[发明专利]公路轴载动态数据采集系统及其处理方法

说明书

技术领域

本发明属于交通数据采集领域，特别是一种公路轴载动态数据采集系统及其处理方法。

背景技术

轴载调查是交通情况调查的一种，是为了预测某一时期内行车对路面的破坏作用，科学地制定公路养护措施，合理分配公路养护和改造资金。目前随着超载车辆的增多，单纯考虑车辆通过数量已经不能满足工程设计的需要，超载车辆对公路的实际冲击当量远远超过设计上的当量。因此，准确对设计路段进行轴载调查，获得实际行车荷载，才能真实反映公路路面荷载情况，为公路工程设计提供可靠的依据。

目前传统的轴载调查方式大多需要人工参与，即采用便携式汽车称重仪和利用超限检测站和收费站的称重设备，这三种方式都需要控制车速，即需要车辆在静止状态或5km/h以下的低速状态才能检测出车辆轴重数据，采集数据需要人工录入系统计算，效率低下且费时费力。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种布设简单、成本低廉、精度高的公路轴载动态数据采集系统及其处理方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种公路轴载动态数据采集系统，包括压电薄膜传感器、温度传感器、数据采集装置和数据接收与处理装置，所述压电薄膜传感器和温度传感器均设置在路面上，数据采集装置设置在路侧，该压电薄膜传感器和温度传感器与数据采集装置相连接，将检测到的车辆信息和温度信号传输给数据采集装置，该数据采集装置同时与数据接收与处理装置相连接，将信号进行预处理和模数转换后传输给数据接收与处理装置，数据采集装置同时接收数据接收与处理装置传输的校准和时间同步信号。

一种基于公路轴载动态数据采集系统的处理方法，包括以下步骤：

步骤1、压电薄膜传感器检测过往车辆的车速、轴重和整车重信号，温度传感器检测路面的温度信号，之后将信号传输给数据采集装置；

步骤2、数据采集装置将信号进行放大、滤波、阻抗匹配和模数转换，之后以十六进制的形式传输给数据接收与处理装置；数据采集装置同时接收数据接收与处理装置发出的校准和时间同步信号；

步骤3、数据接收与处理装置对信号进行解析，将接收到的十六进制信号解析成字符串格式的信号，之后将信号存储在数据存储模块中；

步骤4、客户终端对存储模块中的数据进行查询统计并输出。

本发明与现有技术相比，其显著优点：1）该系统能够不间断、全天候自动实时采集公路轴载数据；2）该系统能够采集车辆高速行驶时的轴重数据，车辆无需减速行驶。

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

附图说明

图1为系统结构示意图。

图2为数据采集装置硬件组成示意图。

图3为数据接收与处理装置组成示意图。

具体实施方式

结合图1，一种公路轴载动态数据采集系统，包括压电薄膜传感器、温度传感器、数据采集装置和数据接收与处理装置，所述压电薄膜传感器和温度传感器均设置在路面上，数据采集装置设置在路侧，该压电薄膜传感器和温度传感器与数据采集装置相连接，将检测到的车辆信息和温度信号传输给数据采集装置，该数据采集装置同时与数据接收与处理装置相连接，将信号进行预处理和模数转换后传输给数据接收与处理装置，数据采集装置同时接收数据接收与处理装置传输的校准和时间同步信号。

所述压电薄膜传感器形状为细长条状，每两条传感器为一组布设在一条车道上，该两条传感器相互平行并与车道的延伸方向相垂直，两条传感器之间的距离为3-10m，具体可根据实际需要进行调整。

结合图2，数据采集装置包括太阳能电源模块、处理器模块、信号调理模块、模数转换模块、存储模块和通信模块; 太阳能电源模块为整个数据采集装置供电，信号调理模块与传感器相连接，接收传感器传输的模拟信号，信号调理模块同时与模数转换模块相连接，将传感器信号放大、滤波、阻抗匹配后传输至模数转换模块，模数转换模块同时与处理器模块相连接，将转换后的数字信号传输给处理器模块，该处理器模块同时与通信模块相连接，将处理后的数据通过通信模块输出，处理器模块还与存储模块相连接，将数字化的传感器信号存储至存储模块。

所述太阳能电源模块包括太阳能电池板和蓄电池，其中太阳能电池板设置在立柱上，蓄电池埋入地面内，所述立柱为空心立柱，内部设置配电线缆，太阳能电池板通过配电线缆与蓄电池相连。