[发明专利]一种基于多源冗余信息的桥梁活载优化识别方法

权利要求书

1.一种基于多源冗余信息的桥梁活载优化识别方法，用于对车辆通过设有多个监测传感器以及交通监控装置的桥梁时的复杂车辆荷载进行识别，其特征在于，包括：

步骤S1，分别对各个所述监测传感器在所述车辆通过时产生的桥梁结构响应数据进行采集并获得与所述桥梁结构响应数据对应的峰值数据；

步骤S2，获取所述交通监控装置中所述车辆通过各个所述监测传感器时的车辆监控视频的视频帧并分别对所述视频帧进行车辆识别从而获得各个所述视频帧中所有车辆在所述桥梁上的相对位置信息和车轴数以及通过所述监测传感器的所述车辆的车辆位置坐标，所述车辆位置坐标为所述车辆各个车轮的坐标；

步骤S3，根据所述相对位置信息判断当前视频帧中通过所述监测传感器的所述车辆与该视频帧中其他各个车辆间形成的车位状态；

步骤S4，根据所述车位状态、所述车辆位置坐标、预先标定的桥梁影响面以及所述峰值数据计算所述车辆对应各个监测传感器的轴重，进一步结合所述车轴数以及所述轴重计算出所述车辆的车重；以及

步骤S5，根据对应各个监测传感器的所述车重进行统计验算从而获得活载数据，

其中，所述车位状态包括单辆状态、并行状态以及跟行状态，

所述车位状态为单辆状态时，所述车辆的车重计算方法为：

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峰值数据，I(x,y^peak)是所述车辆的所述车辆位置坐标在所述桥梁影响面的影响量，x是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，

所述车位状态为跟行状态时，所述车辆的车重计算方法为：

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峰值数据，I(x_front,y_front)是前一车辆的所述桥面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)是当前车辆的所述桥面位置坐标在所述桥梁影响面上对应的影响量，x_rear是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，

所述车位状态为并行状态时，车重计算方法为：

式中，w_i是横向第i辆所述车辆的车重，s_i是同一桥梁截面上第i个所述监测传感器的峰值读数，I(x_i,y_i)是所述监测传感器出现峰值读数时，第i辆车辆的所述车辆位置坐标在所述桥梁影响面上对应的影响量，x_i是所述监测传感器出现峰值读数时，第i辆汽车在桥面上的横桥向位置坐标，y_i是所述监测传感器出现峰值读数时，第i辆汽车在桥面上的纵桥向位置坐标。

2.根据权利要求1所述桥梁活载优化识别方法，其特征在于：

其中，所述步骤S5包括如下子步骤：

步骤S5-1，通过综合通过不同所述监测传感器采集的桥梁结构响应数据计算得到的车辆重量，进行频数统计并绘制频率分布直方图，验证其正态分布特性并获取其统计结果，拟合的概率密度函数如下所示：

式中，σ是多所述监测传感器车重识别结果的标准差，μ是多所述监测传感器车重识别结果的均值；

步骤S5-2，基于步骤S5-1获取的所述统计结果，以95％的保证率剔除所述统计结果中的在区间(μ-2σ,μ+2σ)之外的统计结果，然后对剩下的所述统计结果进行加权平均运算从而获得所述活载，其公式如下：

式中，是加权平均后的所述活载，w_i是第i个所述监测传感器对应的加权系数，x_i是对应第i个所述监测传感器处理获得的所述车重，n是所述监测传感器的总数量。