(shù)）
[0060] (4)五軸車：
[0061 ] a.貨車（l+2W):(3000kg《第一軸重《8000kg)&(第Ξ軸重<第二軸重)&(第四軸 重<第二軸重)&(第五軸重 <第二軸重)&(第二軸重〉第Ξ軸重*系數(shù)化（（第四軸重-第Ξ軸 重)<第Ξ軸重*系數(shù))&((第五軸重-第四軸重)<第四軸重*系數(shù)）
[0062] (5)六軸車：
[0063] a.貨車（1+1+2巧）：（30001^<第一軸重)&(第Ξ軸重〉第二軸重*系數(shù))&(第四軸重 >第五軸重>第六軸重）
[0064] b.貨車（1+4巧）：（30001^<第一軸重)&((第^軸重-第二軸重)<第二軸重*系數(shù))& (第四軸重>第五軸重>第六軸重）
[0(?日]B.工作階段
[0066]該階段中，當(dāng)車輛通過動態(tài)稱重稱臺，稱臺光幕正確收尾，稱臺儀表將每臺車輛的 單軸重量數(shù)據(jù)獲取，然后根據(jù)稱重系統(tǒng)的車輛各單軸重量數(shù)據(jù)信息，分析貨車軸重特性，經(jīng) 過算法分析獲得較精確的車輛軸組重、軸組類型、整車重量信息，發(fā)送到上位計(jì)算機(jī)作為計(jì) 重收費(fèi)的依據(jù)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種數(shù)字化輪軸模擬識別裝置，包括動態(tài)稱重秤臺、貨車重量特性數(shù)據(jù)庫、輪軸模擬 識別模塊，其特征是:所述的動態(tài)稱重稱臺包括稱重稱臺、光幕式車輛分離器、地感線圈式 輔助車輛分離器、輪軸識別器四個部件，它們通過導(dǎo)線連接計(jì)重控制器;所述的稱重稱臺用 于稱量載貨車輛各單軸重量;所述的光幕式車輛分離器主要用于分離開連續(xù)稱得的車輛軸 重;所述的地感線圈式輔助車輛分離器主要起輔助車輛分離的作用;所述的輪軸識別器是 用來設(shè)別稱重車輛的軸數(shù)、軸組數(shù)、軸組類型及每軸輪胎數(shù);所述的貨車重量特性數(shù)據(jù)庫中 存放有各種類型的載貨車輛的各軸荷載的特性數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù);所述的輪軸模擬模塊根據(jù)動 態(tài)稱重稱臺獲取的載貨車輛的各軸荷載數(shù)據(jù)形成被測車輛的實(shí)時重量特性數(shù)據(jù)，結(jié)合所述 的貨車重量特性數(shù)據(jù)庫經(jīng)算法計(jì)算獲得載貨車輛軸組重、軸組數(shù)、輪胎數(shù)、整車重量。2. -種根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字化輪軸模擬識別裝置的數(shù)字化輪軸模擬識別方法， 其特征是： 該方法包括如下步驟： A. 采樣建立數(shù)據(jù)模型階段，采集足夠大數(shù)量的車輛稱重?cái)?shù)據(jù)，提取各軸組類型的車輛 軸重特征信息，建立特征數(shù)據(jù)庫； B. 工作階段，接收動態(tài)稱重系統(tǒng)的車輛各單軸重量數(shù)據(jù)及車輛通過的其他信息，分析 貨車軸重特性，經(jīng)過算法分析獲得較精確的車輛軸組重、軸組類型、整車重量信息，發(fā)送到 上位計(jì)算機(jī)作為計(jì)重收費(fèi)的依據(jù)。
【文檔編號】G01G23/00GK106066202SQ201610387353
【公開日】2016年11月2日
【申請日】2016年6月1日 公開號201610387353.0, CN 106066202 A, CN 106066202A, CN 201610387353, CN-A-106066202, CN106066202 A, CN106066202A, CN201610387353, CN201610387353.0
【發(fā)明人】張玲玲, 孟玉文, 安學(xué)明, 李聰, 馬錫民, 尚少強(qiáng), 王海崗, 趙艷輝, 劉京峰
【申請人】河北中崗?fù)ㄓ嵐こ逃邢薰?br>