多车桥梁动态称重算法

目前商用桥梁动态称重(BWIM)系统的研究主要集中在一维BWIM系统,多数只考虑单车过桥的情况,而实际交通中多车过桥的现象普遍存在.针对这一情况,提出了一种多车动态称重算法.以Moses轴重识别算法为基础,基于横桥向动力响应线和桥梁弯矩影响面,对单车以及多车过桥的横向位置及轴重等车辆信息进行识别,最后通过桥梁动态称重有...     

基于交通调查的重载交通公路桥梁设计车辆荷载探讨

车辆荷载是公路桥梁设计的重要依据和技术指标,直接决定了桥梁的承载能力和经济造价.本文从实际交通调查入手,统计分析重载交通公路上的汽车荷载轴重、轴距和相邻汽车的纵向间距,采用皮尔逊-Ⅲ型曲线进行统计分析,得出汽车队列纵向间距与相应排列图,并计算车辆的荷载效应,与现行桥梁设计规范的荷载作用效应相比较,得出重载交通公路实际车辆荷载与规范车辆荷载之间的关系.有利于合理选用重载交通公路桥梁的设计车辆荷载.     

基于BP神经网络的车辆动态称重技术

车辆动态称重对于控制超载运输或物流仓储等要求连续称重的场合具有重要作用。针对车辆动态称重的技术特点和工艺要求,分析动态称重过程的动力学模型,确定位移信号阶跃响应的最大超调量与车重之间的单调函数关系,提出1种基于BP神经网络预测最大超调量的动态称重计算方法,并在MATLAB环境下进行仿真分析,通过系统的学习和训练,完成了动态称重过程的车辆静态重量计算。结果表明,提出的动态称重算法可有效地提高车辆动态称重系统的称量精度,具有较高的实用价值。     

中美超重车辆认定标准对比

为检验我国现有超重车辆认定标准的合理性,采用美国桥梁限载分析方法对中国的典型车辆模型进行校准。首先,以美国桥梁限载公式为基础,系统分析桥梁限载公式的基本形式及限载计算方法;其次,介绍中国现行超重车辆认定标准;最后,选取《公路桥梁汽车荷载标准研究》中典型车辆模型,采用美国桥梁限载公式对中国的典型车辆进行限载分析。结果表明:在对桥梁限载分析时应同时考虑车辆的轴载与轴距参数;我国超重车辆认定标准尚不规范,典型车辆的车货总重限值、双联轴载限值与三联轴载限值高于美国桥梁限载的界定标准;建议我国超限车辆认定标准采取考虑轴载与轴距参数的车辆荷载限值。     

基于温度效应的桥梁动态称重识别研究

以桥梁不同截面动应变响应为对象,分析识别不同截面的动应变数据,及荷载通过不同截面的时间差,进行车速识别.通过荷载在不同截面的应变影响线以及识别车速,获得动应变影响面积,利用影响面积与动荷载的相关关系,进行移动荷载识别研究,得到桥梁动态称重系数.据结构应变与温度的相关特性,通过对温度与应变的回归分析,确定其具体的经验回归方程,将温度所致的应变变化趋势从总的应变测量值中分离.对分离温度效应前后的称重系数进行对比,得到温度效应对桥梁动态称重的影响.     

考虑轴重相关的随机车流荷载效应

为了给桥梁验算的设计荷载提供参考,基于宜泸高速WIM实测数据,分析随机车流参数尤其是轴重相关性. 应用MATLAB平台编制随机车流模拟程序,采用影响线法分析随机车流的荷载效应,探讨考虑轴重相关与不考虑时荷载效应的差别. 研究结果表明：轴重具有多峰分布的特点,轴重之间具有较强的相关性,当模拟随机车流时,若不考虑车辆参数的相关性,则会造成较大误差;采用非参数核密度估计-Copula方法,利用t-Copula函数作为连接函数的轴重联合分布函数,可以较准确地描述车辆轴重联合分布;考虑轴重相关情况下的荷载效应代表值比不考虑时高约45%,与实测车流荷载效应代表值更加接近;各车道随机车流对简支梁桥的荷载效应代表值差别不大,但均已超过现行规范公路-I级车道荷载的荷载效应,效应比最大值为1.34.     

