多车道动态车辆称重系统的制作方法

本实用新型涉及公路交通计量技术领域，尤其涉及三种多车道动态车辆称重系统。

背景技术：

动态称重技术的应用十分广泛，目前，我国绝大部分省份的公路均采用高速动态称重系统进行车辆超限检测。高速动态称重系统包括称重传感器、数据处理单元、车辆检测器等，能够获得车辆的轴重、总重、轴数、车速等信息。

为适应车辆高速通过时的震动，高速称重传感器多为无活动单元、低变形量的一体式称重传感器，如小型弯板、石英、压电薄膜等。这类传感器尺寸较小，多呈条状，一般其称重区域小于车辆轮胎的接地面积，多为部分轮载称重设备，需要通过采用多根传感器联合布设的方式，通过车轴通过传感器的时间差及传感器间距来计算出车轴通过速度，进而通过速度与传感器重量积分相乘的方式获取车轴(轮胎)重量。目前，高速动态称重系统传感器多采用按车道成对安装，根据车辆通过两个传感器的先后时间及传感器间距得到轴速，进而与传感器的积分相乘得到轴重。由于无法约束车辆行驶路径，当车辆从传感器端头通过时会出现称重偏轻的情况。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种多车道动态车辆称重系统，解决现有技术的称重系统在车辆不按正常车道行驶时其称重准确度不够高的问题。

本实用新型还提供了另外两种多车道动态车辆称重系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种多车道动态车辆称重系统，包括多个称重传感器、称重仪、车辆检测装置和控制机柜，其中：

控制机柜和称重仪设置于多车道外，多个称重传感器、车辆检测装置、称重仪相连接，称重仪与控制机柜相连接；

以路边线为第一方向，以垂直于路边线的方向为第二方向，多车道上依次埋设有平行放置的4n+k个称重传感器A₁、A₂、A₃、…、A_4n+k，其中n、k为非负整数，k的取值为0、1、2或3其中的一个；

当k＝0时，称重传感器总数为4n，其排列方式为：A₁、A₅、…、A_4n-3位于与第二方向平行的一条直线上，A₂、A₆、…、A_4n-2位于与第二方向平行的一条直线上，A₃、A₇、…、A_4n-1位于与第二方向平行的一条直线上，A₄、A₈、…、A_4n位于与第二方向平行的一条直线上；在第二方向上相邻两个称重传感器的重叠长度不小于第一预定间隔；

当k＝1时，称重传感器总数为4n+1，其排列方式为：A₁、A₅、…、A_4n-3、A_4n+1位于与第二方向平行的一条直线上，A₂、A₆、…、A_4n-2位于与第二方向平行的一条直线上，A₃、A₇、…、A_4n-1位于与第二方向平行的一条直线上，A₄、A₈、…、A_4n位于与第二方向平行的一条直线上；在第二方向上相邻两个称重传感器的重叠长度不小于第一预定间隔；

当k＝2时，称重传感器总数为4n+2，其排列方式为：A₁、A₅、…、A_4n-3、A_4n+1位于与第二方向平行的一条直线上，A₂、A₆、…、A_4n-2、A_4n+2位于与第二方向平行的一条直线上，A₃、A₇、…、A_4n-1位于与第二方向平行的一条直线上，A₄、A₈、…、A_4n位于与第二方向平行的一条直线上；在第二方向上相邻两个称重传感器的重叠长度不小于第一预定间隔；

当k＝3时，称重传感器总数为4n+3，其排列方式为：A₁、A₅、…、A_4n-3、A_4n+1位于与第二方向平行的一条直线上，A₂、A₆、…、A_4n-2、A_4n+2位于与第二方向平行的一条直线上，A₃、A₇、…、A_4n-1、A_4n+3位于与第二方向平行的一条直线上，A₄、A₈、…、A_4n位于与第二方向平行的一条直线上；在第二方向上相邻两个称重传感器的重叠长度不小于第一预定间隔；

