CN118776650A - 一种智能称重管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及称重管理技术领域，具体公开了一种智能称重管理系统，用于解决现有车辆高速行驶时称重结果的准确性显著下降问题，以及货物因颠簸和振动而重新分布影响称重结果的准确性问题；本发明通过依据车辆底部轮轴将车辆负载划分为若干个重量点区域，实时获取每个重量点区域的负载重量，提取监测周期内每个重量点区域的负载重量，进行车辆负载系数的计算，基于监测周期内的车内重量分布排序获取车内重量数据，进行车辆负载分布均匀值的计算，通过分析车辆速度波动值以及环境干扰对车辆称重准确性的影响，能够有效解决车辆高速行驶和负载分布不均对称重准确性的影响，显著提高称重数据的准确性、可靠性和稳定性。

Description

一种智能称重管理系统

技术领域

本发明涉及称重管理技术领域，更具体地说，本发明涉及一种智能称重管理系统。

背景技术

车辆动态称重系统常应用于车辆行驶过程中，通过安装在道路或称重平台上的传感器和数据采集设备，对车辆进行实时称重，广泛应用于交通管理、货运物流以及道路基础设施保护领域。传统的静态称重方法要求车辆完全停止并在称重平台上进行称重，不仅耗时费力，而且对交通流量的影响较大，为了解决这些问题，动态称重技术应运而生，允许车辆在正常行驶过程中进行称重，从而提高了称重效率并减少了对交通的干扰。动态称重系统的核心组件是称重传感器，安装在路面、桥梁或专用的称重道口中，实时检测车辆经过时产生的力，并将其转化为电信号。现有技术虽能够在车辆行驶中进行称重，但对车辆的速度存在一定的限制，超出规定速度范围时称重结果的准确性将显著下降；且车辆上的货物分布不均也将导致称重结果不准确，特别是在长途运输中，货物可能因颠簸和振动而重新分布，从而影响称重结果的准确性，为了解决上述问题，现提供一种技术方案。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供一种智能称重管理系统，基于监测周期内的车内重量分布排序获取车内重量数据，进行车辆负载分布均匀值的计算，通过分析车辆速度波动值以及环境干扰对车辆称重准确性的影响，能够有效解决高速行驶和负载分布不均对称重准确性的影响，显著提高称重数据的准确性、可靠性和稳定性，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种智能称重管理系统，包括车辆称重传感器、车辆负载分布监测中心、车辆称重管理中心、智能数据管理平台，车辆负载分布监测中心包括重量点划分模块、若干负载称重传感器、第一数据获取模块、车辆负载系数计算模块、负载分布均匀性判断模块；重量点划分模块用于依据车辆底部轮轴将车辆负载划分为若干个重量点区域，在每个重量点区域设置一个负载称重传感器；负载称重传感器用于实时获取每个重量点区域的负载重量；第一数据获取模块用于提取监测周期内每个重量点区域的负载重量，并将监测周期内每个重量点区域的负载重量数值依照由大至小的顺序进行排列，获得监测周期内的车内重量分布排序，依照车内重量分布排序分别计算每个重量点区域的负载重量均值；车辆负载系数计算模块用于进行车辆负载系数的计算；负载分布均匀性判断模块用于提取车辆负载系数以及监测周期内的车内重量分布排序，基于监测周期内的车内重量分布排序获取车内重量数据，将车辆负载系数以及监测周期内的车内重量数据导入至负载分布均匀值计算公式中，进行车辆负载分布均匀值的计算，负载分布均匀值计算公式为：

；

式中：为车辆负载分布均匀值，为重量点区域数量，为车辆负载系数，为第x个重量点区域的车内重量数据个数，为第x个重量点区域的车内重量分布排序为a的车内重量数据，为第x个重量点区域的车内重量分布排序为a+1的车内重量数据，为第x个重量点区域的车内重量分布排序中最大的车内重量数据，为第x个重量点区域的车内重量分布排序中最小的车内重量数据，为防止分母为零的调整参数。

作为本发明的进一步方案，车辆负载系数计算模块用于进行车辆负载系数的计算，通过提取监测周期内的负载重量均值，获取监测周期开始时每个重量点区域的负载重量数值以及监测周期结束时每个重量点区域的负载重量数值，并导入至车辆负载系数计算公式中，进行车辆负载系数的计算，车辆负载系数的计算公式为：