基于实测车辆荷载的拱桥吊杆疲劳性能研究

拱桥吊杆是系杆拱桥的主要承重构件,对桥梁结构的安全性、完整性和使用寿命起着重要的作用。通过动态称重系统（ＷＩＭ）监测现场时变的车辆载荷,可以获得吊杆的时间应力。提出了一种利用动态称重数据的完整信息并结合有限元模型研究拱桥吊杆疲劳性能的新方法,该方法包括４个步骤：生成吊杆受力影响线;转换时变车辆荷载为吊杆拉力;计算吊杆的应力时程,讨论不同计算时间步长对吊杆时间应力历程的影响;评估吊杆的疲劳损伤和寿命。基于九堡大桥的动态称重数据与有限元模型,该评估方法可以逐日精确地评估吊杆的疲劳损伤程度,进而预测其疲劳寿命。     

软质电容式车辆动态称重系统

介绍了一种软质电容式车辆动态称重系统.对该传感器静态特性进行了研究,分析了受力面积和时间的影响,针对橡胶材料粘弹性特性,提出了利用四元件模型对其建模.同时进行了动态实验,车辆总重量的测量误差在10%以内,其精度优于ASTME1318-02给出的Ⅰ类WIM系统精度(置信95%时总重误差±10%).实验结果表明:利用文中提出的车辆动态称重系统进行测量是可行的,它有助于随时测量,便于交通稽查.     

基于LabVIEW和.NET的动态轴重测量系统

针对目前日益繁重的交通运输现象,为减免超重车辆对桥梁结构产生的不利影响,文中以压电式传感器为基础原件,通过LabVIEW编程来控制PCI-6013完成数据的采集及存储工作.结合现场实测数据,对整个动态轴重测量系统进行现场安装调试,结果表明,该系统能够很好地达到车辆数据动态采集的目的,具有良好的稳定性和可靠性,精度满足工程要求.     

斜交梁桥频率间接识别效果的影响参数

采用过桥车辆振动响应识别桥梁自振特性的间接测量法能够避免传统动载试验测量桥频方法存在的操作复杂和成本高等缺点。根据车桥耦合振动理论和桥梁间接测量法基本原理,对实际工程中的某一斜交梁桥建立车辆与桥梁耦合振动的有限元模型,采用双轴半车模型模拟测量车辆,提取车辆匀速驶过桥梁时的车辆加速度时程响应,并利用峰值拾取法进行频谱分析,剔除已知的车辆相关频率识别出桥梁的前三阶自振频率,分析了6种不同车速、6种不同车重、8种不同桥梁斜交角度对桥梁频率识别效果的影响特点。结果表明,间接测量法能够有效地识别桥梁比较密集的频率,车速低于20 km/h时,能够较好地识别出斜交梁桥的前3阶频率,车速较高时无法识别桥梁的频率信息;相对较小的车桥质量比对桥梁频率识别有利;斜交梁桥不同的斜交角度基本不影响桥梁频率识别的精度;桥面粗糙时采用差值法仍能较好地识别。数值模拟表明,间接测量法对于不规则斜交梁桥频率仍有较好的识别效果。     

我国铁路重载运输发展研究

针对我国铁路货运发展方向,结合铁路车辆和既有线路、桥梁现状,通过对国内外重载运输发展现状和相关试验研究资料的调研,从车辆技术进步、线路桥梁与轴重和载荷密度的匹配、既有桥梁整体和局部承载能力、设计理论差异、速度与线路桥梁和轴重的匹配、车长与站线长度匹配等方面对我国铁路重载运输发展条件进行了分析,说明我国既有铁路能满足27～30t轴重重载运输要求.提出了在我国既有铁路路网应发展27～30t轴重重载运输,重载煤运专线应发展32.5t轴重重载运输,矿石和钢铁重载专线应发展35～40t轴重重载运输,重载列车运行速度宜取80～90km/h;应制定轴重27t、30t级通用车辆和轴重32.5t专用车辆标准,同时应结合车辆技术进步和动力学性能改进以及国内外规范对工程规范进行修编,加强工程与车辆装备各行业技术交流的等意见.     

