一种基于轮迹影响线的移动车辆轮重识别方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于轮迹影响线的移动车辆轮重识别方法及系统，涉及桥梁健康监测技术领域，包括利用预先设置在桥梁处的采集系统，获取移动车辆在桥梁上行驶时的车辆轴数、车辆轴距、以及桥梁响应；根据桥梁响应，得到车辆左轮迹处的左轮迹影响线、车辆右轮迹处的右轮迹影响线、左轴重向量、以及右轴重向量；根据车辆轴数、车辆轴距、左轮迹影响线、右轮迹影响线、左轴重向量、以及右轴重向量，构建桥梁响应方程；根据桥梁响应方程，得到轮重计算方程；根据轮重计算方程，得到移动车辆的每个左轮轮重和每个右轮轮重。本申请通过采用左、右轮迹处的桥梁影响线对车辆轮重进行计算，从而提高现有的桥梁动态称重精度。的桥梁动态称重精度。的桥梁动态称重精度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于轮迹影响线的移动车辆轮重识别方法及系统


[0001]本专利技术涉及桥梁健康监测
，特别涉及一种基于轮迹影响线的移动车辆轮重识别方法及系统。

技术介绍

[0002]桥梁动态称重(Bridge Weigh
‑
in
‑
motion，BWIM)系统可在不中断交通的情况下从桥梁响应中估计出移动车辆的重量。桥梁动态称重系统的传感器安装在桥下，避免了承受巨大的车轮荷载从而提高了系统的耐用性。此外，桥梁动态称重系统安装简便且无需中断交通。最重要的是，相比于路面动态称重系统，桥梁动态称重系统理论上可以提供更加精确的轴重估计值。这些优点使得桥梁动态称重系统成为桥梁健康监测、超载车辆识别、交通荷载信息调查的理想工具。
[0003]然而，现有的桥梁动态称重技术，一方面，待测车辆的同轴左、右轮载被简化为轴中心线处的集中力，从而无法考虑轮距大小和车辆偏载带来的影响。另一方面，局限于车辆的轴重、总重识别，尚无法直接对车辆轮重进行识别。

