[发明专利]一种公路车辆快速最优多模块称重方法及系统

权利要求书

1.一种公路车辆快速最优多模块称重系统，其特征在于，包括传感器模块、数据采集模块和主控模块三部分组成；其中，传感器模块用于完成对车辆重量信号的采集工作，沿车辆行驶方向，依次安装车辆分离器、轮胎识别仪和N组称重块；每组称重块包含一个秤台和四个桥式称重传感器，每个秤台长3.6米，四个称重传感器分别安装在秤台的四个角；数据采集模块对传感器信号经过放大、模数转换、温度补偿等处理之后，将信号发送至主控模块，算法系统对信号进行处理之后获得车辆轴数、车轴号、轴重以及出现频次等车辆信息，生成车轴数据。

2.根据权利要求1所述的一种公路车辆快速最优多模块称重系统，其特征在于，每组称重块之间相互独立，称重块组数N不为定值，一般情况下，2≤N≤6，根据实际安装环境所确定。

3.采用如权利要求1所述系统的公路车辆快速最优多模块称重方法，其特征在于，基于贪心策略实现对于超长车辆的动态称重，步骤如下：

(1)哈希表实现车轴数据存储；

(2)实时更新重复车轴数据；

(3)贪心策略搜索目标轴重信息；

(4)剪枝优化缩小搜索范围；

(5)求解多组车辆称量值；

(6)评价车辆称量值并寻找近似最优解。

4.根据权利要求3所述的一种公路车辆快速最优多模块称重方法，其特征在于，哈希表实现车轴数据存储，算法系统在处理传感器信号之后实时生成大量车轴数据，每组车轴数据包含有车轴数量amount、车轴号number、车轴重量weight以及出现频次fre信息；为了确定每组车轴数据的存储位置，通过哈希函数返回一组车轴数据的车轴数量amount与最小的车轴号minnum，以此确定该组车轴数据的存储位置下标，将该组数据存储在变量AxleVec[amount][minnum]当中。

5.根据权利要求3所述的一种公路车辆快速最优多模块称重方法，其特征在于，实时更新重复车轴数据，N组称重块的相互独立使得同一车轴信息可能会被多次测量，从而出现重复的车轴数据，哈希表存储使得重复的车轴数据都存储在相同位置；每组重复数据包含的车轴数量与车轴号相同，无需更新，车轴重量与出现频次不同，需要更新；

更新方式为按序存储每组重复数据的重量信息和频次信息，当确定不再会有重复信息存入时，例如当车轴1下秤台后，所有包含车轴1的车轴数据不会再有重复信息存入，对存储的所有重量信息加权平均，得到最终的重量信息；所有频次信息相加得到最终的频次信息。

6.根据权利要求3所述的一种公路车辆快速最优多模块称重方法，其特征在于，贪心策略搜索目标轴重信息，为求解超长车的总重，需要搜索多组数据以确保包含全部的车轴，且车轴不能有重复；在每次搜索时，优先选择包含的车轴数量最多的一组数据，车轴数量相同时，选择出现频次较高的数据；每次搜索确定一组当前可以找到的最优数据，随后判断仍缺少的车轴信息，递归执行下一层搜索，直至找全全部车轴信息，求得一组车辆称量值，结束该次搜索。

7.根据权利要求3所述的一种公路车辆快速最优多模块称重方法，其特征在于，剪枝优化缩小搜索范围，假设待搜索的车轴号为[b,b+1,…,e]，取imax＝e–b+1，表示待搜索的车轴数量，按照贪心策略搜索算法，优先从AxleVec[imax][j]位置搜索车轴数据，根据车轴号一定连续的约束条件，可以推导得到剪枝优化的条件为b＝j＝e–imax+1，不满足此条件的数据一定会导致车轴号重复，凭此缩小搜索范围。

8.根据权利要求3所述的一种公路车辆快速最优多模块称重方法，其特征在于，求解多组车辆称量值，对于超长车称重，需要组合多组车轴数据来求得其车辆总重，组合方式不是唯一的，通过搜索不同的组合方式可以求得多组车辆称量值；基于贪心策略，首次搜索时确定一组当前可以找到的最优数据作为组成车辆总重的基底数据，随后进行递归搜索；在求解第二组车辆称量值时，选择首次搜索时找到的最优数据之外的次优数据作为新的基底数据；以此类推，可以求得多组不同的车辆称量值。

9.根据权利要求3所述的一种公路车辆快速最优多模块称重方法，其特征在于，评价车辆称量值并寻找近似最优解，通过贪心策略求得的每个车辆称量值都包含着多组车轴数据，为每组车轴数据生成一个量化评价指标evaluation，评价指标与该组数据包含的车轴数量和频次信息正相关；随后计算一个车辆称量值包含的多组车轴数据的评价指标的加权平均值，以此作为该车辆称量值的评价指标，选择评价指标最优的一组车辆称量值作为最终的车辆称量值。