提高動態汽車衡稱重精度的算法設計分析

車輛超重超載是造成我國公 路損 壞的重要原因 ,   也是引發交通事故的重要因素。 目前 , 經相關技術人員 研究得出一種車輛管理規范要求的 C W 公 路車輛超限 動態檢測與計重收費系統 , 及動態汽車衡 , 成為目前控制車輛超重超載的重要技術手段。

1.動態汽車衡基本構成

動態汽車衡是公路車輛超載超重測量的一種*的重要技術手段 , 而影響該系統計算設計的關鍵就是稱重精度和其穩定性 , 因 此 , 要進一 步提高 FI R 稱重算法的度 和穩定性 , 就必須 要全面掌握和分析系統結構。

CW 動態汽車衡主要是由動態軸重衡 、 輪軸識別器 、車輛分離器、  上位機 以及稱重控制儀表構成。  其中動態軸重衡以稱重軸的方式對車輛的各軸或軸組依次進行稱重。車輛在行駛過程中只 要輪胎經過稱重軸 ,   CW系統會將壓力信號轉換為輪胎數信號 ,   然后利用 紅外光對 車輛進行掃描 ,   系統會自動將稱重數量與車輛相對應 , 并且能自動化處理數據。 其中數據處理主要是利用 系統中稱重控制儀表檢測設備的工作狀態 , 采集各種傳感器上 的信號 , 處理數據 ; 上 位機的主要作用 就是管理視頻、 音頻以及 智能的開關路閘、 聲光報警器以及 大屏 幕顯示器等設備 , 接收和處理儀表上 傳的車輛信息 , 能根據系統中提供的車輛重量數值 , 超重情況下 , 控制路閘開關。 其智能化 程度 比較高 , 能生成和打 印各種報表 , 并且與控制中心直 接對接 , 遠程通訊 , 具體構成如下圖 所示。

2.系統功能

系統中主要功能就是動態稱重信 號采集、 整理以及 分析 ,有數字濾波 FI R 計算 , 這兩個方面是重要系統組成部分。 其中動態稱重信號采集與分析主要是指收集傳感器上 的信號 , 當車輛經過動態汽車衡時 , 車輛前軸經過汽車衡時 , 就會引起載荷。而在實際應用 中 , 影響動態載荷的因 素有很多, 如車輛自身的各種因素引起的振動、 路面不平 造成的振動、 車輛與地表藕合 而產生的振動等。 信息采集是系統中一 個重要 的方面 , 此外 , 還有數字濾波的功能 , 數字濾波是一 種用 來過濾時間離散信號的數字系統 , 通過對采樣 數據進行數字化處理達到頻域濾波 , C W 動態汽車衡中使用 的是一 種的有限 沖擊響應 IF R 數字濾波方法，其穩定性非常強 ,   并且對 信號 干擾處理法效果也比 一般的數字濾波方法要好。

3.系統運行難點

動態汽車衡采用 動態稱重技術 ,   即在車輛行駛狀態下 進行稱重 ,與靜態稱重相比 ,   其主要特點就是節省時間、  效率高 ,   并且不會影響正常交通環境。 這種系統對技術設備要求比較高 , 且對使用 環境有 一 定的 要求 , 由 于 安 裝在外面 , 工 作環境比較惡劣 、稱重時間短、 沖擊力度 大、 干 擾因 素多 , 這都 會影響動態稱重精度。因 此 ,   技術人 員 必 須 要深入 研 究和分 析 ,   尋 找克 服 外 界 隨 機干擾的影響 ,   準確稱量車輛的重量。

4.提高動態汽車衡稱重精度的算法設計措施

提高動態汽車衡稱重精度 ,  是為了 避免車輛超載超過 ,   造成嚴重的道路破壞 或交通事故 ,  下面 針對 C W 稱重算法設計系

統進行優化和改進 ,   取得了比較理想 的效果。

當信號的干 擾較小時 , 系統中 IF R 濾波基本算法的精度會提高 , 但是由于 動態汽車衡是安裝在室外 , 經過風 吹雨灑之后 , 電磁干 擾以及 溫度 影響 , 對濾波的沖擊與振動影響都 比較嚴 重 , 稱重信號會變得不穩定 , 甚至 無法發射信 號 , 這就必然導 致 IF R 基本算法無法剔除外 界噪 音 干 擾 。 而技術人 員 在實踐和多次 研究之后 , 找到改造和優化的方法 , 極大地改善濾波性能 , 使動態汽車衡的技術指標設計達到要求。 首先 , 在 IF R 濾 波之前對采樣數據進行一 次過濾 , 針對異常點進行處理。 選取兩個采樣 點 , 比較這兩點的異常之處 , 重復采樣 比較 , 發現異常點變化規律。 即兩個數之差 的值超過第一個數的值 的 01 % , 就說明 這個樣點存在異常 , 進而能通過反復驗 證和計算 , 剔除汽車高速通過 C E 稱重時噪 音對信號的干擾 , 提升信 號的度 , 進而能提計算的準確性。

濾波器的各種重要指標都是由窗函 數決定 ,   為了 改善濾波器的性能 ,   窗函 數的主瓣直 徑應該減小 ,   旁瓣峰值應該要盡量增

,以使濾波器形成一 個比較陡的過渡帶 ,   減少肩峰的振動情況 在實 際應 用 中應 該取兩者的折 中處理方法 ,   兼顧 各項 指 標 。

一般濾波在使用 過程中 ,  告訴車道上 的噪 音會達到 0 .     1 ,   而經過改進后的噪 音高峰值為0 . 15  巧 左 右 ,   說明 經過調整后 ,  濾波器噪音控制性能明 顯得到改善 ,   降低 了信 號干 擾程度,   將信號控制在一定的范圍 內 ,   為稱重提供穩定而的信號 ,   提高了 整個動態稱重精度。

5.結束語

綜上所述 ,   動態汽車衡稱重精 度計算設計系統 ,   主 要 是利

可編程控制器模塊的組合特點以及 其*的開入和開出二次邏輯編程特點 , 能確保實現系統設計功能 , 并且減少系統主控制平臺在 車輛開入開出功能 檢測資 源開銷 , 提升整個系統的 穩定性和可靠性。 未來 , 隨著計算機技術水平 不斷提高 , 尤其是可編控制器的核心模塊 C P U  運算速度 的提升 ,   終必定能將可編控制期在其他領域推廣開來。