[发明专利]一种轴重、车速动态感知装置及测量方法

说明书

本发明公开了一种轴重、车速动态感知装置及测量方法，包括底座、多个压电陶瓷和压板；底座顶面设置有矩形槽，多个压电陶瓷阵列排布在底座的矩形槽中，压电陶瓷顶底端分别连接有一个电极，每个电极连接有一根导线，压板设置在压电陶瓷顶部，压板底面大于多个压电陶瓷的阵列面积，压板顶面设置在路表。能够准确获取车辆相应数据，并且可实现车辆轴重、速度的同时感知。

技术领域

本发明属于交通监测领域，涉及一种轴重、车速动态感知装置及测量方法。

背景技术

近年来物联网的发展为人类社会的进步提供了新的契机，智能城市的概念使人们的生活更安全、更舒适、更方便。智慧城市概念中一个吸引人的愿景是通过中枢神经系统感知城市运行过程中的关键信息，实现城市的智能化管理和运营。物联网在创建智能城市的过程中充当中枢神经系统的神经元，智能交通系统是支持智能城市运营的血管。为了创建一个智能城市，有必要尽可能多地监测和收集基础设施系统中的关键信息，尤其是城市地区道路系统路面范围内的交通信息。

目前已有很多解决方案和技术监控上述交通状况，但大多数现有解决方案都依赖于路侧单元，数据获取精度差。此外，现有的主流设备仅能够提供独立的信息，单个设备功能单一，并且导致了多源异构的大数据。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种轴重、车速动态感知装置及测量方法，能够准确获取车辆相应数据，并且可实现车辆轴重、速度的同时感知。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种轴重、车速动态感知装置，包括底座、多个压电陶瓷和压板；

底座顶面设置有矩形槽，多个压电陶瓷阵列排布在底座的矩形槽中，压电陶瓷顶底端分别连接有一个电极，每个电极连接有一根导线，压板设置在压电陶瓷顶部，压板底面大于多个压电陶瓷的阵列面积，压板顶面设置在路表。

优选的，压电陶瓷顶底端的电极上下分别设置有上垫片和下垫片，上垫片和下垫片大小均与底座的矩形槽相同，上垫片和下垫片间隔设置。

进一步，底座侧面设置有两个走线孔，两个走线孔分别与上垫片和下垫片位置对应。

优选的，矩形槽底设置有限位板，限位板与矩形槽大小相同，限位板上设置有多个阵列排布的通孔，通孔位置和数量与压电陶瓷对应，压电陶瓷设置在通孔中。

优选的，压板为上下双层结构，上层尺寸小于下层尺寸。

进一步，底座顶面设置有封环，封环内环将压板上层侧面包裹，封环底面与底座顶面连接。

一种基于上述任意一项所述装置的轴重、车速动态测量方法，包括以下步骤；

步骤一、获取压电陶瓷阵列行数、阵列列数、相邻两列压电陶瓷间距、单个压电陶瓷横截面面积、动态感知装置沿行车方向长度、单个压电陶瓷高度和单个压电陶瓷压电应变常数；

步骤二、将动态感知装置埋入行车道路中，压板顶面设置在路表；

步骤三、待车辆经过后，计算车辆的轴重和车速；

车速v为：

其中，m为压电陶瓷阵列行数；n为压电陶瓷阵列列数；l为相邻两列压电陶瓷间隔；t_i，j为压电陶瓷阵列中第i行，j列压电陶瓷电信号峰值时刻；t_i，j-1为压电陶瓷阵列中第i行，j-1列压电陶瓷电信号峰值时刻；

车辆轴重为：