橋梁載重監(jiān)測方法、裝置及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及橋梁監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種橋梁載重監(jiān)測方法、裝置及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著交通運(yùn)輸事業(yè)的蓬勃發(fā)展，公路交通流量的不斷增多以及載重量的不斷增 大，現(xiàn)有橋梁結(jié)構(gòu)的承載能力和可靠性面臨著嚴(yán)峻的考驗(yàn)，對于車輛荷載而言，其主要由車 重、軸重、軸距及車間距等多個參數(shù)影響著產(chǎn)生于橋梁結(jié)構(gòu)中的效應(yīng)；而對于橋梁結(jié)構(gòu)，由 于荷載和抗力的內(nèi)在相關(guān)性，其承載能力需滿足車輛的構(gòu)型、載重量、載重量在各軸上的分 配、車輛在橋上的位置以及橋梁跨徑等方面的要求。車輛擁擠堵塞，許多橋梁上車輛前后間 距僅3. 0~5. 0m，造成橋梁損壞加劇，形成惡性循環(huán)，車輛及行人的安全受到威脅。更為嚴(yán) 重的是，由此引發(fā)的橋梁垮塌事故令人觸目驚心。
[0003] 對于小跨徑橋梁，由于車輛間距不可能無限縮短的緣故，橋梁最大荷載效應(yīng)一般 由單車車重控制或單車軸載控制，目前多采用控制單車車重上限或單車軸載上限實(shí)現(xiàn)橋梁 安全監(jiān)測，但無法對中等跨徑和大跨徑橋梁進(jìn)行橋梁安全監(jiān)測。
[0004] 對于中等跨徑和大跨徑橋梁，橋梁結(jié)構(gòu)的最大荷載效應(yīng)往往是在車輛擁堵情況下 產(chǎn)生的，其主要原因是由于車輛在擁堵狀態(tài)下，車輛間距小、橋梁上行駛車輛較多所致；傳 統(tǒng)的方法是運(yùn)用傳感器與通信技術(shù)，適時地或定期地采集橋梁的工作參數(shù)，由計(jì)算機(jī)根據(jù) 橋梁的設(shè)計(jì)參數(shù)結(jié)合橋梁健康檢測指標(biāo)對采集的參數(shù)進(jìn)行識別、加工和分析，給出橋梁的 荷載分布，為橋梁維護(hù)、維修與管理決策提供依據(jù)和指導(dǎo)。由于大跨度橋梁具有結(jié)構(gòu)形式復(fù) 雜、跨度大、所處環(huán)境惡劣等特點(diǎn)，給橋梁車輛動態(tài)荷載分布檢測帶來很多弊端，如所需傳 感器數(shù)量較多、成本較高，且干擾信號容易對傳感器造成影響，布線易混亂，布置和維護(hù)設(shè) 備工作量較大，實(shí)時性較差等。
[0005] 現(xiàn)有技術(shù)中還存在利用全景攝像機(jī)的拼接技術(shù)對大跨度橋梁的檢測方法，該檢測 方法通過檢測和跟蹤整個橋面上的車輛，從而實(shí)現(xiàn)車輛與重量的跟蹤匹配。但該檢測方法 僅依靠視頻作為識別因素，匹配因素單一，過于依賴視頻識別系統(tǒng)，在夜間或光線環(huán)境較差 時容易出現(xiàn)跟蹤失敗，同時該檢測方法需要在橋梁上安裝大量的全景攝像機(jī)，數(shù)據(jù)處理難 度大，造價(jià)較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 鑒于上述問題，本發(fā)明提供一種克服上述問題或者至少部分地解決上述問題的一 種橋梁載重監(jiān)測方法、裝置及系統(tǒng)。
[0007] 依據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種橋梁載重監(jiān)測方法，所述方法包括：
[0008] S1 :實(shí)時獲取待監(jiān)測橋梁的上橋端車輛的車重及特征信息和下橋端車輛的特征信 息；
[0009] S2 :根據(jù)所述特征信息將所述下橋端車輛與所述上橋端車輛進(jìn)行匹配；
