專利名稱：一種聯(lián)體式矯正違規(guī)行駛的動態(tài)稱重系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及動態(tài)稱重領域，特別涉及一種應用于高速公路等道路上的聯(lián)體式矯正違規(guī)行駛的動態(tài)稱重系統(tǒng)。
背景技術：
我國自展開超限治理以來，國內(nèi)計重收費、超限檢測設備應運而生，超載超限的治理收到了良好的效果。但隨著計重收費、超限檢測設備在國內(nèi)的廣泛應用，貸車司機逐漸摸索出一些降低稱重數(shù)據(jù)的作弊方法，以逃避正常繳費，目前，現(xiàn)有的動態(tài)稱重系統(tǒng)只能檢測稱重平臺垂直方向的受力情況，也就是檢測軸載荷，不能夠檢測行車方向稱重平臺的水平受力情況。而通過根據(jù)垂直方向受力分析得到的經(jīng)驗模型和重量補償模型進行作弊行為的自動識別和重量補償?shù)娘L險較大，作弊行為識別準確率和重量補償精度完全受稱重傳感器制約，可靠性較低。主要有以下幾種缺陷和不足:1.跳磅過秤，車輛前輪停在稱重平臺邊緣，貨車司機踩住剎車并加大油門，待車輛達到高速(一般為3000轉以上)后，突然放開剎車及手剎，車頭猛然躍起，使車輛前軸從稱重平臺上掠過，造成車輛重心后移，前軸重量減輕。目前動態(tài)稱重領域的U產(chǎn)品還不能做到準確的對該種作弊方式進行檢測，同時因為檢測精度的原因導致不能對所有作弊車輛進行重量修復，造成了稱重誤差較之車輛的實際重量偏大。2.點剎(拖秤)，車輛以較快的速度(一般> 20公里/小時，< 30公里/小時)通過稱臺，當后輪快接近稱重平臺時，司機猛踩剎車，車身前傾，重心前移，后輪順勢滑過稱重平臺。車輛的這種作弊方式會很容易的造成車輛重量大幅度的減輕，同時如果車輛是空車點剎過秤則很有可能造成丟軸情況發(fā)生。目前動態(tài)稱重領域的產(chǎn)品還不能做到準確的對該種作弊方式進行檢測，同時因為檢測精度的原因導致不能對所有作弊車輛進行重量修復，造成了稱重誤差較之車輛的實際重量偏大。3.S型過秤，車輛先靠近車道右側行駛，通過稱重平臺時從右向左使車輛保持向左前側方向緩慢移動，當車前輪(轉向輪)通過稱重平臺時，司機猛打方向盤，使車身保持向右前側方向緩慢移動，直至車輛完全通過稱重平臺。車輛在超寬車道走S型通過稱重區(qū)時，稱重信息容易丟軸丟重量。目前動態(tài)稱重領域的產(chǎn)品還不能做到準確的對該種作弊方式進行檢測，同時因為檢測精度的原因導致不能對所有作弊車輛進行重量修復，造成了稱重誤差較之車輛的實際重量偏大。通過分析，車輛在通過稱重裝置時，稱重平臺所受的水平力對建立作弊識別模型和重量補償模型具有很高的參考價值。通過對稱重平臺進行力學分析，利用其所受的垂直力和水平力能夠建立更為合理準確的車輛動力學模型，能夠提高作弊識別模型和重量補償模型的可靠性，提高作弊行為識別準確率和重量補償精度。

實用新型內(nèi)容本實用新型提供一種聯(lián)體式矯正違規(guī)行駛的動態(tài)稱重系統(tǒng)。所述的系統(tǒng)包括:聯(lián)體式稱重平臺，用于承載駛過的被稱重車輛；六只垂直力傳感器，用于檢測聯(lián)體式稱重平臺所受的垂直力；兩只水平力傳感器，分別連接于所述的聯(lián)體式稱重平臺的上秤端、下秤端與框架之間，用于測檢聯(lián)體式稱重的水平力；數(shù)據(jù)采集控制器，與所述的聯(lián)體式稱重平臺和水平力傳感器相連，用于處理、修復稱重信息、識別違規(guī)行駛車輛。通過在拉桿限位裝置上安裝水平力傳感器，并通過數(shù)據(jù)采集控制器處理水平力傳感器和稱重傳感器檢測到的信號，識別作弊行為、生成修正系數(shù)修正最終重量數(shù)值，有效地抑制車輛跳磅過秤、S型過秤、點剎等作弊行為，從而提高車輛稱重的準確性。