专利名称：一种联体式矫正违规行驶的动态称重系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及动态称重领域，特别涉及一种应用于高速公路等道路上的联体式矫正违规行驶的动态称重系统。
背景技术：
我国自展开超限治理以来，国内计重收费、超限检测设备应运而生，超载超限的治理收到了良好的效果。但随着计重收费、超限检测设备在国内的广泛应用，贷车司机逐渐摸索出一些降低称重数据的作弊方法，以逃避正常缴费，目前，现有的动态称重系统只能检测称重平台垂直方向的受力情况，也就是检测轴载荷，不能够检测行车方向称重平台的水平受力情况。而通过根据垂直方向受力分析得到的经验模型和重量补偿模型进行作弊行为的自动识别和重量补偿的风险较大，作弊行为识别准确率和重量补偿精度完全受称重传感器制约，可靠性较低。主要有以下几种缺陷和不足:1.跳磅过秤，车辆前轮停在称重平台边缘，货车司机踩住刹车并加大油门，待车辆达到高速(一般为3000转以上)后，突然放开刹车及手刹，车头猛然跃起，使车辆前轴从称重平台上掠过，造成车辆重心后移，前轴重量减轻。目前动态称重领域的U产品还不能做到准确的对该种作弊方式进行检测，同时因为检测精度的原因导致不能对所有作弊车辆进行重量修复，造成了称重误差较之车辆的实际重量偏大。2.点刹(拖秤)，车辆以较快的速度(一般> 20公里/小时，< 30公里/小时)通过称台，当后轮快接近称重平台时，司机猛踩刹车，车身前倾，重心前移，后轮顺势滑过称重平台。车辆的这种作弊方式会很容易的造成车辆重量大幅度的减轻，同时如果车辆是空车点刹过秤则很有可能造成丢轴情况发生。目前动态称重领域的产品还不能做到准确的对该种作弊方式进行检测，同时因为检测精度的原因导致不能对所有作弊车辆进行重量修复，造成了称重误差较之车辆的实际重量偏大。3.S型过秤，车辆先靠近车道右侧行驶，通过称重平台时从右向左使车辆保持向左前侧方向缓慢移动，当车前轮(转向轮)通过称重平台时，司机猛打方向盘，使车身保持向右前侧方向缓慢移动，直至车辆完全通过称重平台。车辆在超宽车道走S型通过称重区时，称重信息容易丢轴丢重量。目前动态称重领域的产品还不能做到准确的对该种作弊方式进行检测，同时因为检测精度的原因导致不能对所有作弊车辆进行重量修复，造成了称重误差较之车辆的实际重量偏大。通过分析，车辆在通过称重装置时，称重平台所受的水平力对建立作弊识别模型和重量补偿模型具有很高的参考价值。通过对称重平台进行力学分析，利用其所受的垂直力和水平力能够建立更为合理准确的车辆动力学模型，能够提高作弊识别模型和重量补偿模型的可靠性，提高作弊行为识别准确率和重量补偿精度。
实用新型内容本实用新型提供一种联体式矫正违规行驶的动态称重系统。所述的系统包括:联体式称重平台，用于承载驶过的被称重车辆；六只垂直力传感器，用于检测联体式称重平台所受的垂直力；两只水平力传感器，分别连接于所述的联体式称重平台的上秤端、下秤端与框架之间，用于测检联体式称重的水平力；数据采集控制器，与所述的联体式称重平台和水平力传感器相连，用于处理、修复称重信息、识别违规行驶车辆。通过在拉杆限位装置上安装水平力传感器，并通过数据采集控制器处理水平力传感器和称重传感器检测到的信号，识别作弊行为、生成修正系数修正最终重量数值，有效地抑制车辆跳磅过秤、S型过秤、点刹等作弊行为，从而提高车辆称重的准确性。本实用新型的目的之一是，提供一种整体式矫正违规行驶的轴载检测系统，该系统在原有动态称重系统的基础上，通过改进称重平台拉杆限位装置，在拉杆限位上安装水平力传感器，增加检测称重平台的水平受力情况，达到全方位力学检测分析，建立更为可靠、准确的作弊识别模型和重量补偿模型，以此提高原有的动态称重系统的防作弊功能。本联体式矫正违规行驶功能的动态称重系统包括:称重平台、数据采集控制器、数字接线盒、红外线车辆分离器、轮轴识别器、线圈检测器和必要的辅助材料、设备等。本实用新型提供的联体式矫正违规行驶功能的动态称重系统的称重平台主要包括联体式称重平台、称重平台框架、限位装置、称重传感器、拉力传感器。