A₁埋设于第一条车道下靠近车道外侧的边缘处；A₄埋设于第一条车道和第二条车道之间，在第一方向上A₄与A₁的间隔为第二预定间隔，所述第二预定间隔小于最短车辆长度；在第一方向上A₂、A₃依次设置于A₁和A₄之间，在第二方向上A₂、A₃依次设置于A₁和A₄之间。

在此基础上，进一步地，第一预定间隔为60cm。

在上述任意实施例的基础上，进一步地：

所述称重传感器为组合应变片薄板式部分轮载传感器，称重传感器包括金属板、应变片以及由不同金属材料制成的上盖板和底板，上盖板与底板通过螺孔用螺钉紧固，在上盖板的内表面贴应变片，底板的上表面呈凹形，两金属板紧固后，两端用侧封板及橡胶条，通过螺孔用螺钉紧固密封。

在此基础上，进一步地，上盖板采用65号锰钢，底板采用45号钢。

在上述任意实施例的基础上，进一步地，车辆检测装置为线圈、激光、微波或视频车检器。

一种多车道动态车辆称重系统，包括多个称重传感器、称重仪、车辆检测装置和控制机柜，其中：

控制机柜和称重仪设置于多车道外，多个称重传感器、车辆检测装置、称重仪相连接，称重仪与控制机柜相连接；

以路边线为第一方向，以垂直于路边线的方向为第二方向，多车道上依次埋设有平行放置的4n+k个称重传感器A₁、A₂、A₃、…、A_4n+k，其中n、k为非负整数，k的取值为0、1、2或3其中的一个；

当k＝0时，称重传感器总数为4n，其排列方式为：A₁、A₃、A₅、…、A_4n-1位于与第二方向平行的一条直线上；A₂、A₄、A₆、…、A_4n位于与第二方向平行的一条直线上；在第二方向上相邻两个称重传感器的重叠长度不小于第一预定间隔；

当k＝1时，称重传感器总数为4n+1，其排列方式为：A₁、A₃、A₅、…、A_4n-1、A_4n+1位于与第二方向平行的一条直线上；A₂、A₄、A₆、…、A_4n位于与第二方向平行的一条直线上；在第二方向上相邻两个称重传感器的重叠长度不小于第一预定间隔；

当k＝2时，称重传感器总数为4n+2，其排列方式为：A₁、A₃、A₅、…、A_4n-1、A_4n+1位于与第二方向平行的一条直线上；A₂、A₄、A₆、…、A_4n、A_4n+2位于与第二方向平行的一条直线上；在第二方向上相邻两个称重传感器的重叠长度不小于第一预定间隔；

当k＝3时，称重传感器总数为4n+3，其排列方式为：A₁、A₃、A₅、…、A_4n-1、A_4n+1、A_4n+3位于与第二方向平行的一条直线上；A₂、A₄、A₆、…、A_4n、A_4n+2位于与第二方向平行的一条直线上；在第二方向上相邻两个称重传感器的重叠长度不小于第一预定间隔；

A₁埋设于第一条车道下靠近车道外侧的边缘处，A₄埋设于第一条车道和第二条车道之间，在第一方向上A₄与A₁的间隔为第二预定间隔，所述第二预定间隔小于最短车辆长度。

一种多车道动态车辆称重系统，包括多个称重传感器、称重仪、车辆检测装置和控制机柜，其中：

控制机柜和称重仪设置于多车道外，多个称重传感器、车辆检测装置、称重仪相连接，称重仪与控制机柜相连接；

以路边线为第一方向，以垂直于路边线的方向为第二方向，多车道上埋设有M组第一方向上间隔为第二预定间隔的称重传感器组，所述第二预定间隔小于最短车辆长度；每一组称重传感器包括依次平行放置的4n+k个称重传感器A₁、A₂、A₃、…、A_4n+k，其中n、k为非负整数，k的取值为0、1、2或3其中的一个；

