本文得到河南省杰出人才创新基金的资助。 随着经济的发展,我国的公路发展很快,但同时货运汽车超载现象也越来越严重。超载运输缩短路面的使用寿命,危及桥梁的安全使用,导致恶性交通事故增加。为了治理车辆超限超载,有必要在高速公路收费站对货运车辆进行动态称重收费。 国内的公路车辆动态称重技术起步较晚,虽然已有公司开发出用于公路收费的动态称重系统,但是允许车辆通行速度仍然比较低。往往测量精度高,允许的通行速度就比较低;通行速度高时,测量精度达不到要求。因此对动态称重系统的开发工作主要解决的问题是测量精度和车辆通行速度之间的矛盾。 基于动态称重收费系统判断超载的依据,使用轴荷称重的方法进行动态称重。本文对轴荷称重方法进行了详细分析,并在此基础上完成对硬件模块的设计和以及对系统进行模型分析。 首先是对称重系统硬件模块的设计,包括称重秤台的设计以及称重电路的设计。硬件部分的主要功能是数据采集、显示以及与PC机接口,在硬件部分将传感器送出的模拟信号经过放大和模数转换,变成数字信号,通过USB接口送入主机,由主机来进行处理。 在对动态称重系统进行了硬件系统的设计基础上,详细分析了动态称重系统的受力情况,通过分析称重系统可以用一个自回归滑动平均(ARMA)模型来表示,把称重问题转换为对车速的测量和对系统参数的识别。最小二乘法是进行参数识别的比较好的方法,考虑到我们建立的模型是时变模型,因此使用辅助变量算法的递推算法来进行参数识别,得到了比较好的试验结果。在提高动态称重精度的同时也降低了对车辆的通行速度的要求。