[0010] S3 :獲取未匹配成功的上橋端車輛的車重總和，并將所述車重總和作為所述待監(jiān) 測橋梁的橋梁載重。
[0011] 其中，步驟S2具體包括：
[0012] S201:計(jì)算所述下橋端車輛的特征信息和當(dāng)前上橋端車輛的特征信息之間的特征 偏差，所述特征信息包括：軸重、軸組重、軸數(shù)、車牌、車長、車高、車寬和三維輪廓中的至少 一項(xiàng)；
[0013] S202 :根據(jù)所述特征偏差計(jì)算相似性評價(jià)指標(biāo)；
[0014] S203 :將所述相似性評價(jià)指標(biāo)與相似性評價(jià)閾值進(jìn)行比較，若小于，則認(rèn)定為匹配 成功，并執(zhí)行步驟S3,否則認(rèn)定為匹配不成功，并執(zhí)行步驟S204 ;
[0015] S204:將未被選中過的上橋端車輛作為新的當(dāng)前上橋端車輛，并返回步驟S201， 直至所有上橋端車輛均被選中過。
[0016] 其中，步驟S3之后，還包括：
[0017] S4:判斷所述橋梁載重是否處于危險(xiǎn)載荷范圍，若所述橋梁載重處于所述危險(xiǎn)載 荷范圍內(nèi)，則輸出預(yù)警信息；
[0018] 步驟S3和步驟S4之間，還包括：
[0019] 統(tǒng)計(jì)預(yù)設(shè)時間內(nèi)的匹配成功車輛的平均時間，若所述上橋端車輛的存在時間與所 述平均時間得到的比值超過了預(yù)設(shè)值，則將該上橋端車輛的重量從所述橋梁載重中清除；
[0020] 或，
[0021] 步驟S4中，輸出預(yù)警信息之前，還包括：
[0022] 統(tǒng)計(jì)預(yù)設(shè)時間內(nèi)的匹配成功車輛的平均時間，若所述上橋端車輛的存在時間與所 述平均時間得到的差值超過了預(yù)設(shè)值，則將該上橋端車輛的重量從所述橋梁載重中清除；
[0023] 判斷所述橋梁載重是否處于危險(xiǎn)載荷范圍，若所述橋梁載重仍處于所述危險(xiǎn)載荷 范圍內(nèi)，則執(zhí)行輸出預(yù)警信息。
[0024] 其中，步驟S1具體包括：
[0025] 實(shí)時獲取待監(jiān)測橋梁的上橋端車輛的車重及特征信息和下橋端車輛的車重及特 征信息；
[0026] 相應(yīng)地，步驟S2具體包括：
[0027] 將所述車重及特征信息作為新的特征信息，根據(jù)所述新的特征信息對所述下橋端 車輛與所述上橋端車輛進(jìn)行匹配。
[0028] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種橋梁載重監(jiān)測裝置，所述裝置包括：
[0029] 信息獲取模塊，用于實(shí)時獲取待監(jiān)測橋梁的上橋端車輛的車重及特征信息和下橋 端車輛的特征信息；
[0030] 信息匹配模塊，用于根據(jù)所述特征信息將所述下橋端車輛與所述上橋端車輛進(jìn)行 匹配；
[0031] 載重計(jì)算模塊，用于獲取未匹配成功的上橋端車輛的車重總和，并將所述車重總 和作為所述待監(jiān)測橋梁的橋梁載重。
[0032] 其中，所述信息匹配模塊具體包括：
[0033] 偏差計(jì)算子模塊，用于計(jì)算所述下橋端車輛的特征信息和當(dāng)前上橋端車輛的特征 信息之間的特征偏差，所述特征信息包括：軸重、軸組重、軸數(shù)、車牌、車長、車高、車寬和三 維輪廓中的至少一項(xiàng)；
[0034] 指標(biāo)計(jì)算子模塊，用于根據(jù)所述特征偏差計(jì)算相似性評價(jià)指標(biāo)；
[0035]閾值比較子模塊，用于將所述相似性評價(jià)指標(biāo)與相似性評價(jià)閾值進(jìn)行比較，若小 于，則認(rèn)定為匹配成功，否則認(rèn)定為匹配不成功；
[0036] 車輛選擇子模塊，用于將未被選中過的上橋端車輛作為新的當(dāng)前上橋端車輛，直 至所有上橋端車輛均被選中過。