当k＝0时，称重传感器总数为4n，其排列方式为：A₁、A₃、A₅、…、A_4n-1位于与第二方向平行的一条直线上；A₂、A₄、A₆、…、A_4n位于与第二方向平行的一条直线上；在第二方向上相邻两个称重传感器的重叠长度不小于第一预定间隔；

当k＝1时，称重传感器总数为4n+1，其排列方式为：A₁、A₃、A₅、…、A_4n-1、A_4n+1位于与第二方向平行的一条直线上；A₂、A₄、A₆、…、A_4n位于与第二方向平行的一条直线上；在第二方向上相邻两个称重传感器的重叠长度不小于第一预定间隔；

当k＝2时，称重传感器总数为4n+2，其排列方式为：A₁、A₃、A₅、…、A_4n-1、A_4n+1位于与第二方向平行的一条直线上；A₂、A₄、A₆、…、A_4n、A_4n+2位于与第二方向平行的一条直线上；在第二方向上相邻两个称重传感器的重叠长度不小于第一预定间隔；

当k＝3时，称重传感器总数为4n+3，其排列方式为：A₁、A₃、A₅、…、A_4n-1、A_4n+1、A_4n+3位于与第二方向平行的一条直线上；A₂、A₄、A₆、…、A_4n、A_4n+2位于与第二方向平行的一条直线上；在第二方向上相邻两个称重传感器的重叠长度不小于第一预定间隔；

A₁埋设于第一条车道下靠近车道外侧的边缘处，A₄埋设于第一条车道和第二条车道之间。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供了三种多车道动态车辆称重系统，当车辆通过称重区时，车辆检测装置检测车辆进入，控制机柜的数据处理单元根据车辆检测装置发送的波形信号配对得到车辆行驶轨迹，称重传感器和称重仪计算车辆轴重进而得到车重。本系统能够准确地计算车辆按车道行驶时的重量，由于部分称重传感器埋设于车道中间和跨车道的路面下，因此本系统还能够准确计算车辆跨车道、压车道边缘等情况下的重量，提高了车辆不按正常车道行驶时的称重准确度。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1示出了本实用新型实施例提供的一种多车道动态车辆称重系统的结构示意图；

图2示出了本实用新型实施例提供的一种称重传感器排列方式的示意图；

图3示出了本实用新型实施例提供的一种称重传感器排列方式的示意图；

图4示出了本实用新型实施例提供的一种称重传感器排列方式的示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不限定本实用新型。

具体实施例一

如图1所示，本实用新型实施例提供了一种多车道动态车辆称重系统，包括多个称重传感器、称重仪、车辆检测装置和控制机柜，其中：

控制机柜和称重仪设置于多车道外，多个称重传感器、车辆检测装置、称重仪相连接，称重仪与控制机柜相连接；

以路边线为第一方向，以垂直于路边线的方向为第二方向，多车道上依次埋设有平行放置的4n+k个称重传感器A₁、A₂、A₃、…、A_4n+k，其中n、k为非负整数，k的取值为0、1、2或3其中的一个；

当k＝0时，称重传感器总数为4n，其排列方式为：A₁、A₅、…、A_4n-3位于与第二方向平行的一条直线上，A₂、A₆、…、A_4n-2位于与第二方向平行的一条直线上，A₃、A₇、…、A_4n-1位于与第二方向平行的一条直线上，A₄、A₈、…、A_4n位于与第二方向平行的一条直线上；在第二方向上相邻两个称重传感器的重叠长度不小于第一预定间隔；

当k＝1时，称重传感器总数为4n+1，其排列方式为：A₁、A₅、…、A_4n-3、A_4n+1位于与第二方向平行的一条直线上，A₂、A₆、…、A_4n-2位于与第二方向平行的一条直线上，A₃、A₇、…、A_4n-1位于与第二方向平行的一条直线上，A₄、A₈、…、A_4n位于与第二方向平行的一条直线上；在第二方向上相邻两个称重传感器的重叠长度不小于第一预定间隔；

