多车桥梁动态称重算法

目前商用桥梁动态称重(BWIM)系统的研究主要集中在一维BWIM系统,多数只考虑单车过桥的情况,而实际交通中多车过桥的现象普遍存在.针对这一情况,提出了一种多车动态称重算法.以Moses轴重识别算法为基础,基于横桥向动力响应线和桥梁弯矩影响面,对单车以及多车过桥的横向位置及轴重等车辆信息进行识别,最后通过桥梁动态称重有限元仿真分析,研究单车过桥、两车过桥以及三车过桥等不同工况下本文算法的可靠性.结果表明:单车过桥、两车过桥以及三车过桥的情况下,随着车辆数目的增加,识别精度略有降低,车辆总重的识别最大误差在13％左右,车辆横向位置的识别误差在9％左右,识别精度满足工程实际需求,该算法可识别多车过桥时的车辆横向位置与轴重,具有发展成为商业BWIM系统的潜力.     

桥面不平度的简支梁桥车桥耦合振动分析

桥面不平度通常被认为是影响车桥系统耦合振动的主要因素之一。根据给定的桥面不平度功率谱密度变换得到桥面不平度是一个有效、快速的途径。分别采用三角级数法和Fourier逆变换法得到各级路面的不平度及其对应的功率谱密度函数。通过比较可知:Fourier逆变换法精度较目前被广泛应用的三角级数法高。推导了四自由度车辆和桥梁的振动平衡方程,并编制了车桥耦合振动分析程序,结合Fourier逆变换法得到的桥面不平度,分析了某简支梁在考虑桥面不平度下的动力响应。研究结果表明,桥面不平度对桥梁和车辆的动力响应影响很大,车速决定着车辆对桥梁作用力和车辆受到的桥梁对其反作用力的频率,从而影响到桥梁振动。     

基于FLUENT的移动车辆下的车桥气动特性研究

为了研究车桥系统中车辆和桥梁之间的气动影响以及车桥系统的气动特性,基于流体软件FLUENT分别建立了车辆、桥梁、车桥系统的三维分析模型,计算了侧风下移动车辆和桥梁的气动力参数.结果表明：车桥之间有明显的相互气动影响,车辆的存在使得桥梁气动力参数增大,车桥之间的气动干扰显著影响了车辆气动力参数;与静止车辆相比,移动车辆的气动力参数普遍偏大;车速与风速对车辆的气动力参数影响显著,对桥梁影响较小.     

考虑区分车辆运行状态的桥梁车载统计分析及模拟

动态称重系统作为桥梁结构健康系统的重要组成部分之一,能提供丰富的车辆荷载监测数据,在此基础上建立能反映实际交通状况的车辆荷载模型,对桥梁结构的安全评估、车致疲劳分析等具有重要意义。提出一种能考虑区分车辆运行状态的随机车流模拟方法和流程,在车辆荷载统计分析过程中通过各时段的车流量密集程度区分车辆运行状态,针对不同运行状态,引入单峰和多峰概率分布模型,对车重、车速、车间距等车辆荷载统计参数进行概率拟合,通过K-S检验获得车辆荷载参数的最优概率分布;通过Monte Carlo抽样模拟随机车流,进而分解为随机加载流;基于某实际桥梁的车辆荷载监测数据,对车辆荷载模拟方法的合理性进行验证。结果表明：采用区分车辆运行状态模拟的随机车流对桥梁结构进行加载,获得的钢箱梁跨中底板应力幅值和应力循环次数与实际车流加载结果接近。相比之下,如果不考虑区分车辆运行状态,得到的应力幅值和循环次数都明显小于实际车流的加载结果,这对于桥梁结构的车致疲劳分析偏于危险。     

车辆作用下的公路简支梁桥测试频率

应用达朗伯(D'Alembert)原理和欧拉-柏努利梁(Euler-Bernoulli)假设,建立了多个车辆-桥梁系统相互作用的理论模型。利用模态分析方法,使车辆-桥梁系统方程解耦,基于广义坐标的自由振动理论,对用广义坐标矩阵形式表示的解耦后的运动方程用固有振动理论求解,从而得出多个车辆作用下的桥梁有载频率。对于中小跨径的公路桥梁,往往采用单个车辆激振桥梁,激振后停于桥上,因此推导出了单个车辆作用下的桥梁有载频率解析表达式。讨论了车辆的位置、弹簧刚度、簧上质量、簧下质量和桥梁有载频率与桥梁固有频率差值之间的关系。     

