[发明专利]基于压电储能的道路、桥梁超载预警方法

说明书

本发明涉及路面超载预警技术领域，具体涉及一种基于压电储能的道路、桥梁超载预警方法，利用压电单元将货车在路面上行驶时对路面施加的重力变化转换产生电压，一方面能够对其产生的电能进行存储，同时避免需要配合充电或者换电设备，降低施工难度并提高适用范围，满足边远区域使用需求；另一方面能够利用货车行驶时单个车轮产生的电压大小来判断货车是否超载，判断简单响应快速，同时结合不同货车类型超载影时响程度不同以及在不同参数路面上行驶时安全风险不同来对当前货车的超载等级进行判定，从而既能够实现对道路货车是否超载进场检测，并且也能够对当前货车的超载等级执行对应等级的预警，检测难度低并且稳定可靠，满足使用需求。

技术领域

本发明涉及路面超载预警技术领域，具体涉及一种基于压电储能的道路、桥梁超载预警方法。

背景技术

对于路面的超载检测通常包含对与道路的超载检测以及对桥梁的超载检测，通过对路面进行超载检测能够判断当前路面是否超载，并在超载时进行预警；通过对路面超载的判断既能够避免事故的发生，也能够提高对路面的保护，进一步降低事故风险。

传统的超载安全预警方法是采用基于电量学的汽车衡(地秤)，而传统的电量学汽车衡成本高、精度低、灵敏度低、并且维修复杂，在耐久性指标上难以满足实际工程需要，给计量工作带来了的误差；同时对于通过桥梁的车辆是否超载缺乏有效的检测手段，缺少对通过桥梁车辆的重量检测，不能对桥梁超载进行有效预警。

目前虽然能够通过设置传感器来对货车进检测，但是过多的传感器需要完善的供电体系或者换电体系，建造投入大并且时间长，导致成本高并且不易维修维护，不能大范围推广使用；并且使用传感器中电池大量的使用需求导致环境污染以及资源浪费。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于压电储能的道路、桥梁超载预警方法，解决目前对路面上货车是否超载判断难度高的问题。

本发明解决上述技术问题的方案：

一种基于压电储能的道路超载预警方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将多个压电单元分别埋设在道路两侧；

S2、根据当前货车类型确定当前货车额定重量时的超载电压；

S3、获取当前货车单个车轮挤压压电单元时对应压电单元所产生的实时电压，并将每个压电单元产生的电能进行存储；

S4、根据当前货车的类型以及道路的参数对实时电压进行修正得到当前货车单个车轮对应的修正电压；

S5、根据当前货车的修正电压与当前货车对应的超载电压计算得到超载等级，并根据超载等级执行对应的超载预警。

进一步限定，所述步骤S1具体为：

将多个压电单元沿道路铺设方向依次埋设在道路表面之下，同时将多个压电单元沿道路宽度方向依次埋设在道路表面之下，使压电单元顶部与道路表面之间的间距为z，z0。

进一步限定，所述步骤S2具体包括以下步骤：

S21、设定货车行驶中任一车轮与道路接触的形状为圆形，根据标准轴载BZZ-100规定，取货车单个车轮与道路之间的压强p＝0.7Mpa；

其中，当货车同轴同侧的车轮多于一个时，依旧将货车同轴同侧的所有车轮作为一个整体车轮进行处理计算，同样整体车轮与道路或者桥梁接触时形成圆形接触面积。

S22、根据当前货车的类型确定该货车的额定重量和该货车的轴数，计算该货车单个轮子与道路接触形成圆形均布荷载范围的半径a：

其中，P为货车额定轴载，