本實用新型的目的之一是，提供一種整體式矯正違規(guī)行駛的軸載檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)在原有動態(tài)稱重系統(tǒng)的基礎上，通過改進稱重平臺拉桿限位裝置，在拉桿限位上安裝水平力傳感器，增加檢測稱重平臺的水平受力情況，達到全方位力學檢測分析，建立更為可靠、準確的作弊識別模型和重量補償模型，以此提高原有的動態(tài)稱重系統(tǒng)的防作弊功能。本聯(lián)體式矯正違規(guī)行駛功能的動態(tài)稱重系統(tǒng)包括:稱重平臺、數(shù)據(jù)采集控制器、數(shù)字接線盒、紅外線車輛分離器、輪軸識別器、線圈檢測器和必要的輔助材料、設備等。本實用新型提供的聯(lián)體式矯正違規(guī)行駛功能的動態(tài)稱重系統(tǒng)的稱重平臺主要包括聯(lián)體式稱重平臺、稱重平臺框架、限位裝置、稱重傳感器、拉力傳感器。上秤稱重平臺設置兩組共4只稱重傳感器和一只水平力傳感器，下秤稱重平臺設置一組共2只稱重傳感器和一只水平力傳感器，這5組傳感器用于采集被稱重車輛各軸對稱重平臺施加的垂直力和水平力；限位裝置分為橫向限位和縱向限位，橫向限位為頂桿限位，每臺秤需要四個頂桿限位裝置，縱向限位為拉桿限位，每臺秤需要四個拉桿限位裝置。前后端加裝兩只水平力傳感器，能夠檢測兩個稱重平臺面的水平力，這兩個水平力的差值就是兩個稱重平臺所受的水平力，能夠消除由于秤臺使用一段時間后出現(xiàn)的單方向水平力不歸零現(xiàn)象，從原理和實際應用上避免了誤判的出現(xiàn)，降低了同一臺面單向測力所產(chǎn)生的誤判等問題。用于稱重平臺水平受力情況的傳感器安裝在稱重平臺與框架之間，上下秤端與稱重平臺框架連接的拉桿限位上安裝傳感器，檢測稱重平臺所受的水平拉力?？商岣叱C正車輛違規(guī)行駛功能的稱重裝置還包括:線圈檢測器，用于輔助對被稱重車輛的離開進行收尾；輪軸識別器，用于對被稱重車輛各軸的胎型進行檢測，生成胎型信號；紅外線車輛分離器，用于對被稱重車輛的存在進行檢測，生成收尾信號；數(shù)字接線盒，與稱重傳感器、防作弊傳感器、輪軸識別器、紅外線車輛分離器和稱重數(shù)據(jù)處理器相連接，用于將各種數(shù)據(jù)傳送給數(shù)據(jù)采集控制器；數(shù)據(jù)采集控制器，用于處理系統(tǒng)所有設備生成的數(shù)據(jù)并輸出正確的車輛信息。本實用新型的目的之一是，通過在原有動態(tài)稱重系統(tǒng)的基礎上，在拉桿限位裝置上增加水平力傳感器，用于檢測行車方向稱重平臺的水平受力情況，與稱重傳感器一起形成對稱重平臺進行水平方向、垂直方向全方位的力學檢測，能夠建立更為可靠、準確的作弊識別模型和重量補償模型，以此提升原有的動態(tài)稱重系統(tǒng)的矯正車輛違規(guī)行駛的性能。本實施例利用如下設備進行車輛違規(guī)行駛矯正的:通過對稱重傳感器所受的垂直力和限位拉桿傳感器所受的水平力進行分析，提取作弊車輛的車型、軸組類型、車速、軸速、左右偏載特征、作弊特征并建立權重參數(shù)模型，實現(xiàn)對車輛不規(guī)范過秤的作弊行為的自動識別。通過對稱重傳感器所受的垂直力和限位拉桿傳感器所受的水平力進行分析得到車輛通過稱臺時指定軸的加減速度、后軸重量、空載重量、水平行車方向受力及加速度大小并建立車輛動力學模型。通過上述兩種模型對車輛稱重重量進行適當?shù)难a償或修正，減少稱重損失。該聯(lián)體式矯正違規(guī)行駛的動態(tài)稱重系統(tǒng)還包括:根據(jù)三組稱重傳感器采集的稱重平臺所受垂直力的時序，判斷出被稱重車輛在兩塊稱重平臺上的行駛狀態(tài)；采用線圈檢測器對被稱重車輛的到達進行檢測，生成稱重測量觸發(fā)信號；采用輪軸識別器對被稱重車輛各軸的軸型進行檢測，生成軸型信號；采用紅外線車輛分離器對被稱重車輛的存在進行檢測，生成收尾信號；采用數(shù)字接線盒與稱重傳感器、防作弊傳感器、輪軸識別器、紅外線車輛分離器和稱重數(shù)據(jù)處理器相連接，用于將各種數(shù)據(jù)傳送給數(shù)據(jù)采集控制器；采用數(shù)據(jù)采集控制器根據(jù)各軸的軸載信號和對應的軸型信號生成各軸的動態(tài)稱重數(shù)據(jù)和軸型數(shù)據(jù)；根據(jù)軸型數(shù)據(jù)、軸重基準數(shù)據(jù)、修正數(shù)據(jù)以及收尾信號獲取被稱重車輛的軸重、軸型、軸組重、軸速等車輛信息，并輸出正確的車輛信息。