基于多排传感器的桥梁动态称重系统在板桥中的应用研究

摘要

桥梁动态称重(BWIM)系统是以桥梁结构为载体来识别过桥车辆的各轴重及总重。目前商用BWIM系统均是在Moses算法的基础上利用桥梁弯矩影响线作为参考来识别过桥车辆轴重。因此，获得更为符合桥梁实际边界条件的影响线对于提高车辆轴重识别精度具有重要意义。为了拓宽BWIM技术在不同桥型中的应用范围，进一步改进相关的轴重识别算法，本文基于广西桂林市西站东路工程一跨径为13m的简支板桥的现场试验，对基于单排传感器的轴重识别算法和基于多排传感器的轴重识别算法展开了相关研究，并对不同算法的轴重识别精度进行了对比分析。具体的研究内容如下：
　　（1）对适用于板桥的基于单排传感器和多排传感器的轴重识别算法计算公式分别进行了详细的推导，并分析了两种算法的异同点。
　　（2）根据简支宽板桥现场试验，分别采集了标定车行驶过桥时各排传感器的动态响应数据，为BWIM系统算法的相关研究提供现场测试数据。
　　（3）利用 Matlab软件对本文所涉及的两种算法编制了相应程序，为其运用于宽板桥实测数据的分析计算提供准备。
　　（4）基于板桥试验所采集的动态响应信号，利用连续小波变换技术对采集的FA D信号进行时频处理以快速准确识别车轴信息。结果表明：通过小波变换能够有效提高车轴识别的准确性和效率。
　　（5）基于实测动态响应数据，分别用两种算法识别过桥车辆单轴重及总重。结果表明：应用于板桥的两种算法均具有较高的识别精度，基于单排传感器的轴重识别算法得出的是一个唯一的相对静态轴重；而基于多排传感器的轴重识别算法可以得到随时间变化的瞬时轴重，可获得反映车辆轴重变化历程的轴重时间历程曲线。
　　（6）两种不同算法识别的轴重结果对比分析可以得到：多排传感器算法比单排算法具有更高的轴重识别精度，但两种算法都需要标定结构各车道的实际影响线。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 桥梁动态称重系统的研究与发展

1.3 多排传感器算法存在的问题及发展前景

1.4 本文研究的主要内容

1.5 研究采用的技术路线

1.6 本文的组织结构

第2章 BWIM系统算法推导

2.1 引言

2.2 连续小波变换简介

2.3 基于单排传感器的轴重识别算法

2.4 基于多排传感器的BWIM算法

2.5 两种算法理论的异同点

2.6 本章小结

第3章 基于单排传感器的轴重识别应用

3.1 引言

3.2 实桥试验简介

3.3 试验结果分析

3.4 本章小结

第4章 基于多排传感器的BWIM系统实桥应用

4.1 引言

4.2 实桥试验

4.3 试验结果分析

4.4 基于不同算法的轴重识别结果对比分析

4.5 本章小结

结论与展望

结论

主要贡献

后续研究工作与展望

参考文献

致谢

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