；

式中：为车辆负载系数，为重量点区域数量，为监测周期开始时第x个重量点区域的负载重量数值，为监测周期结束时第x个重量点区域的负载重量数值，为第x个重量点区域的负载重量均值。

作为本发明的进一步方案，第一异常响应模块用于通过智能数据管理平台获取负载分布均匀阈值，将负载分布均匀值与负载分布均匀阈值进行对比，若负载分布均匀值大于等于负载分布均匀阈值，则车辆负载分布均匀性合格；若负载分布均匀值小于负载分布均匀阈值，则车辆负载分布均匀性不合格，此时将发出第一异常警报。

作为本发明的进一步方案，车辆称重管理中心包括车辆速度监测模块、速度补偿分析模块、信号接收模块、环境干扰补偿分析模块、称重校正模块以及第二异常响应模块。

作为本发明的进一步方案，车辆速度监测模块用于监测车辆准备进行称重前的速度波动范围数据，并依据监测时长将速度波动范围数据由大至小按照顺序排列，获得速度波动数据排列，依照速度波动数据排列计算车辆的速度波动均值；速度补偿分析模块用于提取速度波动数据排列中的速度波动最大值以及速度波动最小值，获取车辆的速度波动均值，并判定与速度允许校正值之间的关系，当时，向信号接收模块反馈信号X；当时，向信号接收模块反馈信号Y；信号接收模块用于接收反馈信号，当接收到反馈信号X时，则车辆波动值并未对车辆称重造成影响；当接收到反馈信号Y时，则车辆波动值将对车辆称重造成影响。

作为本发明的进一步方案，环境干扰补偿分析模块用于通过温度传感器获取环境温度范围数据，通过湿度传感器获取环境湿度范围数据，通过风速传感器获取风速范围数据，基于环境温度范围数据、环境湿度范围数据以及风速范围数据构建环境干扰补偿分析模型，进行环境干扰补偿值的计算，环境干扰补偿分析模型的公式为：

；

式中：为环境干扰补偿值，为环境温度范围数据、环境湿度范围数据以及风速范围数据的数据项数，为环境温度范围数据、环境湿度范围数据以及风速范围数据中的第h项对应范围数据的最大值，为环境温度范围数据、环境湿度范围数据以及风速范围数据中的第h项对应范围数据的最小值，为环境温度范围数据、环境湿度范围数据以及风速范围数据中的第h项。

作为本发明的进一步方案，称重校正模块用于当车辆波动值将对车辆称重造成影响时，获取速度波动数据排列、环境干扰补偿值、车辆负载分布均匀值、车辆称重值以及车辆净重，构建车辆称重准确值计算模型，进行车辆称重准确值的计算，车辆称重准确值计算模型的公式为：

；

式中：为车辆称重准确值，为环境干扰补偿值，为车辆负载分布均匀值，为速度波动数据排列中的速度波动最大值，为速度波动数据排列中的速度波动最小值，为车辆的速度波动均值，为速度允许校正值，为车辆称重值，为车辆净重。

本发明一种智能称重管理系统的技术效果和优点：本发明通过依据车辆底部轮轴将车辆负载划分为若干个重量点区域，实时获取每个重量点区域的负载重量，精细化监测车辆负载分布，提供详细的负载数据，便于后续的校正和补偿；提取监测周期内每个重量点区域的负载重量，进行车辆负载系数的计算，动态调整和补偿称重数据，确保在负载变化时仍能提供准确的称重结果；基于监测周期内的车内重量分布排序获取车内重量数据，进行车辆负载分布均匀值的计算，评估和调整负载分布，减少因负载不均导致的称重误差，提高数据精度；通过分析车辆速度波动值以及环境干扰对车辆称重准确性的影响，能够有效解决高速行驶和负载分布不均对称重准确性的影响，显著提高称重数据的准确性、可靠性和稳定性。

附图说明

图1为本发明实施例1提供的一种智能称重管理系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的技术方案仅仅是本发明一部分，而不是全部。基于本发明中的技术方案，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他技术方案，都属于本发明保护的范围。

图1示出了本发明实施例一提供的一种智能称重管理系统的结构示意图。如图1所示，本实施例中的一种智能称重管理系统，包括车辆称重传感器、车辆负载分布监测中心、车辆称重管理中心、智能数据管理平台；车辆称重传感器与车辆称重管理中心、智能数据管理平台分别相连接，智能数据管理平台与车辆称重传感器、车辆负载分布监测中心以及车辆称重管理中心分别相连接；

