高速公路軸組式稱重臺通過多傳感器協(xié)同、動態(tài)數(shù)據(jù)采集與智能算法處理,實現(xiàn)車輛在行駛狀態(tài)下的快速、非接觸式稱重。以下從技術(shù)原理、工作流程、設(shè)備組成、精度影響因素及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范五個方面展開說明:
一、動態(tài)稱重技術(shù)原理
多傳感器融合檢測
輪軸識別器:通過壓力感應(yīng)式傳感器檢測車輛各軸輪胎寬度,判斷單/雙胎信息,為軸型分類提供依據(jù)。
稱重平臺:采用短臺面設(shè)計(通常3~4.2米長),內(nèi)置高精度稱重傳感器,實時采集車輛通過時的動態(tài)壓力信號。
紅外光柵分離器:發(fā)射高密度紅外光幕,精確識別車輛進入和離開的時刻,避免跟車干擾。
地感線圈:作為紅外分離器的冗余備份,通過電磁感應(yīng)檢測車輛通過狀態(tài)。
動態(tài)數(shù)據(jù)采集與處理
車輛行駛時,各軸依次通過稱重臺,傳感器連續(xù)采集軸重、軸距、車速等參數(shù)。
系統(tǒng)結(jié)合車輛行駛狀態(tài)(如速度波動、加速度),通過內(nèi)置算法(如卡爾曼濾波、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò))對動態(tài)荷載進行補償,消除振動、路面不平整等干擾因素。
二、動態(tài)稱重工作流程
車輛進入檢測區(qū)
車輛阻擋紅外光柵,觸發(fā)系統(tǒng)啟動稱重流程。
輪軸識別與數(shù)據(jù)采集
前軸通過輪軸識別器,傳感器采集輪胎信息(單/雙胎、軸型)。
各軸依次壓過稱重平臺,壓力傳感器實時輸出軸重數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)合成與處理
車輛完全離開后,控制柜整合軸數(shù)、軸型、軸距、速度等信息,計算總重及超限情況。
通過通信接口將結(jié)果傳輸至車道收費系統(tǒng)或超限檢測終端。
結(jié)果輸出與執(zhí)行
收費系統(tǒng)根據(jù)總重計算通行費,或超限檢測站發(fā)出處罰指令。
三、精度與誤差來源
精度指標(biāo)
低速模式(≤20km/h):誤差可控制在±2.5%以內(nèi),滿足計重收費需求。
高速模式(≤120km/h):誤差范圍擴大至±5%,適用于預(yù)檢或超限篩查。
主要誤差因素
車輛因素:車速波動、加速度、輪胎氣壓、貨物分布不均。
道路因素:路面平整度、坡度、稱重臺與路面高度差。
設(shè)備因素:傳感器非線性、機械安裝偏差、溫度漂移。
優(yōu)化措施
硬件優(yōu)化:采用高采樣頻率傳感器(≥1000Hz)、增強機械結(jié)構(gòu)剛度。
算法補償:引入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)修正動態(tài)荷載,結(jié)合車速、軸距參數(shù)進行誤差補償。
環(huán)境適應(yīng):內(nèi)置溫度補償模塊,自動校準(zhǔn)傳感器零點漂移。
四、標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范
設(shè)備分類
高速動態(tài)稱重系統(tǒng):適用5-120km/h,置信度范圍內(nèi)誤差≤5%,暫無國家標(biāo)準(zhǔn)。
動態(tài)自動衡器:限速≤5km/h,誤差更小(±0.5%~1%),已有國家標(biāo)準(zhǔn)(如JJG 907-2006),多用于低速復(fù)核稱重。
應(yīng)用場景
計重收費:低速動態(tài)稱重為主,結(jié)合RFID電子標(biāo)簽實現(xiàn)不停車收費。
超限檢測:高速預(yù)檢+低速復(fù)核,提高執(zhí)法效率。
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