上秤称重平台设置两组共4只称重传感器和一只水平力传感器，下秤称重平台设置一组共2只称重传感器和一只水平力传感器，这5组传感器用于采集被称重车辆各轴对称重平台施加的垂直力和水平力；限位装置分为横向限位和纵向限位，横向限位为顶杆限位，每台秤需要四个顶杆限位装置，纵向限位为拉杆限位，每台秤需要四个拉杆限位装置。前后端加装两只水平力传感器，能够检测两个称重平台面的水平力，这两个水平力的差值就是两个称重平台所受的水平力，能够消除由于秤台使用一段时间后出现的单方向水平力不归零现象，从原理和实际应用上避免了误判的出现，降低了同一台面单向测力所产生的误判等问题。用于称重平台水平受力情况的传感器安装在称重平台与框架之间，上下秤端与称重平台框架连接的拉杆限位上安装传感器，检测称重平台所受的水平拉力。可提高矫正车辆违规行驶功能的称重装置还包括:线圈检测器，用于辅助对被称重车辆的离开进行收尾；轮轴识别器，用于对被称重车辆各轴的胎型进行检测，生成胎型信号；红外线车辆分离器，用于对被称重车辆的存在进行检测，生成收尾信号；数字接线盒，与称重传感器、防作弊传感器、轮轴识别器、红外线车辆分离器和称重数据处理器相连接，用于将各种数据传送给数据采集控制器；数据采集控制器，用于处理系统所有设备生成的数据并输出正确的车辆信息。本实用新型的目的之一是，通过在原有动态称重系统的基础上，在拉杆限位装置上增加水平力传感器，用于检测行车方向称重平台的水平受力情况，与称重传感器一起形成对称重平台进行水平方向、垂直方向全方位的力学检测，能够建立更为可靠、准确的作弊识别模型和重量补偿模型，以此提升原有的动态称重系统的矫正车辆违规行驶的性能。本实施例利用如下设备进行车辆违规行驶矫正的:通过对称重传感器所受的垂直力和限位拉杆传感器所受的水平力进行分析，提取作弊车辆的车型、轴组类型、车速、轴速、左右偏载特征、作弊特征并建立权重参数模型，实现对车辆不规范过秤的作弊行为的自动识别。通过对称重传感器所受的垂直力和限位拉杆传感器所受的水平力进行分析得到车辆通过称台时指定轴的加减速度、后轴重量、空载重量、水平行车方向受力及加速度大小并建立车辆动力学模型。通过上述两种模型对车辆称重重量进行适当的补偿或修正，减少称重损失。该联体式矫正违规行驶的动态称重系统还包括:根据三组称重传感器采集的称重平台所受垂直力的时序，判断出被称重车辆在两块称重平台上的行驶状态；采用线圈检测器对被称重车辆的到达进行检测，生成称重测量触发信号；采用轮轴识别器对被称重车辆各轴的轴型进行检测，生成轴型信号；采用红外线车辆分离器对被称重车辆的存在进行检测，生成收尾信号；采用数字接线盒与称重传感器、防作弊传感器、轮轴识别器、红外线车辆分离器和称重数据处理器相连接，用于将各种数据传送给数据采集控制器；采用数据采集控制器根据各轴的轴载信号和对应的轴型信号生成各轴的动态称重数据和轴型数据；根据轴型数据、轴重基准数据、修正数据以及收尾信号获取被称重车辆的轴重、轴型、轴组重、轴速等车辆信息，并输出正确的车辆信息。本实用新型的优点和有益效果为:在原有的动态称重系统的拉杆限位装置上安装2只水平力传感器，既能起到限位作用，又能起到通过水平力传感器检测行车方向称重平台的受力情况，形成对称重平台的全方位的力学检测，能够建立更为可靠、准确的作弊识别模型和重量补偿模型，以提高作弊行为识别准确率和重量补偿精度，并且两只水平力传感器分别感知上下秤端的两个方向的水平力利用差分特性消除了由于秤台位置变化所产生的外力影响，避免了单方向测力带来的误判和精度不高等缺陷。
下面将结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细描述:图1为本实用新型的联体式矫正违规行驶的动态称重系统的结构示意图；图2为本实用新型的联体式矫正违规行驶的动态称重系统的拉杆限位装置结构图；图3为本实用新型的联体式矫正违规行驶的动态称重系统的结构框图；图4为本实用新型的联体式矫正违规行驶的动态称重系统的工作流程图；图5为本实用新型的联体式矫正违规行驶的动态称重系统过车时车辆的受力情况。图1中:100.轮轴识别器102.框架103.称重平台105.线圈1040,1041.红外线车辆分离器1061、1062纵向拉杆限位107.数字接线盒108.数据采集控制器1063a、1063b.带水平力传感器的横向限位1030a、1030b、R1031a、1031b、1032a、1032b.称重传感器图2中:200.开口销202.拉杆固定座201.拉力传感器203.关节轴承205.销轴
