[发明专利]一种桥梁动态称重系统

权利要求书

1.一种桥梁动态称重系统，其特征在于，包括：

动应变计，设置在桥梁的预定截面，用于对车辆通过所述桥梁时产生的桥梁结构动应变数据进行采集；

桥梁交通监控装置，设置在所述桥梁的桥面上方，用于记录所述桥梁上通过的所述车辆并生成车辆监控视频；以及

计算处理装置，分别与所述动应变计以及所述计算处理装置相通信连接，用于对所述桥梁结构动应变数据以及所述车辆监控视频进行计算处理从而获取所述车辆的车重，

其中，所述计算处理装置具有：

动应变处理部，用于对所述桥梁结构动应变数据进行处理从而获取该桥梁结构动应变数据的静态成分的峰值；

视频车辆识别部，用于通过预先训练的深度神经网络模型对所述车辆监控视频进行识别，从而获取所述车辆监控视频中车辆的位置信息、车轴数、车型信息以及与所述位置信息对应的时间信息，所述位置信息为所述车辆各个车轮的坐标；

车辆坐标转换部，用于根据预定的车辆位置坐标转换方法对所述位置信息进行转换从而获取所述车辆的实际位置坐标；

车速计算部，根据所述时间信息以及所述车辆坐标转换部将对应的所述位置信息转换的所述实际位置坐标计算所述车辆的车速；以及

车重计算部，用于根据所述静态成分的峰值、所述实际位置坐标以及预先标定的桥梁影响面计算获取所述桥面上单辆以及连续多辆通过的车辆的轴重，进一步结合所述车轴数以及所述车型信息计算出所述车辆的车重；

其中，所述动应变处理部具有：

应变截取单元，用于在所述桥梁结构动应变数据中截取由所述车辆激起的动应变信号段；

静态成分计算单元，用于通过局部回归算法对所述动应变信号段进行处理从而获取所述静态成分；以及

峰值提取单元，用于从所述静态成分中提取所述静态成分的峰值；

所述车重计算部对单辆所述车辆通过桥梁时进行计算的车重计算方法为：

式中，W是计算出的所述车辆的车重，S^peak是所述车辆激起的所述静态成分的峰值，I(x,y^peak)是所述车辆的所述实际位置坐标在所述桥梁影响面的影响量，x是由所述视频车辆识别部识别得到的所述车辆通过所述桥梁影响面的纵桥向峰值的横桥向剖面时的横桥向位置坐标，y^peak是由标定所述桥梁影响面时进行的影响面理论分析得到的所述桥梁影响面的纵桥向峰值剖面在桥面坐标系上的纵桥向坐标；

所述车重计算部对前后多辆所述车辆通过桥梁时进行计算的车重计算方法为：

对于首辆所述车辆采用公式(1)进行计算，

对于后续的所述车辆采用公式(2)进行计算：

式中，W_rear是当前车辆的车重，是当前车辆激起的所述静态成分的峰值，I(x_front,y_front)是前一车辆的所述实际位置坐标在所述桥梁影响面上对应的影响量，W_front是已经计算出的前一车辆的车重，I(x_rear,y^peak)是当前车辆的所述实际位置坐标在所述桥梁影响面上对应的影响量，x_rear是由所述视频车辆识别部识别得到的所述当前车辆通过所述桥梁影响面的纵桥向峰值的横桥向剖面时的横桥向位置坐标，y^peak是由标定所述桥梁影响面时进行的影响面理论分析得到的所述桥梁影响面的纵桥向峰值剖面在桥面坐标系上的纵桥向坐标。

2.根据权利要求1所述的桥梁动态称重系统，其特征在于：

其中，所述视频车辆识别部对所述车辆监控视频进行识别从而获取所述车辆监控视频中车辆的位置信息时，还能够获取所述车辆的车轴数以及车型信息。

3.根据权利要求1所述的桥梁动态称重系统，其特征在于：

其中，所述计算处理装置还具有车流信息统计部，

所述车流信息统计部能够对所述车重计算部计算出的所述车重、所述视频车辆识别部识别出的车辆以及所述车速计算部计算的车速进行统计从而得到所述桥梁的车流统计信息。