高速公路动态车辆称重系统的实验性研究
摘要
高速公路动态车辆称重系统的研究对于保护公路的正常使用有着重
要的经济意义和社会价值。本文的主要研究目的是试图通过实验模型研究
车辆的动态称重，以探讨实际测量中出现的一些基本问题。
本文首先对称重本体——汽车的运动状态和动力特性进行了深入的
分析与研究，并得出这样一个结论：汽车的振动是影响动态称重效果的关
键因素，要想使静态轴载比较准确的反映出来就必须根据振动产生的原因
有效的减缓和消除振动。然后以此作为先验知识进行了实验平台的建设，
在实验平台的建设中主要解决减缓和消除振动以及提高系统性价比的问
题。最后通过实验找出动态称重过程中的规律性，即本课题所需的后验知
识，并以此后验知识为基础建立数学模型从而实现了动态补偿算法。动态
补偿算法的实现是关键，本文根据后验知识提出了“当量测量值”的概念，
并利用回归分析找到了“当量测量值”和静态轴载之间的定量关系从而建
立动态补偿算法以实现动态车辆称重。而且通过分析和实验证明该算法在
速度较低的情况下可以满足系统的设计精度要求。
除此之外，本文还探讨了动态车辆称重系统的软件编制问题。主要包
括利用Ⅵ技术实现硬件功能的软件化，如利用软件实现结果显示、软操
作平台、报警显示以及建立系统和数据库的连接。
Car-weighting-dynamically System on Freeway plays a important role of protecting freeway to use normally. This article studies how to implement car-weighting dynamically in the situation that the sampling-time is short. The method on the base of pre-experiment knowledge is the kernel method in this article.
Firstly, studying the movernental and dynamical features that cars behave in the process of Car-weighting-dynamically, and knowing that the vibrations are the main factors impacting the measure precision. So it is concluded that to reduce and avoid the stochastic vibrations is necessary and useful. Secondly, taking this result as the pre-experiment knowledge to guide the construction of the experiment system. Thirdly, finding the post-experiment knowledge well and truly by doing a good many of experiments, and then implementing compensating-arithmetic-dynamically on the basic of the post-experiment knowledge. Finally, putting forward the conception of 揚roportional Maximal Value?PMV), and then seeking after the quantitative relation between PMV and static axle-load.
Besides, this article studied how to implement the software system, including result-showing, soft operating flat, soft alarming and database implementing.
要的经济意义和社会价值。本文的主要研究目的是试图通过实验模型研究
车辆的动态称重，以探讨实际测量中出现的一些基本问题。
本文首先对称重本体——汽车的运动状态和动力特性进行了深入的
分析与研究，并得出这样一个结论：汽车的振动是影响动态称重效果的关
键因素，要想使静态轴载比较准确的反映出来就必须根据振动产生的原因
有效的减缓和消除振动。然后以此作为先验知识进行了实验平台的建设，
在实验平台的建设中主要解决减缓和消除振动以及提高系统性价比的问
题。最后通过实验找出动态称重过程中的规律性，即本课题所需的后验知
识，并以此后验知识为基础建立数学模型从而实现了动态补偿算法。动态
补偿算法的实现是关键，本文根据后验知识提出了“当量测量值”的概念，
并利用回归分析找到了“当量测量值”和静态轴载之间的定量关系从而建
立动态补偿算法以实现动态车辆称重。而且通过分析和实验证明该算法在
速度较低的情况下可以满足系统的设计精度要求。
除此之外，本文还探讨了动态车辆称重系统的软件编制问题。主要包
括利用Ⅵ技术实现硬件功能的软件化，如利用软件实现结果显示、软操
作平台、报警显示以及建立系统和数据库的连接。
Car-weighting-dynamically System on Freeway plays a important role of protecting freeway to use normally. This article studies how to implement car-weighting dynamically in the situation that the sampling-time is short. The method on the base of pre-experiment knowledge is the kernel method in this article.