当k＝2时，称重传感器总数为4n+2，其排列方式为：A₁、A₅、…、A_4n-3、A_4n+1位于与第二方向平行的一条直线上，A₂、A₆、…、A_4n-2、A_4n+2位于与第二方向平行的一条直线上，A₃、A₇、…、A_4n-1位于与第二方向平行的一条直线上，A₄、A₈、…、A_4n位于与第二方向平行的一条直线上；在第二方向上相邻两个称重传感器的重叠长度不小于第一预定间隔；

当k＝3时，称重传感器总数为4n+3，其排列方式为：A₁、A₅、…、A_4n-3、A_4n+1位于与第二方向平行的一条直线上，A₂、A₆、…、A_4n-2、A_4n+2位于与第二方向平行的一条直线上，A₃、A₇、…、A_4n-1、A_4n+3位于与第二方向平行的一条直线上，A₄、A₈、…、A_4n位于与第二方向平行的一条直线上；在第二方向上相邻两个称重传感器的重叠长度不小于第一预定间隔；

A₁埋设于第一条车道下靠近车道外侧的边缘处；A₄埋设于第一条车道和第二条车道之间，在第一方向上A₄与A₁的间隔为第二预定间隔，所述第二预定间隔小于最短车辆长度；在第一方向上A₂、A₃依次设置于A₁和A₄之间，在第二方向上A₂、A₃依次设置于A₁和A₄之间。

本实用新型实施例中，控制机柜包括数据处理单元，当车辆通过称重区时，车辆检测装置检测车辆进入，控制机柜的数据处理单元根据车辆检测装置发送的波形信号配对得到车辆行驶轨迹，称重传感器和称重仪计算车辆轴重进而得到车重。本系统能够准确地计算车辆按车道行驶时的重量，由于部分称重传感器埋设于车道中间和跨车道的路面下，因此本系统还能够准确计算车辆跨车道、压车道边缘等情况下的重量，提高了车辆不按正常车道行驶时的称重准确度。

本实用新型实施例对车道数目(n+1)的大小不做限定，在上述实施例的基础上，优选的，n可以为2、3或4。当n＝3、k＝3时，四车道动态称重系统其称重传感器的排列方式可以如图2所示。

本实用新型实施例对第一预定间隔不做限定，在上述任意实施例的基础上，优选的，第一预定间隔可以为60cm。第一预定间隔不应小于货车双胎宽度，可以采用60cm。

本实用新型实施例对A₁与A₂的间隔不做限定，在上述任意实施例的基础上，优选的，在第一方向上，A₁与A₂的间隔可以不小于20cm，A₃与A₄的间隔可以不小于20cm。传感器间在第一方向上保留合适的距离，以保证传感器安装的稳定性，

或者，优选的，在第一方向上，A₁与A₂的间隔可以为40cm，A₃与A₄的间隔可以为40cm。

本实用新型实施例对称重传感器的结构不做限定，优选的，称重传感器包括金属板、应变片以及由不同金属材料制成的上盖板和底板，上盖板与底板通过螺孔用螺钉紧固，在上盖板的内表面贴应变片，底板的上表面呈凹形，两金属板紧固后，两端用侧封板及橡胶条，通过螺孔用螺钉紧固密封。

本实用新型实施例对上盖板和底板的材质不做限定，优选的，上盖板可以采用65号锰钢，底板可以采用45号钢。65锰钢含碳量为0.62～0.70％，60号锰钢含碳量为0.56～0.64％，与60号锰钢相比，其含碳量不同，热处理65号锰钢比60号锰钢淬透性和硬度要好；45号钢具有较高的强度和较好的切削加工性，经适当的热处理以后可获得一定的韧性、塑性和耐磨性，材料来源方便。