车辆称重传感器用于获取车辆称重值；

车辆负载分布监测中心用于监测并分析车辆的负载分布均匀性；

车辆称重管理中心用于分析车辆称重准确性；

智能数据管理平台用于存储车辆称重传感器、车辆负载分布监测中心以及车辆称重管理中心获取的数据。

车辆负载分布监测中心包括重量点划分模块、若干负载称重传感器、第一数据获取模块、车辆负载系数计算模块、负载分布均匀性判断模块以及第一异常响应模块；

重量点划分模块与若干负载称重传感器相连接，若干负载称重传感器与第一数据获取模块相连接，第一数据获取模块与车辆负载系数计算模块相连接，车辆负载系数计算模块与负载分布均匀性判断模块相连接，负载分布均匀性判断模块与第一异常响应模块相连接；

重量点划分模块用于依据车辆底部轮轴将车辆负载划分为若干个重量点区域，在每个重量点区域设置一个负载称重传感器；

负载称重传感器用于实时获取每个重量点区域的负载重量；

第一数据获取模块用于提取监测周期内每个重量点区域的负载重量，并将监测周期内每个重量点区域的负载重量数值依照由大至小的顺序进行排列，获得监测周期内的车内重量分布排序，依照车内重量分布排序分别计算每个重量点区域的负载重量均值；

车辆负载系数计算模块用于提取监测周期内的负载重量均值，获取监测周期开始时每个重量点区域的负载重量数值以及监测周期结束时每个重量点区域的负载重量数值，并导入至车辆负载系数计算公式中，进行车辆负载系数的计算，车辆负载系数的计算公式为：

；

式中：为车辆负载系数，为重量点区域数量，为监测周期开始时第x个重量点区域的负载重量数值，为监测周期结束时第x个重量点区域的负载重量数值，为第x个重量点区域的负载重量均值；

负载分布均匀性判断模块用于提取车辆负载系数以及监测周期内的车内重量分布排序，基于监测周期内的车内重量分布排序获取车内重量数据，将车辆负载系数以及监测周期内的车内重量数据导入至负载分布均匀值计算公式中，进行车辆负载分布均匀值的计算，负载分布均匀值计算公式为：

；

式中：为车辆负载分布均匀值，为重量点区域数量，为车辆负载系数，为第x个重量点区域的车内重量数据个数，为第x个重量点区域的车内重量分布排序为a的车内重量数据，为第x个重量点区域的车内重量分布排序为a+1的车内重量数据，为第x个重量点区域的车内重量分布排序中最大的车内重量数据，为第x个重量点区域的车内重量分布排序中最小的车内重量数据，为防止分母为零的调整参数。

第一异常响应模块用于通过智能数据管理平台获取负载分布均匀阈值，将负载分布均匀值与负载分布均匀阈值进行对比，若负载分布均匀值大于等于负载分布均匀阈值，则车辆负载分布均匀性合格；若负载分布均匀值小于负载分布均匀阈值，则车辆负载分布均匀性不合格，此时将发出第一异常警报。

依据车辆底部轮轴将车辆负载划分为若干个重量点区域，每个区域设置一个负载称重传感器，实时获取每个重量点区域的负载重量，依据车辆底部轮轴将车辆负载划分为若干个重量点区域，每个区域设置一个负载称重传感器，实时获取每个重量点区域的负载重量；提取监测周期内每个重量点区域的负载重量，并将这些数据按从大到小的顺序排列，计算每个重量点区域的负载重量均值，通过实时数据获取和排序，可以动态监控车辆的负载分布情况，及时发现和响应负载变化，提高称重数据的及时性和可靠性；提取监测周期内的负载重量均值，计算监测周期开始和结束时的负载重量数值，并导入公式进行车辆负载系数的计算，能够定量化地评估负载变化，对负载稳定性和均匀性进行有效分析，为进一步的负载分布均匀性判断提供基础数据；提取车辆负载系数和监测周期内的车内重量分布排序，计算负载分布均匀值，能够有效判断车辆负载是否均匀分布，避免负载不均导致的称重误差。

