[发明专利]一种联体式矫正违规行驶的动态称重系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及动态称重领域，特别涉及一种应用于高速公路等道路上的联体式矫正违规行驶的动态称重系统及方法（以下简称“动态称重系统”）。

背景技术

我国自展开超限治理以来，国内计重收费、超限检测设备应运而生，超载超限的治理收到了良好的效果。但随着计重收费、超限检测设备在国内的广泛应用，货车司机逐渐摸索出一些降低称重数据的作弊方法，以逃避正常缴费，目前，现有动态称重系统只能检测称重平台垂直方向的受力情况，也就是检测轴载荷，不能够检测行车方向称重平台的水平受力情况。而通过根据垂直方向受力分析得到的经验模型和重量补偿模型进行作弊行为的自动识别和重量补偿的风险较大，作弊行为识别准确率和重量补偿精度完全受称重传感器制约，可靠性较低。主要有以下几种缺点和不足：

1．跳磅过秤，车辆前轮停在称重平台边缘，货车司机踩住刹车并加大油门，待车辆达到高速（一般为3000转以上）后，突然放开刹车及手刹，车头猛然跃起，使车辆前轴从称重平台上掠过，造成车辆重心后移，前轴重量减轻，对于目前动态称重领域特别是称重台面短的称重产品就无法捕捉到其真实重量，并且由于无法检测到水平力就无法检测到车轮下落到秤台时的水平力来对车辆行为进行判断。

2．点刹（拖秤），车辆以较快的速度（一般＞20公里／小时，＜30公里／小时）通过称台，当后轮快接近称重平台时，司机猛踩刹车，车身前倾，重心前移，后轮顺势滑过称重平台。车轮在刹车时会与秤台面产生很大的摩擦力，目前的动态称重领域的称重系统无法检测到水平力，就无法捕捉到车轮与秤台的摩擦力，从而导致无法识别这种作弊方法。而不采用差分方式进行水平力的处理就会出现秤台长时间使用拉近传感器导致误判率极高的情况。

3．S型过秤，车辆先靠近车道右侧行驶，通过称重平台时从右向左使车辆保持向左前侧方向缓慢移动，当车前轮(转向轮)通过称重平台时，司机猛打方向盘，使车身保持向右前侧方向缓慢移动，直至车辆完全通过称重平台。车辆在超宽车道走S型通过称重区时，称重信息容易丢轴丢重量。车轮在秤台上转向时会产生很大的水平力，目前的动态称重领域特别是称重台面短的称重系统无法检测到水平力，就无法捕捉到车轮与秤台的摩擦力，从而会产生很大的称重误差。

通过分析，车辆在通过称重装置时，称重平台所受的水平力对建立作弊识别模型和重量补偿模型具有很高的参考价值。通过对称重平台进行力学分析，利用其所受的垂直力和水平力能够建立更为合理准确的车辆动力学模型，能够提高作弊识别模型和重量补偿模型的可靠性，提高作弊行为识别准确率和重量补偿精度。

发明内容

本发明提供了一种联体式矫正违规行驶的动态称重系统，通过在原有的动态称重系统的拉杆限位装置上安装水平力（拉力/压力）传感器，并通过数据采集控制器处理水平力（拉力/压力）传感器和称重传感器检测到的信号、识别作弊行为、生成修正系数修正最终重量。本系统能够有效的解决过秤车辆作弊造成重量损失这一问题，可以有效的抑制车辆跳磅过秤、S型过秤、点刹（拖秤）等作弊行为，从而提高车辆称重的准确性。

本发明的目的之一是，提供一种整体式矫正违规行驶的轴载检测系统，该系统在原有动态称重系统的基础上，通过改进称重平台拉杆限位装置，在拉杆限位上安装水平力（拉力/压力）传感器，增加检测称重平台的水平受力情况，达到全方位力学检测分析，建立更为可靠、准确的作弊识别模型和重量补偿模型，以此提高原有的动态称重系统的防作弊功能。本具有矫正违规行驶功能的动态称重系统包括：称重平台、数据采集控制器、数字接线盒、红外线车辆分离器、轮轴识别器、线圈检测器和必要的辅助材料、设备等。

本发明提供的具有矫正违规行驶功能的动态称重系统的称重平台主要包括联体式称重平台、称重平台框架、限位装置、称重传感器、水平力（拉力/压力）传感器。上秤称重平台设置两组共4只称重传感器和一只水平力（拉力/压力）传感器，下秤称重平台设置一组共2只称重传感器和一只水平力（拉力/压力）传感器，这5组传感器用于采集被称重车辆各轴对称重平台施加的垂直力和水平力；限位装置分为横向限位和纵向限位，横向限位为顶杆限位，每台秤需要四个顶杆限位装置，纵向限位为拉杆限位，每台秤需要四个拉杆限位装置。

前后端加装两只水平力（拉力/压力）传感器作为水平力传感器，检测两个称重平台面的水平力，这两个水平力的差值就是两个称重平台所受的水平力，能够消除由于秤台使用一段时间后出现的单方向水平力不归零现象，从原理和实际应用上避免了误判的出现，降低了同一台面单向测力所产生的误判等问题。