本实用新型实施例对称重传感器的应变片的布置方式不做限定，实际应用中对接近端距离不做要求，应该根据传感器长度选择合适的距离，优选的，称重传感器的应变片的布置方式可以是：以上盖板内表面的几何中心为原点，在原点两侧沿上盖板的长度方向各41.5mm处，布置一应变片，并以83mm间隔均布。

本实用新型实施例对车辆检测装置不做限定，优选的，车辆检测装置可以为线圈、激光、微波或视频车检器。

本实用新型实施例对车辆检测装置不做限定，优选的，车辆检测装置可以包括：传感单元，用于检测磁场的强度信号并发送到放大单元；放大单元，用于接收传感单元发送的磁场的强度信号，对其进行放大处理后发送到处理单元；处理单元，用于接收放大单元发送的放大后的磁场的强度信号，根据该强度信号判断是否有车辆通过，生成车辆通过信息；车辆通过信息包括时间信息；无线通信单元，用于接收车辆通过信息并发送到控制机柜。

具体实施例二

本实用新型实施例提供了一种多车道动态车辆称重系统，包括多个称重传感器、称重仪、车辆检测装置和控制机柜，其中：

控制机柜和称重仪设置于多车道外，多个称重传感器、车辆检测装置、称重仪相连接，称重仪与控制机柜相连接；

以路边线为第一方向，以垂直于路边线的方向为第二方向，多车道上依次埋设有平行放置的4n+k个称重传感器A₁、A₂、A₃、…、A_4n+k，其中n、k为非负整数，k的取值为0、1、2或3其中的一个；

当k＝0时，称重传感器总数为4n，其排列方式为：A₁、A₃、A₅、…、A_4n-1位于与第二方向平行的一条直线上；A₂、A₄、A₆、…、A_4n位于与第二方向平行的一条直线上；在第二方向上相邻两个称重传感器的重叠长度不小于第一预定间隔；

当k＝1时，称重传感器总数为4n+1，其排列方式为：A₁、A₃、A₅、…、A_4n-1、A_4n+1位于与第二方向平行的一条直线上；A₂、A₄、A₆、…、A_4n位于与第二方向平行的一条直线上；在第二方向上相邻两个称重传感器的重叠长度不小于第一预定间隔；

当k＝2时，称重传感器总数为4n+2，其排列方式为：A₁、A₃、A₅、…、A_4n-1、A_4n+1位于与第二方向平行的一条直线上；A₂、A₄、A₆、…、A_4n、A_4n+2位于与第二方向平行的一条直线上；在第二方向上相邻两个称重传感器的重叠长度不小于第一预定间隔；

当k＝3时，称重传感器总数为4n+3，其排列方式为：A₁、A₃、A₅、…、A_4n-1、A_4n+1、A_4n+3位于与第二方向平行的一条直线上；A₂、A₄、A₆、…、A_4n、A_4n+2位于与第二方向平行的一条直线上；在第二方向上相邻两个称重传感器的重叠长度不小于第一预定间隔；

A₁埋设于第一条车道下靠近车道外侧的边缘处，A₄埋设于第一条车道和第二条车道之间，在第一方向上A₄与A₁的间隔为第二预定间隔，所述第二预定间隔小于最短车辆长度。

本实用新型实施例中，控制机柜包括数据处理单元，当车辆通过称重区时，车辆检测装置检测车辆进入，控制机柜的数据处理单元根据车辆检测装置发送的波形信号配对得到车辆行驶轨迹，称重传感器和称重仪计算车辆轴重进而得到车重。本系统能够准确地计算车辆按车道行驶时的重量，由于部分称重传感器埋设于车道中间和跨车道的路面下，因此本系统还能够准确计算车辆跨车道、压车道边缘等情况下的重量，提高了车辆不按正常车道行驶时的称重准确度。

本实用新型实施例对车道数目(n+1)的大小不做限定，在上述实施例的基础上，优选的，n可以为2、3或4。当n＝3、k＝3时，四车道动态称重系统其称重传感器的排列方式可以如图3所示。