考虑轴向力作用下车-桥耦合系统的动力学建模与分析

应用达朗贝尔原理和振型分解法,建立了在桥梁轴向力作用下车-桥系统的动力学方程,利用Newmark-β方法,对车桥耦合问题进行数值求解,比较分析了桥梁轴向力、车速等对系统动力学响应的影响。研究表明:桥梁的轴向预拉力可有效地抑制桥梁的横向振动、减小车辆动力响应幅值以及车桥     

基于LabVIEW和.NET的动态轴重测量系统

针对目前日益繁重的交通运输现象,为减免超重车辆对桥梁结构产生的不利影响,文中以压电式传感器为基础原件,通过LabVIEW编程来控制PCI-6013完成数据的采集及存储工作.结合现场实测数据,对整个动态轴重测量系统进行现场安装调试,结果表明,该系统能够很好地达到车辆数据动态采集的目的,具有良好的稳定性和可靠性,精度满足工程要求.     

LRB隔震桥梁遭受超高车辆撞击时的响应分析

采用线性弹簧碰撞单元,用ANSYS有限元软件建立了超高车辆一桥梁的碰撞模型,对LRB隔震桥梁受到超高车辆正向撞击时的整体响应进行了非线性时程分析.结果表明,车桥碰撞时能产生较大撞击力;铅芯橡胶支座在超高车辆撞击桥梁时能消耗撞击能量,可有效地减小碰撞力向桥墩传播,起到"隔震"作用;影响撞击响应的主要因素是碰撞刚度、超高车辆的质量和速度.最后,为了便于工程设计提出了超高车辆-桥梁碰撞力的计算公式.     

融合机器视觉的桥梁动态称重方法

为了进一步提升现有的桥梁动态称重技术,提出了一种融合机器视觉的桥梁动态称重系统。首先,利用机器视觉算法对车辆进行识别和追踪;其次,对车辆作用下的桥梁响应监测信息进行处理;然后,利用虚拟简支梁理论对轴重、轴距进行识别;最后,通过模拟分析和室内试验的方式对本文方法的准确性进行检验。结果表明：本文方法在多种工况下,对车辆的轴重、轴距都具有较好的识别效果;轴重、轴距、总重识别平均相对误差分别为3.40%、4.31%和2.71%,并且具有一定的抗噪能力。     

车辆悬架非线性对不平整桥面桥梁耦合振动的影响

针对悬架车辆与桥梁的非线性耦合作用,提出一种新的四自由度非线性悬架半车模型的振动微分方程;采用基于威尔逊-θ法开发的微分方程求解程序求解车辆振动响应;利用有限元方法,得出了不同桥面不平度桥梁在不同车速作用下的挠度动态响应规律。数值分析表明:车辆悬架系统的特性对桥梁动荷载系数影响较大,在文中设定的非线性悬架参数车辆作用下,考虑车辆的非线性悬架系统使得简支梁的动荷载系数显著减小;连续梁的动荷载系数普遍大于相应车速下线性悬架车辆作用下的动荷载系数,尤其在桥面状况较差且货车通常运行的低速时较明显,非线性悬架系统车辆会加剧连续梁耦合振动。     

A Map-Matching Algorithm for GPS/DR Integrated Navigation Systems Based on Dempster-Shafer Evidence Reasoning

GPS (Global Positioning System) has been widely used in car navigation systems. Most car navigation systems estimate the car position from GPS and DR (dead reckoning). However, the unknown GPS noise characteristic and the unbounded DR accumulation of errors over time make the position information with undesirable position errors. The map matching can improve the position accuracy and availability of the vehicular position system. In this paper, general principle of map matching is investigated according to segmentation and feature extraction, and a map matching algorithm based on D-S (Dempster-Shafer) evidence reasoning for GPS integrated navigation system is proposed, which can find the exact road on which a car moves. For the experiments, a car navigation system is developed with some sensors and the field test demonstrates the effectiveness and applicability of the algorithm for the car location and navigation.     