[0037] 其中，所述裝置還包括：
[0038] 危險(xiǎn)預(yù)警模塊，用于判斷所述橋梁載重是否處于危險(xiǎn)載荷范圍，若所述橋梁載重 處于所述危險(xiǎn)載荷范圍內(nèi)，則輸出預(yù)警信息；
[0039] 所述裝置還包括：
[0040] 載重清除模塊，用于統(tǒng)計(jì)預(yù)設(shè)時間內(nèi)的匹配成功車輛的平均時間，若所述上橋端 車輛的存在時間與所述平均時間得到的比值超過了預(yù)設(shè)值，則將該上橋端車輛的重量從所 述橋梁載重中清除；
[0041]或，
[0042] 所述危險(xiǎn)預(yù)警模塊，還用于統(tǒng)計(jì)預(yù)設(shè)時間內(nèi)的匹配成功車輛的平均時間，若所述 上橋端車輛的存在時間與所述平均時間得到的比值超過了預(yù)設(shè)值，則將該上橋端車輛的重 量從所述橋梁載重中清除；判斷所述橋梁載重是否處于危險(xiǎn)載荷范圍，若所述橋梁載重仍 處于所述危險(xiǎn)載荷范圍內(nèi)，則執(zhí)行輸出預(yù)警信息。
[0043] 其中，所述信息獲取模塊，還用于實(shí)時獲取待監(jiān)測橋梁的上橋端車輛的車重及特 征信息和下橋端車輛的車重及特征信息；
[0044] 相應(yīng)地，所述信息匹配模塊，還用于將所述車重及特征信息作為新的特征信息，根 據(jù)所述新的特征信息對所述下橋端車輛與所述上橋端車輛進(jìn)行匹配。
[0045] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種橋梁載重監(jiān)測系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：設(shè)于待監(jiān) 測橋梁的上橋端的第一動態(tài)稱重平臺、第一車牌識別相機(jī)和第一車輛檢測器、設(shè)于所述待 檢測橋梁的下橋端的第二車牌識別相機(jī)和第二車輛檢測器、及所述的裝置，所述第一動態(tài) 稱重平臺、第一車牌識別相機(jī)、第一車輛檢測器、第二車牌識別相機(jī)和第二車輛檢測器均與 所述裝置連接。
[0046] 其中，所述系統(tǒng)還包括：設(shè)于所述待檢測橋梁的下橋端的第二動態(tài)稱重平臺，所述 第二動態(tài)稱重平臺與所述裝置連接；
[0047]和 / 或，
[0048] 所述系統(tǒng)還包括：警示單元，所述警示單元與所述裝置連接。
[0049] 本發(fā)明通過獲取上橋端車輛的車重及特征信息和下橋端車輛的特征信息，將下橋 端車輛與上橋端車輛進(jìn)行匹配，將未匹配成功的上橋端車輛的車重總和作為所述待監(jiān)測橋 梁的橋梁載重，便捷地實(shí)現(xiàn)了對橋梁載重的監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)只需要設(shè)置幾個較為簡單的設(shè)備，實(shí) 現(xiàn)簡單，成本低廉，并且采用近距離特征采集，使得匹配的精度高，從而保證了橋梁載重的 監(jiān)測精度。
【附圖說明】
[0050] 圖1是本發(fā)明一種實(shí)施方式的橋梁載重監(jiān)測方法的流程圖；
[0051] 圖2是本發(fā)明一種實(shí)施方式的橋梁載重監(jiān)測裝置的結(jié)構(gòu)框圖；
[0052] 圖3是本發(fā)明一種實(shí)施方式的橋梁載重監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0053] 圖4是圖3中的車輛檢測器的側(cè)視圖；
[0054] 圖5是圖3中的車輛檢測器的正視圖；
[0055] 圖6是圖3中的動態(tài)稱重平臺的示意圖；
[0056] 圖7是圖3中的警示單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0057] 圖8是本發(fā)明另一