通过细化的重量点区域划分、实时的数据采集与分析以及多参数的负载均匀性评估和异常检测，该智能称重管理系统能够有效解决现有称重系统在高速行驶和负载不均情况下的准确性问题，能够大幅提高称重数据的精度和可靠性。

车辆称重管理中心包括车辆速度监测模块、速度补偿分析模块、信号接收模块、环境干扰补偿分析模块、称重校正模块以及第二异常响应模块；车辆速度监测模块与速度补偿分析模块相连接，速度补偿分析模块与信号接收模块相连接，信号接收模块与称重校正模块相连接，环境干扰补偿分析模块与称重校正模块相连接，称重校正模块与第二异常响应模块相连接。

车辆速度监测模块用于监测车辆准备进行称重前的速度波动范围数据，并依据监测时长将速度波动范围数据由大至小按照顺序排列，获得速度波动数据排列，依照速度波动数据排列计算车辆的速度波动均值；

需要说明的是，对车辆准备进行称重前的速度波动范围数据是指，获取历史车辆进行称重前第一次开始减速的位置距离车辆称重传感器的路程，且路程内无障碍，通过计算车辆通过路程内的平均所需时长确定车辆准备进行称重前的时长范围；获取车辆准备进行称重前的时长范围内的车辆速度波动数据，其中，车辆速度波动数据的计算公式为：

；

式中：为d时刻的车辆速度波动数据，为d+1时刻的车辆速度数据，为d时刻的车辆速度数据；

通过获取车辆准备进行称重前的时长范围内的车辆速度波动数据，构成速度波动范围数据。

速度补偿分析模块用于提取速度波动数据排列中的速度波动最大值以及速度波动最小值，获取车辆的速度波动均值，并判定与速度允许校正值之间的关系，当时，向信号接收模块反馈信号X；当时，向信号接收模块反馈信号Y；

信号接收模块用于接收反馈信号，当接收到反馈信号X时，则车辆波动值并未对车辆称重造成影响；当接收到反馈信号Y时，则车辆波动值将对车辆称重造成影响；

通过监测车辆准备进行称重前的速度波动范围数据，并计算速度波动均值，能够有效识别并补偿车辆速度波动对称重结果的影响，确保称重数据的准确性；提取速度波动数据中的最大值、最小值及均值，判定速度波动对称重的影响，并反馈信号，通过动态分析速度波动数据，可以及时判断并调整称重数据，避免因速度波动导致的误差。

通过集成车辆速度监测、速度补偿分析、环境干扰补偿和称重校正等多种模块，该智能称重管理系统能够有效解决现有系统在车辆速度波动和负载分布不均情况下的准确性问题。系统的实时数据监测、动态补偿和异常响应机制，显著提高了称重数据的精度和可靠性。

环境干扰补偿分析模块用于通过温度传感器获取环境温度范围数据，通过湿度传感器获取环境湿度范围数据，通过风速传感器获取风速范围数据，基于环境温度范围数据、环境湿度范围数据以及风速范围数据构建环境干扰补偿分析模型，进行环境干扰补偿值的计算，环境干扰补偿分析模型的公式为：

；

式中：为环境干扰补偿值，为环境温度范围数据、环境湿度范围数据以及风速范围数据的数据项数，为环境温度范围数据、环境湿度范围数据以及风速范围数据中的第h项对应范围数据的最大值，为环境温度范围数据、环境湿度范围数据以及风速范围数据中的第h项对应范围数据的最小值，为环境温度范围数据、环境湿度范围数据以及风速范围数据中的第h项；

称重校正模块用于当车辆波动值将对车辆称重造成影响时，获取速度波动数据排列、环境干扰补偿值、车辆负载分布均匀值、车辆称重值以及车辆净重，构建车辆称重准确值计算模型，进行车辆称重准确值的计算，车辆称重准确值计算模型的公式为：

；

式中：为车辆称重准确值，为环境干扰补偿值，为车辆负载分布均匀值，为速度波动数据排列中的速度波动最大值，为速度波动数据排列中的速度波动最小值，为车辆的速度波动均值，为速度允许校正值，为车辆称重值，为车辆净重；

第二异常响应模块用于提取车辆称重准确值，将车辆称重准确值与预设的车辆称重校正阈值进行比较，若车辆称重准确值大于等于预设的车辆称重校正阈值，则车辆称重准确性合格；若车辆称重准确值小于预设的车辆称重校正阈值，则车辆称重准确性不合格。