基于物联网的智能停车场系统

针对目前国内智能停车场存在全程物理导航费用高、部分导航表达不明确和无法实现二次导航寻车等问题,设计了利用物联网将数据传输给移动设备实现全程导航的方案,并给出了硬件结构和软件组成。采集停车场停车数据于PC机,通过停车场基站号码段识别技术将数据传输给用户手机,用户利用手机接收的数据进行停车场全程导航和二次导航寻车。通过软硬件设计和调试实验结果表明,数据能够可靠传输到用户手机,用户利用手机接收的数据链接百度地图能够轻松实现停车场内定位、导航和二次导航寻车。     

煤炭运输车车载导航系统中GPS数据的采集与处理

为了提高煤炭物流运输控制的精确度,使大宗煤炭商品高效运输,需对煤炭运输车的具体路线进行导引,在每台煤炭运输车上安装GPS车载导航系统.主要讨论了一种车载GPS导航系统的功能分析与总体设计方案,完成了车载导航系统的数据采集和处理模块的软硬件设计.     

水工模型试验船模通航波高采集测量系统及其应用

目前,有关引航道通航水流的研究,国内主要依赖于实体模型及船模试验,波高测量对于航道通航问题,对船队航行安全具有非常重要的意义.现开发一套由软、硬件组成的波高数据自动采集分析系统,并将其成功应用于乌江银盘水电站水力学整体模型.该系统方便、迅速、操作简便,可满足科研生产需要.由于采用面向对象方法开发,进一步开发功能十分方便.     

时间同步技术的研究

本文提出了一种汽车时间同步系统。包括:卫星导航接收器、恒温晶振、控制器、信号选择模块、信号处理单元、组合仪表显示屏、导航设备显示屏、车载时钟显示屏以及信号校准模块。该系统通过对信号选择、误差的修正等措施。可以有效的解决汽车的导航设备、组合仪表和车载时钟上显示的时间不一致问题。     

低成本MIMU/GPS组合导航系统设计与实验

高精度惯性传感器的昂贵价格在一定程度上限制了惯性导航系统(INS)的进一步推广应用,然而低成本微型惯性测量单元(MIMU)的出现,为INS的推广应用了带来了新的契机。文中提出了一种适合于工程应用的低成本MIMU/GPS组合导航系统的结构与方案,并给出了组合导航系统位置速度交替组合模式的数学模型。考虑到未知工作环境中各类噪声统计参数的未确定性易使经典的卡尔曼滤波器发散,因此文中采用了闭环自适应卡尔曼滤波器对子系统的数据进行融合处理;设计了低成本的组合导航系统原理样机,并进行了跑车实验。跑车实验及事后数据处理分析结果表明:该系统具有较高的长时间导航精度以及良好的可靠性和鲁棒性。     

基于数学形态学的汽车牌照提取算法

定位汽车牌照在车牌识别应用中是很关键的一步。提出了一种基于数学形态学的新方法。以车牌宽度和高度、车牌字符高度及字间宽距等信息为依据来设计一种新的结构元,通过对汽车边缘图像进行形态学运算,能从图片中得到包含汽车牌照的候选区域,最后,基于汽车牌照纵宽比等固有特征,采用连通域体态分析,对包含车牌的多个候选区域进行去伪,得到真正车牌区域。通过对大量汽车图片实验,验证了该方法的有效性。     

桥梁施工中质量通病的控制与对策措施

通过加固地基和采用轻质材料回填，有效地控制桥头软土路基沉陷跳车；通过桥面砼侧模整平系统施工新工艺精确控制桥面铺装层顶面标高，采用整体式大型钢模板工艺使防撞护拦质量有明显的提高，采取反开槽安装伸缩缝施工工艺，使伸缩缝安装平整度质量得到有效控制。     

宜昌长江铁路大桥桥位桥孔的水文影响因素

在跨江桥梁工程设计中,需统筹考虑大桥建设与桥区河段河道、防洪、航道、航运的相互关系,兼顾地质、水文和桥梁结构方面因素,确定合适的桥位、桥跨及墩位,将大桥建设对河道演变、防洪、航道和航运等方面的影响降到最小.以宜昌长江铁路大桥为例,介绍了相关的水文专项研究情况.综合分析表明:宜昌桥主桥墩位置及跨度布置既满足洪水期的通航要求,也满足枯水期的通航要求,并能适应远期航运发展的需要.该实例可为国内其他大型跨江桥梁的设计论证提供参考.     

基于3D激光传感器的汽车连接器PIN针高度检测系统

针对目前汽车连接器制造行业PIN针高度信息难以获取这一问题,设计了一种汽车连接器PIN针高度信息检测系统。系统采用3D Gocator激光线扫型传感器结合EyeVision软件编程,设计了多重积分定点算法提高激光定位精度,实现了对汽车连接器PIN针高度的高精度检测。实验结果表明,该检测系统达到预期的设计效果,能够精确地检测出PIN针的高度信息。