本實用新型的優(yōu)點和有益效果為:在原有的動態(tài)稱重系統(tǒng)的拉桿限位裝置上安裝2只水平力傳感器，既能起到限位作用，又能起到通過水平力傳感器檢測行車方向稱重平臺的受力情況，形成對稱重平臺的全方位的力學檢測，能夠建立更為可靠、準確的作弊識別模型和重量補償模型，以提高作弊行為識別準確率和重量補償精度，并且兩只水平力傳感器分別感知上下秤端的兩個方向的水平力利用差分特性消除了由于秤臺位置變化所產(chǎn)生的外力影響，避免了單方向測力帶來的誤判和精度不高等缺陷。

下面將結合附圖和實施例對本實用新型作進一步詳細描述:圖1為本實用新型的聯(lián)體式矯正違規(guī)行駛的動態(tài)稱重系統(tǒng)的結構示意圖；圖2為本實用新型的聯(lián)體式矯正違規(guī)行駛的動態(tài)稱重系統(tǒng)的拉桿限位裝置結構圖；圖3為本實用新型的聯(lián)體式矯正違規(guī)行駛的動態(tài)稱重系統(tǒng)的結構框圖；圖4為本實用新型的聯(lián)體式矯正違規(guī)行駛的動態(tài)稱重系統(tǒng)的工作流程圖；圖5為本實用新型的聯(lián)體式矯正違規(guī)行駛的動態(tài)稱重系統(tǒng)過車時車輛的受力情況。圖1中:100.輪軸識別器102.框架103.稱重平臺105.線圈1040,1041.紅外線車輛分離器1061、1062縱向拉桿限位107.數(shù)字接線盒108.數(shù)據(jù)采集控制器1063a、1063b.帶水平力傳感器的橫向限位1030a、1030b、R1031a、1031b、1032a、1032b.稱重傳感器圖2中:200.開口銷202.拉桿固定座201.拉力傳感器203.關節(jié)軸承205.銷軸
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的具體實施方式
進行詳細說明如下。[0032]實施例:如圖1所示，本實施例的聯(lián)體式矯正違規(guī)行駛的動態(tài)稱重系統(tǒng)在原有動態(tài)稱重系統(tǒng)的基礎上，通過改進稱重平臺拉桿限位裝置，在拉桿限位上安裝水平力傳感器(1063a，1063b)，增加檢測稱重平臺水平受力情況，達到對稱重平臺水平方向、垂直方向全方位力學檢測分析的目的，依據(jù)其可建立更為可靠、準確的作弊識別模型和重量補償模型，以此提高原有的動態(tài)稱重系統(tǒng)的矯正車輛違規(guī)行駛的功能。本聯(lián)體式矯正車輛違規(guī)行駛功能的動態(tài)稱重系統(tǒng)包括:稱重平臺(103)、數(shù)據(jù)采集控制器(108)、數(shù)字接線盒(107)、紅外線車輛分離器(1040、1041)、輪軸識別器(100)、線圈檢測器(105)和必要的輔助材料、設備等。本實施例的聯(lián)體式矯正違規(guī)行駛的動態(tài)稱重系統(tǒng)的稱重平臺部分主要包括聯(lián)體式稱重平臺(103)、稱重平臺框架(102)、限位裝置(1061、1062、1063)、稱重傳感器(1030、1031、1032)。上秤端稱重平臺的四個角支點以及中線上設置有3組稱重傳感器(第一組:1030a、1030b ;第二組:1031a、1031b ;第三組:1032a、1032b)。稱重平臺框架102用于安裝固定上秤端平臺、下秤端平臺、稱重傳感器(1030a、1030b、1031a、1031b、1032a、1032b)、限位裝置(1061、1062、1063)。