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
进行详细说明如下。[0032]实施例:如图1所示，本实施例的联体式矫正违规行驶的动态称重系统在原有动态称重系统的基础上，通过改进称重平台拉杆限位装置，在拉杆限位上安装水平力传感器(1063a，1063b)，增加检测称重平台水平受力情况，达到对称重平台水平方向、垂直方向全方位力学检测分析的目的，依据其可建立更为可靠、准确的作弊识别模型和重量补偿模型，以此提高原有的动态称重系统的矫正车辆违规行驶的功能。本联体式矫正车辆违规行驶功能的动态称重系统包括:称重平台(103)、数据采集控制器(108)、数字接线盒(107)、红外线车辆分离器(1040、1041)、轮轴识别器(100)、线圈检测器(105)和必要的辅助材料、设备等。本实施例的联体式矫正违规行驶的动态称重系统的称重平台部分主要包括联体式称重平台(103)、称重平台框架(102)、限位装置(1061、1062、1063)、称重传感器(1030、1031、1032)。上秤端称重平台的四个角支点以及中线上设置有3组称重传感器(第一组:1030a、1030b ;第二组:1031a、1031b ;第三组:1032a、1032b)。称重平台框架102用于安装固定上秤端平台、下秤端平台、称重传感器(1030a、1030b、1031a、1031b、1032a、1032b)、限位装置(1061、1062、1063)。限位装置为纵向限位(1061、1062、1063)纵向限位(1061、1062、1063)为拉杆限位，每台秤需要四个拉杆限位装置，其中的两只拉杆限位装置装有水平力传感器(1063)，作为水平力检测传感器，用于检测称重平台所受的水平拉力及采集相关数据，通过数据采集控制器(108)修正称重重量。如图2所示，拉杆限位由两个开口销(200)，两个拉杆固定座(202)，一个拉力传感器(201)，两个关节轴承(203)，两个销轴(205)组成，其中一个拉杆固定座安装固定在称重平台上，另一个拉杆固定座安装固定在称重平台框架(102)上。如图3所示，数字接线盒(107)与称重传感器(1030a、1030b、1031a、1031b、1032a、1032b)、拉杆限位上的2个水平力检测传感器(1063)、轮轴识别器(100)、红外线车辆分离器(1040、1041)和数据采集控制器(108 )相连接，用于将各种数据传送给数据采集控制器(108)。数据采集控制器(108)包括:数据生成单元，用于根据各轴对称重平台产生的垂直压力和水平拉力和对应的轴型信号生成各轴的动态称重数据和轴型数据；有效数据获取单元，用于对动态称重数据进行处理获取轴重有效数据；三角函数逼近单元，用于对轴重有效数据进行三角函数逼近处理获取轴重基准数据和修正数据；防作弊处理单元，用于对称重传感器和拉力传感器等数据进行分析、处理，识别作弊行为并得出修正系数；轴重输出单元，用于根据轴型数据、轴重基准数据、修正数据以及收尾信号获取被称重车辆的轴重、轴型、轴组重、轴速等车辆信息，并输出车辆信息。本实施例的联体式矫正违规行驶的动态称重系统包括:采用两块互相搭接的称重平台承载驶过的被称重车辆；获取两块称重平台下三组称重传感器(1030a、1030b、1031a、1031b、1032a、1032b)采集的被称重车辆各轴的轴载信号；在拉杆限位装置上安装水平力传感器(1063)，获取一组共2只水平力传感器(1063)采集的被称重车辆对称重平台受到的水平力；根据称重平台所受的垂直力和水平力、车型、轴组类型、车速、轴速、左右偏载特征等数据进行分析，识别作弊行为并得出重量修正系数，生成被测车辆的轴重数据。