技术实现思路

[0004]为了解决现有技术中存在的问题，本申请实施例提供一种基于轮迹影响线的移动车辆轮重识别方法及系统，采用左、右轮迹处的桥梁影响线对车辆轮重进行计算，从而提高现有的桥梁动态称重精度。
[0005]一种基于轮迹影响线的移动车辆轮重识别方法，包括：
[0006]利用预先设置在桥梁处的采集系统，获取移动车辆在桥梁上行驶时的车辆轴数N、车辆轴距D、以及桥梁响应ε
m
；
[0007]根据桥梁响应ε
m
，得到车辆左轮迹处的左轮迹影响线I
L
、车辆右轮迹处的右轮迹影响线I
R
、左轴重向量P
L
、以及右轴重向量P
R
；
[0008]根据车辆轴数N、车辆轴距D、左轮迹影响线I
L
、右轮迹影响线I
R
、左轴重向量P
L
、以及右轴重向量P
R
，构建桥梁响应方程ε
t
；
[0009]根据桥梁响应方程ε
t
，得到轮重计算方程P
LR
；根据轮重计算方程，得到移动车辆的每个左轮轮重和每个右轮轮重
[0010]一些实施例中，所述桥梁响应ε
m
包括正应变、剪应变、挠度、以及支座反力；
[0011]所述采集系统包括桥梁动态称重系统；利用桥梁动态称重系统中设置在不同桥梁位置处的称重传感器采集到的桥梁响应ε
m
不同。
[0012]一些实施例中，所述桥梁响应方程ε
t
采用下述公式计算得到：
[0013][0014]其中，
[0015]ε
t
表示t时刻的桥梁响应；
[0016]Λ
L
表示由所有左轮迹影响线I
L
对应的左影响线系数构成的矩阵；
[0017]Λ
R
表示由所有右轮迹影响线I
R
对应的右影响线系数构成的矩阵；
[0018]P
L
表示移动车辆的左轴重向量；
[0019]P
R
表示移动车辆的右轴重向量；
[0020]T表示矩阵置。
[0021]一些实施例中，所述轮重计算方程P
LR
采用下述公式计算得到：
[0022]P
LR
＝(ΛΛ
T
)
‑1Λε
m
[0023]其中，
[0024]P
LR
表示移动车辆所有左轮轮重和所有右轮轮重构成的矩阵；
[0025]T表示矩阵置；
[0026]ε
m
表示桥梁响应；
[0027]m表示总采样数。
[0028]一些实施例中，所述左轮迹影响线I
L
采用下述公式计算得到：
[0029][0030]其中，
[0031]I
L
表示左轮迹影响线；
[0032]L表示移动车辆的左轮；
[0033]m表示总采样数；
[0034]N表示车辆轴数；
[0035]C表示车轴采样间隔；
[0036]所述右轮迹影响线I
R
采用下述公式计算得到：
[0037][0038]其中，
[0039]I
R
表示左轮迹影响线；
[0040]R表示移动车辆的右轮。
[0041]一些实施例中，所述车轴采样间隔采用下述公式计算得到：
[0042][0043]其中，
[0044]i表示移动车辆的车轴；
[0045]C
i
表示第i个车抽和第1个车轴到达同一位置相隔的时间采样点数；
[0046]D
i
表示第i个车抽和第1个车轴的间距；
[0047]f表示采样频率；
[0048]v表示移动车辆的车速。
[0049]一些实施例中，所述左影响线系数矩阵Λ
L
采用下述公式计算得到：
[0050][0051]其中，
[0052]Λ
L
(i，j)表示左影响线系数；
[0053]i表示移动车辆的车轴；
[0054]j表示采样时间点；
[0055]m表示总采样数；
[0056]I
L
表示左轮迹影响线；
[0057]所述右影响线系数矩阵Λ
R
采用下述公式计算得到：
[0058][0059]其中，
[0060]Λ
R
(i，j)表示右影响线系数；
[0061]I
R
表示右轮迹影响线。
[0062]一些实施例中，所述左轴重向量P
L
采用下述公式计算得到：
[0063][0064]其中，
[0065]P
L
表示左轴重向量；
[0066]L表示移动车辆的左轮；
[0067]N表示车辆轴数；
[0068]所述右轴重向量P
R
采用下述公式计算得到：
[0069][0070]其中，
[0071]P
R
表示右轴重向量；
[0072]R表示移动车辆的左轮。
[0073]一些实施例中，所述方法还包括：
[0074]根据移动车辆的每个左轮轮重和每个右轮轮重得到车轴轴重和车辆总重；
[0075]所述车轴轴重采用下述公式计算得到：
[0076]P＝P
L
+P
R
[0077]其中，
[0078]P表示车轴轴重；
[0079]P
L
表示车轴左侧的左轮轮重；
[0080]P
R
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于轮迹影响线的移动车辆轮重识别方法，其特征在于，包括：利用预先设置在桥梁处的采集系统，获取移动车辆在桥梁上行驶时的车辆轴数N、车辆轴距D、以及桥梁响应ε
m
；根据桥梁响应ε
m
，得到车辆左轮迹处的左轮迹影响线I
L
、车辆右轮迹处的右轮迹影响线I
R
、左轴重向量P
L
、以及右轴重向量P
R
；根据车辆轴数N、车辆轴距D、左轮迹影响线I
L
、右轮迹影响线I
R
、左轴重向量P
L
、以及右轴重向量P
R
，构建桥梁响应方程ε
t
；根据桥梁响应方程ε
t
，得到轮重计算方程P
LR
；根据轮重计算方程，得到移动车辆的每个左轮轮重和每个右轮轮重2.如权利要求1所述的基于轮迹影响线的移动车辆轮重识别方法，其特征在于，所述桥梁响应ε
m
包括正应变、剪应变、挠度、以及支座反力；所述采集系统包括桥梁动态称重系统；利用桥梁动态称重系统中设置在不同桥梁位置处的称重传感器采集到的桥梁响应ε
m
不同。3.如权利要求1所述的基于轮迹影响线的移动车辆轮重识别方法，其特征在于，所述桥梁响应方程ε
t
采用下述公式计算得到：其中，ε
t
表示t时刻的桥梁响应；Λ
L
表示由所有左轮迹影响线I
L
对应的左影响线系数构成的矩阵；Λ
R
表示由所有右轮迹影响线I
R
对应的右影响线系数构成的矩阵；P
L
表示移动车辆的左轴重向量；P
R
表示移动车辆的右轴重向量；T表示矩阵置。4.如权利要求3所述的基于轮迹影响线的移动车辆轮重识别方法，其特征在于，所述轮重计算方程P
LR
采用下述公式计算得到：P
LR
＝(ΛΛ
T
)
‑1Λε
m
其中，P
LR
表示移动车辆所有左轮轮重和所有右轮轮重构成的矩阵；T表示矩阵置；ε
m
表示桥梁响应；m表示总采样数。5.如权利要求1所述的基于轮迹影响线的移动车辆轮重识别方法，其特征在于，所述左轮迹影响线I
L
采用下述公式计算得到：其中，
I
L
表示左轮迹影响线；L表示移动车辆的左轮；m表示总采样数；N表示车辆轴数；C表示车轴采样间隔；所述右轮迹影响线I
R
采用下述公式计算得到：其中，I
R
表示左轮迹影响线；R表示移动车辆的右轮。6.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：何维，吴海兵，钟继卫，王亚飞，邓露，孔烜，
申请(专利权)人：湖南大学中铁大桥科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：