公路車載動態(tài)稱重系統(tǒng)設(shè)計方案與開發(fā)(編輯修改稿)
2025-06-02 00:02 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 .....................47第五章 結(jié)論...................................................................48 全文總結(jié) .............................................................48 研究展望 .............................................................48致謝..........................................................................50參考文獻(xiàn)......................................................................51附錄一 動態(tài)稱重現(xiàn)場采集部分?jǐn)?shù)據(jù)...............................................53附錄二 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型數(shù)據(jù)訓(xùn)練仿真程序 ........................................55簡歷 在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文...................................................57第一章 緒論 公路車載動態(tài)稱重系統(tǒng)的意義隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步, 各種運輸車的數(shù)量和比重逐年遞增,現(xiàn)代交通運輸業(yè)得到飛速的發(fā)展。根據(jù)交通部規(guī)劃，到 2010 年，公路總里程要達(dá)到 210 萬至 230 萬公里，全面建成五縱七橫國道主干線，目前人口在 20 萬以上的城市高速公路連接率將達(dá)到 90%，高速公路總里程達(dá)到 5 萬公里。面對交通運輸業(yè)的迅猛發(fā)展，汽車超限超載運輸現(xiàn)象問題突出，并且變得越來越嚴(yán)重，公路超限超載現(xiàn)象會造成路面、橋梁等公路交通設(shè)施的損壞，從而惡化了交通道路的服務(wù)水平和行車安全狀況。為了有效地治理超限超載現(xiàn)象，交通部門普遍采用了對動態(tài)車輛的重量進(jìn)行計重收費來治理超限超載問題，這樣公路車載動態(tài)稱重系統(tǒng)就顯得十分迫切和必要[1][2]。隨著我國公路管理方法的不斷發(fā)展和完善，管理手段日趨電子化和信息化，越來越多的先進(jìn)技術(shù)被引用到公路的監(jiān)督管理之中，檢查車輛超載的辦法也由固定地點稱重檢測發(fā)展到可隨時變化地點的稱重檢測。車載稱重系統(tǒng)，就是其中的一種改良技術(shù)，這套系統(tǒng)解決了以往車輛稱重地點固定，不方便在公路全段隨機(jī)檢查的問題，也可以減少因為檢查站空間狹小，通過能力有限而造成通行高峰時避免出現(xiàn)擁堵的現(xiàn)象，改善交通。本文設(shè)計的動態(tài)稱重系統(tǒng)是江西省南昌市某公司自行設(shè)計和開發(fā)的公路車載動態(tài)稱重系統(tǒng)，已經(jīng)應(yīng)用于公路收費的路政執(zhí)法部門中，用于治理公路交通運輸，打擊超速超載現(xiàn)象。同時提高車載動態(tài)稱重系統(tǒng)的稱重數(shù)據(jù)精度，降低稱重系統(tǒng)的成本仍是一個未能解決的問題。國內(nèi)外一直都在探索一種新型的動態(tài)稱重方案：如何設(shè)計出速度快、抗干擾能力強(qiáng)、準(zhǔn)確度高的新型動態(tài)稱重系統(tǒng)，對交通相關(guān)部門有效地實施超限管理，保證行車安全、延長公路的使用壽命、降低公路養(yǎng)護(hù)的成本、減少環(huán)境污染等方面有著顯著的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。 汽車超限超載的危害公路交通運輸業(yè)的發(fā)展無疑對國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)起到了積極的推動作用，但是號稱公路隱形殺手的營運車輛超載現(xiàn)象屢禁不止，其危害是多方面的[3]。一、造成了大量道路交通安全事故據(jù)統(tǒng)計，70%的道路安全事故是由于汽車超限超載引起的，多于50%的死傷性重大道路交通事故與超限超載有著直接或者間接的關(guān)系，汽車超限超載運輸給人民生命財產(chǎn)造成了巨大的損失。