考虑区分车辆运行状态的桥梁车载统计分析及模拟

动态称重系统作为桥梁结构健康系统的重要组成部分之一,能提供丰富的车辆荷载监测数据,在此基础上建立能反映实际交通状况的车辆荷载模型,对桥梁结构的安全评估、车致疲劳分析等具有重要意义。提出一种能考虑区分车辆运行状态的随机车流模拟方法和流程,在车辆荷载统计分析过程中通过各时段的车流量密集程度区分车辆运行状态,针对不同运行状态,引入单峰和多峰概率分布模型,对车重、车速、车间距等车辆荷载统计参数进行概率拟合,通过K-S检验获得车辆荷载参数的最优概率分布;通过Monte Carlo抽样模拟随机车流,进而分解为随机加载流;基于某实际桥梁的车辆荷载监测数据,对车辆荷载模拟方法的合理性进行验证。结果表明：采用区分车辆运行状态模拟的随机车流对桥梁结构进行加载,获得的钢箱梁跨中底板应力幅值和应力循环次数与实际车流加载结果接近。相比之下,如果不考虑区分车辆运行状态,得到的应力幅值和循环次数都明显小于实际车流的加载结果,这对于桥梁结构的车致疲劳分析偏于危险。     

采样点选择对动态汽车衡称量精度的影响

为了提高动态称重的精度,提出一种选取有效采样点减小误差的方式.该方式选用有限冲击响应数字滤波的方法设计数字滤波器,并利用Matlab软件进行了仿真.经过滤波后的采样信号,将重量信号大于3Hz以上的全部滤去,消除了汽车经过秤台时的各种干扰信号;保留有用的汽车轴重信号,准确提取出有效数据称量段;再采用3σ准则去除粗大误差,对去除粗大误差后的数据求和,然后取平均值作为经过秤台的汽车轴重测量值.对实验结果的分析表明:通过选取有效采样点,可使动态汽车衡在50%载荷时的称量精度提高到1%以内.     

基于机器视觉的砧木定位识别方法

为了实现蔬菜嫁接过程中砧木抓取点和子叶方向的精确定位,对机器视觉采集的砧木苗图像进行处理.对砧木侧视图进行区域分割判断子叶与茎的连接处,作为抓取点;对砧木俯视图利用形态学处理分离子叶和真叶,根据区域长短轴差值识别真叶并予以去除,计算子叶与水平线的夹角,得出旋转角度.结果显示,基于机器视觉方法的砧木抓取点的判断,绝对误差最大为2.09 mm,最小为0.03 mm;利用机器视觉判断砧木旋转角度,真叶和子叶区分的成功率达97.9 %.     

高速公路运行速度分析中的车型分类技术研究

针对目前车型分类方法在高速公路运行速度分析中存在的应用困难,在分析多条高速公路车辆速度与轴距之间关系的基础上,利用聚类分析技术,提出了基于轴距的车型分类方法:将轴距小于等于5 m的车辆定义为小车,轴距大于5 m、小于等于10.5 m的车辆定义为中车,轴距大于10.5 m的车辆定义为大车.应用该车型分类方法的速度分析结果表明:小车、中车、大车的速度分布具有显著性差异,可更准确地描述交通流的速度分布特性.     