具体实施例三

本实用新型实施例提供了一种多车道动态车辆称重系统，包括多个称重传感器、称重仪、车辆检测装置和控制机柜，其中：

控制机柜和称重仪设置于多车道外，多个称重传感器、车辆检测装置、称重仪相连接，称重仪与控制机柜相连接；

以路边线为第一方向，以垂直于路边线的方向为第二方向，多车道上埋设有M组第一方向上间隔为第二预定间隔的称重传感器组，所述第二预定间隔小于最短车辆长度；每一组称重传感器包括依次平行放置的4n+k个称重传感器A₁、A₂、A₃、…、A_4n+k，其中n、k为非负整数，k的取值为0、1、2或3其中的一个；

当k＝0时，称重传感器总数为4n，其排列方式为：A₁、A₃、A₅、…、A_4n-1位于与第二方向平行的一条直线上；A₂、A₄、A₆、…、A_4n位于与第二方向平行的一条直线上；在第二方向上相邻两个称重传感器的重叠长度不小于第一预定间隔；

当k＝1时，称重传感器总数为4n+1，其排列方式为：A₁、A₃、A₅、…、A_4n-1、A_4n+1位于与第二方向平行的一条直线上；A₂、A₄、A₆、…、A_4n位于与第二方向平行的一条直线上；在第二方向上相邻两个称重传感器的重叠长度不小于第一预定间隔；

当k＝2时，称重传感器总数为4n+2，其排列方式为：A₁、A₃、A₅、…、A_4n-1、A_4n+1位于与第二方向平行的一条直线上；A₂、A₄、A₆、…、A_4n、A_4n+2位于与第二方向平行的一条直线上；在第二方向上相邻两个称重传感器的重叠长度不小于第一预定间隔；

当k＝3时，称重传感器总数为4n+3，其排列方式为：A₁、A₃、A₅、…、A_4n-1、A_4n+1、A_4n+3位于与第二方向平行的一条直线上；A₂、A₄、A₆、…、A_4n、A_4n+2位于与第二方向平行的一条直线上；在第二方向上相邻两个称重传感器的重叠长度不小于第一预定间隔；

A₁埋设于第一条车道下靠近车道外侧的边缘处，A₄埋设于第一条车道和第二条车道之间。

本实用新型实施例中，控制机柜包括数据处理单元，当车辆通过称重区时，车辆检测装置检测车辆进入，控制机柜的数据处理单元根据车辆检测装置发送的波形信号配对得到车辆行驶轨迹，称重传感器和称重仪计算车辆轴重进而得到车重。本系统能够准确地计算车辆按车道行驶时的重量，由于部分称重传感器埋设于车道中间和跨车道的路面下，因此本系统还能够准确计算车辆跨车道、压车道边缘等情况下的重量，提高了车辆不按正常车道行驶时的称重准确度。

本实用新型实施例对传感器组数M和车道数目(n+1)的大小不做限定，在上述实施例的基础上，优选的，M可以为2，n可以为2、3或4。当M＝2、n＝3、k＝3时，四车道动态称重系统其称重传感器的排列方式可以如图4所示。称重传感器组数的增加，可以提高系统对车辆称重的测量精度。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合；另外，本实用新型涉及的功能、算法、方法等仅仅是现有技术的常规适应性应用，因此，本实用新型对于现有技术的改进，实质在于硬件之间的连接关系，而非针对功能、算法、方法本身，也即本实用新型虽然涉及一点功能、算法、方法，但并不包含对功能、算法、方法本身提出的改进，本实用新型对于功能、算法、方法的描述，是为了更好的说明本实用新型，以便于更好的理解本实用新型。

尽管本实用新型已进行了一定程度的描述，明显地，在不脱离本实用新型的精神和范围的条件下，可进行各个条件的适当变化。可以理解，本实用新型不限于所述实施方案，而归于权利要求的范围，其包括所述每个因素的等同替换。