二、超限超載汽車的荷載遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了公路和橋梁的設(shè)計承受荷載，致使路面損壞、橋梁斷裂，大大縮短公路的正常使用年限，使其不得不提前進(jìn)行大修。交通部的實驗表明，一輛超載100%的車輛，通過瀝青路面一次所造成的破壞程度，相當(dāng)于核定載荷的標(biāo)準(zhǔn)車輛走265次；通過水泥路面一次造成的破壞程度，相當(dāng)于核定荷載的標(biāo)準(zhǔn)車輛走。據(jù)有關(guān)專家介紹，超重10噸的貨車超載1倍，對公路的破壞力相當(dāng)于正常載重時的16倍；超載2倍，對公路的破壞力增加80倍。而且核定載重量越大的車輛，超載對公路的破壞越嚴(yán)重。三、導(dǎo)致了道路運輸市場的惡性競爭貨車車主競相壓價承攬貨源，以超限超載的方式來獲取利潤，結(jié)果超載的越多，賺錢就越多，形成了“壓低價格超限超載運力過剩在超限超載”這樣的惡性循環(huán)。四、嚴(yán)重污染大氣環(huán)境由于超限超載車輛燃油系統(tǒng)負(fù)荷過大，尤其是燃油凈化系統(tǒng)不能正常運轉(zhuǎn)，燃燒不完成的情況下，尾氣嚴(yán)重超標(biāo)，導(dǎo)致車輛行駛過程中的黑煙尾氣，對公路兩旁周圍環(huán)境造成了嚴(yán)重的大氣環(huán)境污染。鑒于超限超載運輸車輛所造成的巨大危害，加強(qiáng)公路運輸?shù)墓芾怼⒈Ｕ闲熊嚢踩葐栴}也顯得日趨重要。交通部2000年2號令《超限運輸車輛行駛公路管理規(guī)定》（以下簡稱規(guī)定）于2000年4月1日起執(zhí)行，《規(guī)定》對各類車輛的軸載質(zhì)量作了明確規(guī)定并指出“公路管理機(jī)構(gòu)可根據(jù)需要在公路上設(shè)置車輛軸載質(zhì)量及車輛總質(zhì)量檢測裝置”，可見，有效治理超限超載問題迫在眉睫。 公路車載動態(tài)稱重課題研究的意義鑒于國內(nèi)車輛超載、超限的嚴(yán)重性，公路交通管理相關(guān)部門急于收集當(dāng)前公路上行駛的車輛車型組成、軸載譜和超重程度、分析超重車輛對路面的損害影響程度，以便估算公路交通部門需為此增加的建設(shè)投資，并制定相應(yīng)的管理措施和法規(guī)，為公路運營部門按車重收費提供有效技術(shù)手段。目前對車輛的超限超載檢測有靜態(tài)和動態(tài)兩種方法：靜態(tài)稱重雖然精度高，但其規(guī)模較大，引人注目，往往使許多超限超載車輛易于逃避，同時靜態(tài)稱重還容易造成交通不通暢，難以發(fā)揮高速公路的優(yōu)越性；而動態(tài)稱重系統(tǒng)能實現(xiàn)超載治理和不停車計重收費系統(tǒng)的完美結(jié)合，因此動態(tài)稱重是現(xiàn)代交通中超限超載運輸測量的主要手段和發(fā)展方向，是不停車計重收費的基礎(chǔ)。但由于影響動態(tài)稱重精度的因素較多，例如，汽車的振動、路面的不平整程度、汽車的通過速度等等。這些因素勢必會使測量精度降低，使測量結(jié)果不準(zhǔn)確、不具說服力。為了提高動態(tài)稱重系統(tǒng)的測量精度，國內(nèi)很多研發(fā)機(jī)構(gòu)和公司長期致力于動態(tài)稱重系統(tǒng)的研究，但是一直以來并沒有取得太大的突破和進(jìn)展。而國外的設(shè)備價格十分昂貴而且沒有知識產(chǎn)權(quán)，因此對動態(tài)稱重系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步的研究，包括如何設(shè)計出速度快、抗干擾能力強(qiáng)、準(zhǔn)確度高的新型全自動汽車動態(tài)稱重超限管理系統(tǒng)，對交通部門有效地實施超限超重管理，保證行車安全、延長公路的使用壽命、降低公路養(yǎng)護(hù)的成本、減少環(huán)境污染等方面都有著顯著的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。公路車載動態(tài)稱重系統(tǒng)主要由動態(tài)稱重系統(tǒng)和視頻監(jiān)控系統(tǒng)兩個部分組成，其總體系統(tǒng)實現(xiàn)原理就是將便攜式稱重儀器、監(jiān)控攝像機(jī)、數(shù)字圖像處理器等相關(guān)電子設(shè)備裝配到改裝車車身上，讓現(xiàn)場的路政工作人員可以通過視頻監(jiān)控和稱重系統(tǒng)測量出來的數(shù)據(jù)來監(jiān)督整個車輛稱重的過程。圖 11 是公路車載動態(tài)稱重系統(tǒng)的總體設(shè)計框架圖，本文的主要研究內(nèi)容就是對稱重采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，獲得精度很高的稱重結(jié)果。車載動態(tài)稱重系統(tǒng) 車災(zāi)視頻監(jiān)控系統(tǒng)圖 11 公路車載動態(tài)稱重系統(tǒng)總體框架圖 Structure of WeighinMotion System 公路車載動態(tài)稱重系統(tǒng)的國外研究現(xiàn)狀
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