限位裝置為縱向限位(1061、1062、1063)縱向限位(1061、1062、1063)為拉桿限位，每臺秤需要四個拉桿限位裝置，其中的兩只拉桿限位裝置裝有水平力傳感器(1063)，作為水平力檢測傳感器，用于檢測稱重平臺所受的水平拉力及采集相關數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)采集控制器(108)修正稱重重量。如圖2所示，拉桿限位由兩個開口銷(200)，兩個拉桿固定座(202)，一個拉力傳感器(201)，兩個關節(jié)軸承(203)，兩個銷軸(205)組成，其中一個拉桿固定座安裝固定在稱重平臺上，另一個拉桿固定座安裝固定在稱重平臺框架(102)上。如圖3所示，數(shù)字接線盒(107)與稱重傳感器(1030a、1030b、1031a、1031b、1032a、1032b)、拉桿限位上的2個水平力檢測傳感器(1063)、輪軸識別器(100)、紅外線車輛分離器(1040、1041)和數(shù)據(jù)采集控制器(108 )相連接，用于將各種數(shù)據(jù)傳送給數(shù)據(jù)采集控制器(108)。數(shù)據(jù)采集控制器(108)包括:數(shù)據(jù)生成單元，用于根據(jù)各軸對稱重平臺產(chǎn)生的垂直壓力和水平拉力和對應的軸型信號生成各軸的動態(tài)稱重數(shù)據(jù)和軸型數(shù)據(jù)；有效數(shù)據(jù)獲取單元，用于對動態(tài)稱重數(shù)據(jù)進行處理獲取軸重有效數(shù)據(jù)；三角函數(shù)逼近單元，用于對軸重有效數(shù)據(jù)進行三角函數(shù)逼近處理獲取軸重基準數(shù)據(jù)和修正數(shù)據(jù)；防作弊處理單元，用于對稱重傳感器和拉力傳感器等數(shù)據(jù)進行分析、處理，識別作弊行為并得出修正系數(shù)；軸重輸出單元，用于根據(jù)軸型數(shù)據(jù)、軸重基準數(shù)據(jù)、修正數(shù)據(jù)以及收尾信號獲取被稱重車輛的軸重、軸型、軸組重、軸速等車輛信息，并輸出車輛信息。本實施例的聯(lián)體式矯正違規(guī)行駛的動態(tài)稱重系統(tǒng)包括:采用兩塊互相搭接的稱重平臺承載駛過的被稱重車輛；獲取兩塊稱重平臺下三組稱重傳感器(1030a、1030b、1031a、1031b、1032a、1032b)采集的被稱重車輛各軸的軸載信號；在拉桿限位裝置上安裝水平力傳感器(1063)，獲取一組共2只水平力傳感器(1063)采集的被稱重車輛對稱重平臺受到的水平力；根據(jù)稱重平臺所受的垂直力和水平力、車型、軸組類型、車速、軸速、左右偏載特征等數(shù)據(jù)進行分析，識別作弊行為并得出重量修正系數(shù)，生成被測車輛的軸重數(shù)據(jù)。被稱重車輛沿圖1所示的行車方向行駛，車輛首先通過輪軸識別器(100)，并判斷車輛胎型；然后通過上秤端平臺(103)t和紅外線車輛分離器(1040、1041)，并對稱重平臺(103)產(chǎn)生壓力，同時對第一組稱重傳感器(1030a、1030b)和第二組稱重傳感器(1031a、1031b)開始采集稱重數(shù)據(jù)；然后通過下稱端平臺，并對第三組稱重傳感器(1032a、1032b)開始采集稱重數(shù)據(jù)。在車輛通過聯(lián)體式稱重平臺(103)過程中，拉桿限位上的水平力檢測傳感器(1063)開始采集數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)采集控制器(108)分析處理數(shù)據(jù)，判斷車輛是否作弊并根據(jù)作弊情況得出修正系數(shù)；然后通過線圈檢測器(100)并被觸發(fā)。在紅外線車輛分離器(1040、1041)觸發(fā)期間，稱重平臺的各個稱重傳感器和防作弊傳感器輸出波形；當數(shù)據(jù)采集控制器(100)收到數(shù)字接線盒(107)發(fā)出的數(shù)據(jù)時，經(jīng)過分析出來相關數(shù)據(jù)、波形，得出軸型、胎型、修正后的軸重等信息，并根據(jù)兩塊稱重平臺采集的稱重數(shù)據(jù)的時序關系分辨出被稱重車輛的行駛狀態(tài)。