基于立体视觉的轴距左右差检测新方法

针对国标中规定的轴距差检测要求,提出了基于立体视觉的轴距左右差检测新方法。建立了轴距差检测数学模型。根据图像处理技术,确定了车轮图像中心坐标的识别方案。建立了轴距左右差检测的实验系统,标定了双摄像机的内外参数,并对检测系统进行了系统误差分析。建立了车轮坐标三维重建理论模型,论述了轮毂中心坐标的计算过程。应用实验系统进行实车检测,结果表明,本文建立的理论模型正确,实验系统具有很高的检测精度。     

一种智能果蔬识别称重系统的设计

将机器视觉技术和传统电子秤相结合,运用相机采集果蔬图像,利用深度学习推理识别果蔬品类,通过电子称重模块读取重量数据,并创建了果蔬商品数据库以获取商品的单价,最后自动结算出总价显示在屏幕上,设计并开发了系统客户端和服务端,实现系统的各个功能,并对各功能进行测试。     

车辆速度对沥青路面动力响应影响试验研究

通过野外现场试验,检测运动车辆荷载下沥青路面各层层底的动应变响应,以面层底部的动应变为分析对象,研究车辆速度对沥青路面结构动力响应的影响．研究结果发现,面层底部动应变既包括拉应变,又包括压应变,呈拉压应变交变状态,一定应力比下沥青混凝土的疲劳寿命与简单拉应力下的疲劳寿命差异严重,进行沥青路面结构设计时,应以应变或应力循环范围为动态设计控制参数;随着车速提高,最大拉应变和应变幅度总体呈现下降趋势,最大压应变和应变比总体呈上升趋势．重载车辆在低速状态对路面的破坏作用更加严重．应变比既受轴重的影响又受速度的影响,正常车辆速度下,14t后桥轴重车辆作用下面层底部应变比约-2．6～-2．1,20t后桥轴重车辆作用下面层底部应变比约-4、4～-3．6．     

特重车交通荷载作用下大跨拱桥动力响应分析

为研究特重车交通荷载工况作用下大跨拱桥的动力响应特点,以河北省宣大高速公路上某大桥的动态称重系统所采集的近3年的交通数据为基础,定义并提取了特重车的交通荷载工况,进而分析了不同类型特重车交通荷载工况所占比例及每个特重车交通荷载工况车辆总质量的分布规律。利用随机车流-桥梁耦合振动分析软件计算了大跨拱桥在特重车交通荷载作用下的空间动力响应,并与新旧桥梁规范中的设计车辆荷载对应的响应进行了对比。结果表明：新规范对拱桥关键部位的设计荷载定义更为保守,实测的交通荷载工况中仅有极少数特重车交通荷载工况对应的响应超过了设计车辆荷载对应的响应;对于该大跨拱桥,新桥梁规范中的设计车辆荷载能够较充分地考虑大部分特重车交通荷载作用对桥梁结构整体受力产生的不利影响。     

基于深度卷积神经网络的车型识别方法

针对现有车辆车型视觉识别技术中的检测精度不高、难以适应天气环境变化、难以从视频图像中准确提取出用于识别的车辆图像、难以对车辆车型子类进行识别分类、难以兼顾识别精度和检测效率等不足,将深度卷积神经网络引入车辆目标定位、识别和分类（子类）问题中.利用深度卷积神经网络自动完成车型的深度特征学习,在特征图上进行逻辑回归,从道路复杂背景中提取出感兴趣区域;利用softmax分类器训练特征实现车型识别;为了优化softmax在深度卷积神经网络分类过程中出现的类内间距大的问题,引入中心损失函数对softmax损失函数进行优化,提高类间分散性与类内紧密性.在BIT-Vehicle车型数据集中的实验结果显示,提出方法的平均精度为89.67%,检测和识别时间为159 ms;与传统的分类方法相比,识别精度提高约20%,效率提高10倍以上,检测鲁棒性有明显提升;与未改进前的深度卷积神经网络相比,检测精度提高0.6%,速度提高0.29倍.