提高動態(tài)汽車衡稱重精度的算法設(shè)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(fā)交通事故的重要因素。 目前 , 經(jīng)相關(guān)技術(shù)人員 研究得出一種車輛管理規(guī)范要求的 C W 公 路車輛超限 動態(tài)檢測與計重收費系統(tǒng) , 及動態(tài)汽車衡 , 成為目前控制車輛超重超載的重要技術(shù)手段。

1.動態(tài)汽車衡基本構(gòu)成

動態(tài)汽車衡是公路車輛超載超重測量的一種*的重要技術(shù)手段 , 而影響該系統(tǒng)計算設(shè)計的關(guān)鍵就是稱重精度和其穩(wěn)定性 , 因 此 , 要進(jìn)一 步提高 FI R 稱重算法的度 和穩(wěn)定性 , 就必須 要全面掌握和分析系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

CW 動態(tài)汽車衡主要是由動態(tài)軸重衡 、 輪軸識別器 、車輛分離器、  上位機(jī) 以及稱重控制儀表構(gòu)成。  其中動態(tài)軸重衡以稱重軸的方式對車輛的各軸或軸組依次進(jìn)行稱重。車輛在行駛過程中只 要輪胎經(jīng)過稱重軸 ,   CW系統(tǒng)會將壓力信號轉(zhuǎn)換為輪胎數(shù)信號 ,   然后利用 紅外光對 車輛進(jìn)行掃描 ,   系統(tǒng)會自動將稱重數(shù)量與車輛相對應(yīng) , 并且能自動化處理數(shù)據(jù)。 其中數(shù)據(jù)處理主要是利用 系統(tǒng)中稱重控制儀表檢測設(shè)備的工作狀態(tài) , 采集各種傳感器上 的信號 , 處理數(shù)據(jù) ; 上 位機(jī)的主要作用 就是管理視頻、 音頻以及 智能的開關(guān)路閘、 聲光報警器以及 大屏 幕顯示器等設(shè)備 , 接收和處理儀表上 傳的車輛信息 , 能根據(jù)系統(tǒng)中提供的車輛重量數(shù)值 , 超重情況下 , 控制路閘開關(guān)。 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(yuǎn)程通訊 , 具體構(gòu)成如下圖 所示。

2.系統(tǒng)功能

系統(tǒng)中主要功能就是動態(tài)稱重信 號采集、 整理以及 分析 ,有數(shù)字濾波 FI R 計算 , 這兩個方面是重要系統(tǒng)組成部分。 其中動態(tài)稱重信號采集與分析主要是指收集傳感器上 的信號 , 當(dāng)車輛經(jīng)過動態(tài)汽車衡時 , 車輛前軸經(jīng)過汽車衡時 , 就會引起載荷。而在實際應(yīng)用 中 , 影響動態(tài)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(chǎn)生的振動等。 信息采集是系統(tǒng)中一 個重要 的方面 , 此外 , 還有數(shù)字濾波的功能 , 數(shù)字濾波是一 種用 來過濾時間離散信號的數(shù)字系統(tǒng) , 通過對采樣 數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字化處理達(dá)到頻域濾波 , C W 動態(tài)汽車衡中使用 的是一 種的有限 沖擊響應(yīng) IF R 數(shù)字濾波方法，其穩(wěn)定性非常強 ,   并且對 信號 干擾處理法效果也比 一般的數(shù)字濾波方法要好。

3.系統(tǒng)運行難點

動態(tài)汽車衡采用 動態(tài)稱重技術(shù) ,   即在車輛行駛狀態(tài)下 進(jìn)行稱重 ,與靜態(tài)稱重相比 ,   其主要特點就是節(jié)省時間、  效率高 ,   并且不會影響正常交通環(huán)境。 這種系統(tǒng)對技術(shù)設(shè)備要求比較高 , 且對使用 環(huán)境有 一 定的 要求 , 由 于 安 裝在外面 , 工 作環(huán)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(tài)稱重精度。因 此 ,   技術(shù)人 員 必 須 要深入 研 究和分 析 ,   尋 找克 服 外 界 隨 機(jī)干擾的影響 ,   準(zhǔn)確稱量車輛的重量。

4.提高動態(tài)汽車衡稱重精度的算法設(shè)計措施

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

統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn) ,   取得了比較理想 的效果。

當(dāng)信號的干 擾較小時 , 系統(tǒng)中 IF R 濾波基本算法的精度會提高 , 但是由于 動態(tài)汽車衡是安裝在室外 , 經(jīng)過風(fēng) 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(yán) 重 , 稱重信號會變得不穩(wěn)定 , 甚至 無法發(fā)射信 號 , 這就必然導(dǎo) 致 IF R 基本算法無法剔除外 界噪 音 干 擾 。 而技術(shù)人 員 在實踐和多次 研究之后 , 找到改造和優(yōu)化的方法 , 極大地改善濾波性能 , 使動態(tài)汽車衡的技術(shù)指標(biāo)設(shè)計達(dá)到要求。 首先 , 在 IF R 濾 波之前對采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行一 次過濾 , 針對異常點進(jìn)行處理。 選取兩個采樣 點 , 比較這兩點的異常之處 , 重復(fù)采樣 比較 , 發(fā)現(xiàn)異常點變化規(guī)律。 即兩個數(shù)之差 的值超過第一個數(shù)的值 的 01 % , 就說明 這個樣點存在異常 , 進(jìn)而能通過反復(fù)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(jìn)而能提計算的準(zhǔn)確性。

濾波器的各種重要指標(biāo)都是由窗函 數(shù)決定 ,   為了 改善濾波器的性能 ,   窗函 數(shù)的主瓣直 徑應(yīng)該減小 ,   旁瓣峰值應(yīng)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(yīng) 用 中應(yīng) 該取兩者的折 中處理方法 ,   兼顧 各項 指 標(biāo) 。

一般濾波在使用 過程中 ,  告訴車道上 的噪 音會達(dá)到 0 .     1 ,   而經(jīng)過改進(jìn)后的噪 音高峰值為0 . 15  巧 左 右 ,   說明 經(jīng)過調(diào)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(nèi) ,   為稱重提供穩(wěn)定而的信號 ,   提高了 整個動態(tài)稱重精度。

5.結(jié)束語

綜上所述 ,   動態(tài)汽車衡稱重精 度計算設(shè)計系統(tǒng) ,   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(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計功能 , 并且減少系統(tǒng)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(tǒng)的 穩(wěn)定性和可靠性。 未來 , 隨著計算機(jī)技術(shù)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(lǐng)域推廣開來。