如圖4所示，本實施例的聯(lián)體式矯正違規(guī)行駛的動態(tài)稱重系統(tǒng)的工作流程圖，首先通過輪軸識別器2檢測通過稱重平臺的胎型，并通過紅外線車輛分離器(1040、1041)、稱重傳感器(1030a、1030b、1031a、1031b、1032a、1032b)、縱向限位上的二個水平力檢測傳感器(1063a、1063b)、數(shù)據(jù)采集控制器(108)、輪軸識別器(100)采集生成軸重、軸速、胎型等信息，并將這些信息存入緩存器，并最終上傳數(shù)據(jù)。本實施例利用如下設備進行車輛違規(guī)行駛矯正的:通過對稱重傳感器所受的垂直力和限位拉桿水平力傳感器所受的水平力進行分析，提取作弊車輛的車型、軸組類型、車速、軸速、左右偏載特征、作弊特征并建立權重參數(shù)模型，實現(xiàn)自動識別車輛不規(guī)范過秤的作弊行為。通過對稱重傳感器所受的垂直力和限位拉桿傳感器所受的水平力進行分析得到車輛通過稱臺時指定軸的加減速度、后軸重量、空載重量、水平行車方向受力及加速度大小并建立車輛動力學模型。通過上述兩種模型對稱重重量進行適當?shù)难a償或修正，減少稱重損失。本實施例的聯(lián)體式具有矯正違規(guī)行駛的動態(tài)稱重系統(tǒng)能夠對所有通過車道的車輛進行動態(tài)稱重，可以根據(jù)三組稱重傳感器采集的稱重平臺所受的的時序關系判斷出被稱重車輛在兩塊稱重平臺上的行駛狀態(tài)。由于車軸通過不同稱重平臺與通道的時刻不同，軸載數(shù)據(jù)存在一定時間差，還可以對稱重精度起到一定的補償作用。本實用新型方案不僅能大大提高稱重的精度，還能有效地區(qū)分倒車、軸型、胎型，判斷作弊行駛，防止因為不正常過秤造成的車輛稱重信息全部或部分丟失的現(xiàn)象的發(fā)生。
權利要求1.一種聯(lián)體式矯正違規(guī)行駛的動態(tài)稱重系統(tǒng)，其特征是，所述的系統(tǒng)包括: 聯(lián)體式稱重平臺，用于承載駛過的被稱重車輛； 六個垂直力傳感器，用于檢測聯(lián)體式稱重平臺所受的垂直力； 兩只水平力傳感器，分別連接于所述的聯(lián)體式稱重平臺的上下秤端與框架之間，用于測檢聯(lián)體式稱重的水平力； 數(shù)據(jù)采集控制器，與所述的聯(lián)體式稱重平臺和水平力傳感器相連，用于處理、修復稱重信息、識別違規(guī)行駛車輛。
2.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征是，所述的承載被稱重車輛的聯(lián)體式稱重平臺是兩塊臺板半柔性搭接在一起成為一個整體的。
專利摘要本實用新型提供一種聯(lián)體式矯正違規(guī)行駛的動態(tài)稱重系統(tǒng)。所述的系統(tǒng)包括聯(lián)體式稱重平臺，用于承載駛過的被稱重車輛；六只垂直力傳感器，用于檢測聯(lián)體式稱重平臺所受的垂直力；兩只水平力傳感器，用于測檢聯(lián)體式稱重平臺所受的水平力；數(shù)據(jù)采集控制器，與所述的聯(lián)體式稱重平臺和水平力傳感器相連，用于處理、修復稱重信息、識別違規(guī)行駛車輛。通過在拉桿限位裝置上安裝水平力傳感器，并通過數(shù)據(jù)采集控制器處理水平力傳感器和稱重傳感器檢測到的信號，識別作弊行為、生成修正系數(shù)修正最終重量數(shù)值，有效地抑制車輛跳磅過秤、S型過秤、點剎等作弊行為，從而提高車輛稱重的準確性。
文檔編號G01G19/03GK203011506SQ201220652208
公開日2013年6月19日 申請日期2012年11月30日 優(yōu)先權日2012年11月30日
發(fā)明者王鋼, 王平, 董偉, 李建軍, 凌波 申請人:北京萬集科技股份有限公司