被称重车辆沿图1所示的行车方向行驶，车辆首先通过轮轴识别器(100)，并判断车辆胎型；然后通过上秤端平台(103)t和红外线车辆分离器(1040、1041)，并对称重平台(103)产生压力，同时对第一组称重传感器(1030a、1030b)和第二组称重传感器(1031a、1031b)开始采集称重数据；然后通过下称端平台，并对第三组称重传感器(1032a、1032b)开始采集称重数据。在车辆通过联体式称重平台(103)过程中，拉杆限位上的水平力检测传感器(1063)开始采集数据，通过数据采集控制器(108)分析处理数据，判断车辆是否作弊并根据作弊情况得出修正系数；然后通过线圈检测器(100)并被触发。在红外线车辆分离器(1040、1041)触发期间，称重平台的各个称重传感器和防作弊传感器输出波形；当数据采集控制器(100)收到数字接线盒(107)发出的数据时，经过分析出来相关数据、波形，得出轴型、胎型、修正后的轴重等信息，并根据两块称重平台采集的称重数据的时序关系分辨出被称重车辆的行驶状态。如图4所示，本实施例的联体式矫正违规行驶的动态称重系统的工作流程图，首先通过轮轴识别器2检测通过称重平台的胎型，并通过红外线车辆分离器(1040、1041)、称重传感器(1030a、1030b、1031a、1031b、1032a、1032b)、纵向限位上的二个水平力检测传感器(1063a、1063b)、数据采集控制器(108)、轮轴识别器(100)采集生成轴重、轴速、胎型等信息，并将这些信息存入缓存器，并最终上传数据。本实施例利用如下设备进行车辆违规行驶矫正的:通过对称重传感器所受的垂直力和限位拉杆水平力传感器所受的水平力进行分析，提取作弊车辆的车型、轴组类型、车速、轴速、左右偏载特征、作弊特征并建立权重参数模型，实现自动识别车辆不规范过秤的作弊行为。通过对称重传感器所受的垂直力和限位拉杆传感器所受的水平力进行分析得到车辆通过称台时指定轴的加减速度、后轴重量、空载重量、水平行车方向受力及加速度大小并建立车辆动力学模型。通过上述两种模型对称重重量进行适当的补偿或修正，减少称重损失。本实施例的联体式具有矫正违规行驶的动态称重系统能够对所有通过车道的车辆进行动态称重，可以根据三组称重传感器采集的称重平台所受的的时序关系判断出被称重车辆在两块称重平台上的行驶状态。由于车轴通过不同称重平台与通道的时刻不同，轴载数据存在一定时间差，还可以对称重精度起到一定的补偿作用。本实用新型方案不仅能大大提高称重的精度，还能有效地区分倒车、轴型、胎型，判断作弊行驶，防止因为不正常过秤造成的车辆称重信息全部或部分丢失的现象的发生。
权利要求1.一种联体式矫正违规行驶的动态称重系统，其特征是，所述的系统包括: 联体式称重平台，用于承载驶过的被称重车辆； 六个垂直力传感器，用于检测联体式称重平台所受的垂直力； 两只水平力传感器，分别连接于所述的联体式称重平台的上下秤端与框架之间，用于测检联体式称重的水平力； 数据采集控制器，与所述的联体式称重平台和水平力传感器相连，用于处理、修复称重信息、识别违规行驶车辆。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征是，所述的承载被称重车辆的联体式称重平台是两块台板半柔性搭接在一起成为一个整体的。
专利摘要本实用新型提供一种联体式矫正违规行驶的动态称重系统。所述的系统包括联体式称重平台，用于承载驶过的被称重车辆；六只垂直力传感器，用于检测联体式称重平台所受的垂直力；两只水平力传感器，用于测检联体式称重平台所受的水平力；数据采集控制器，与所述的联体式称重平台和水平力传感器相连，用于处理、修复称重信息、识别违规行驶车辆。通过在拉杆限位装置上安装水平力传感器，并通过数据采集控制器处理水平力传感器和称重传感器检测到的信号，识别作弊行为、生成修正系数修正最终重量数值，有效地抑制车辆跳磅过秤、S型过秤、点刹等作弊行为，从而提高车辆称重的准确性。
文档编号G01G19/03GK203011506SQ201220652208
公开日2013年6月19日 申请日期2012年11月30日 优先权日2012年11月30日
发明者王钢, 王平, 董伟, 李建军, 凌波 申请人:北京万集科技股份有限公司