Firstly, studying the movernental and dynamical features that cars behave in the process of Car-weighting-dynamically, and knowing that the vibrations are the main factors impacting the measure precision. So it is concluded that to reduce and avoid the stochastic vibrations is necessary and useful. Secondly, taking this result as the pre-experiment knowledge to guide the construction of the experiment system. Thirdly, finding the post-experiment knowledge well and truly by doing a good many of experiments, and then implementing compensating-arithmetic-dynamically on the basic of the post-experiment knowledge. Finally, putting forward the conception of 揚roportional Maximal Value?PMV), and then seeking after the quantitative relation between PMV and static axle-load.
Besides, this article studied how to implement the software system, including result-showing, soft operating flat, soft alarming and database implementing.
引文
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[2] 吴钦伟，世纪之交的自动化仪表，《自动化仪表》，2000． 3
[3] 施汉谦、宋文敏编著，电子称技术，北京：中国计量出版社，1996
[4] 顾瑞良，电子衡器的分类及发展方向，《仪表自动化》，2000． 5
[5] 第十届国际计量技术联合会力与质量计量会议论文选，北京：中国计 量出版社，1986
[6] 应怀焦，虚拟仪器与计算机采集测试分析仪器的发展与展望，《测控 技术》，2000． 8
[7] 沈化荣、崔书堂，浅议汽车超载运行问题及整治对策，《汽车运输》， 2000． 1
[8] 颜增品，关于超限运输的一点思考，《汽车运输》，2000． 10
[9] 魏克严等编著，汽车振动，北京：人民交通出版社，1988
[10] 邓学军、孙璐著，车辆--地面结构系统动力学，北京：人民交通出 版社，1998
[11] 张寿鸿，对山西省轴式汽车衡现状的评估，《自动化仪表》，1999． 9
[12] 庄表中，陈乃立编著，随机振动的理论与实例分析，北京：地震出版 社，1992
[13] 毛英泰，误差理论与精度分析，北京：国防出版社，1987
[14] 马明建、周长城编著，数据采集与处理技术，西安：西安交通大学出 版社，2000
[15] 周祖濂，车辆动态称重，《第三届全国称重技术研讨会》，北京：中国 衡器协会，2001
[16] 沈兰荪，数据采集技术，合肥：中国科学技术大学出版社，1990
[17] 张如洲，微型计算机数据采集与处理，北京：北京工业学院出版社， 1987
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[19] Eugenel Zuch. Know your converter codes. Electronic Design. [s.l.]: Heyden Publishing Co., Oct.25, 1974
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[21] Crandall, S.H., Random Vibration, Appl.Mechs.Revs., Vol.12,1959
[22] Zilog, Inc. Discrete Z8 Microcontroller Databook, 1995
[23] Ono, T. et al. A Dynamic Measurement Device of Mass Utilizing a Microcomputer. Systems and Control. Vol.24, No. 3,1980
[24] 刘炳文编著，Visual Basic 4． 0 for Windows95程序设计基础，北京：人 民邮电出版社，1998
[25] 谭浩强编著，C程序设计，北京：清华大学出版社，1998
[26] 黄杰、蔡希洁、林尊琪，一种对称的线性拟合数据处理方法，《计量 技术》，2000． 5
[27] 肖耀明，误差理论与应用，北京：中国计量出版社，1985
[28] 丁振良，误差理论与数据处理，哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1992
[29] 蔡其恕主编，机械量测量，北京：机械工业出版社，1982
[30] 施昌彦，动态称重技术的现状和发展动向，《计测技术》，2000． 1
[3l] 金文光，无线动态抓斗称的研制，《电子测量与仪器学报》，2000． 1
[32] 役伟群，基于参数估计的动态称重新方法，《计量学报》，Vol．14，No．2， 1993
[33] 樊丽辉，车辆动态称重技术，《中南汽车运输》，1998． 2
[34] 肖冬荣，微型计算机实时控制系统的抗干扰，武汉：湖北科学技术出 版社，1985
[35] 刘振安，微型机系统抗干扰技术，北京：人民邮电出版社，1991
[36] 尤德裴，数字化测量技术，北京：机械工业出版社，1980
[37] 施仁，刘文江，自动化仪表与过程控制，北京：机械工业出版社，1993
[38] 朱位秋，随机振动，北京：科学出版社，1993
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