分析环境干扰（如温度、湿度、风速）对称重数据的影响，进行补偿分析，综合考虑环境因素对称重数据的影响，进行有效补偿，确保数据的稳定性和可靠性；对称重数据进行校正，并检测校正后的数据是否存在异常情况，通过实时监测和动态校正，显著提高车辆在速度波动和负载不均情况下的称重准确性，有助于及时发现并处理异常情况，提高系统的安全性；通过细化的模块设计和综合的补偿校正机制，智能称重管理系统能够有效解决现有称重系统在速度波动和环境干扰情况下的准确性问题，大幅度提高称重数据的精度和可靠性。

本发明实施例通过依据车辆底部轮轴将车辆负载划分为若干个重量点区域，实时获取每个重量点区域的负载重量，精细化监测车辆负载分布，提供详细的负载数据，便于后续的校正和补偿；提取监测周期内每个重量点区域的负载重量，进行车辆负载系数的计算，动态调整和补偿称重数据，确保在负载变化时仍能提供准确的称重结果；基于监测周期内的车内重量分布排序获取车内重量数据，进行车辆负载分布均匀值的计算，评估和调整负载分布，减少因负载不均导致的称重误差，提高数据精度；通过分析车辆速度波动值以及环境干扰对车辆称重准确性的影响，能够有效解决高速行驶和负载分布不均对称重准确性的影响，显著提高称重数据的准确性、可靠性和稳定性。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

最后：以上所述仅为本发明的优选方案而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种智能称重管理系统，包括车辆称重传感器、车辆负载分布监测中心、车辆称重管理中心、智能数据管理平台，其特征在于，车辆负载分布监测中心包括重量点划分模块、若干负载称重传感器、第一数据获取模块、车辆负载系数计算模块、负载分布均匀性判断模块；重量点划分模块用于依据车辆底部轮轴将车辆负载划分为若干个重量点区域，在每个重量点区域设置一个负载称重传感器；负载称重传感器用于实时获取每个重量点区域的负载重量；第一数据获取模块用于提取监测周期内每个重量点区域的负载重量，并将监测周期内每个重量点区域的负载重量数值依照由大至小的顺序进行排列，获得监测周期内的车内重量分布排序，依照车内重量分布排序分别计算每个重量点区域的负载重量均值；车辆负载系数计算模块用于进行车辆负载系数的计算；负载分布均匀性判断模块用于提取车辆负载系数以及监测周期内的车内重量分布排序，基于监测周期内的车内重量分布排序获取车内重量数据，将车辆负载系数以及监测周期内的车内重量数据导入至负载分布均匀值计算公式中，进行车辆负载分布均匀值的计算，负载分布均匀值计算公式为：

；

式中：为车辆负载分布均匀值，为重量点区域数量，为车辆负载系数，为第x个重量点区域的车内重量数据个数，为第x个重量点区域的车内重量分布排序为a的车内重量数据，为第x个重量点区域的车内重量分布排序为a+1的车内重量数据，为第x个重量点区域的车内重量分布排序中最大的车内重量数据，为第x个重量点区域的车内重量分布排序中最小的车内重量数据，为防止分母为零的调整参数。

2.根据权利要求1所述的一种智能称重管理系统，其特征在于，车辆负载系数计算模块用于进行车辆负载系数的计算，通过提取监测周期内的负载重量均值，获取监测周期开始时每个重量点区域的负载重量数值以及监测周期结束时每个重量点区域的负载重量数值，并导入至车辆负载系数计算公式中，进行车辆负载系数的计算，车辆负载系数的计算公式为：

；

式中：为车辆负载系数，为重量点区域数量，为监测周期开始时第x个重量点区域的负载重量数值，为监测周期结束时第x个重量点区域的负载重量数值，为第x个重量点区域的负载重量均值。

3.根据权利要求1所述的一种智能称重管理系统，其特征在于，第一异常响应模块用于通过智能数据管理平台获取负载分布均匀阈值，将负载分布均匀值与负载分布均匀阈值进行对比，若负载分布均匀值大于等于负载分布均匀阈值，则车辆负载分布均匀性合格；若负载分布均匀值小于负载分布均匀阈值，则车辆负载分布均匀性不合格，此时将发出第一异常警报。

4.根据权利要求1所述的一种智能称重管理系统，其特征在于，车辆称重管理中心包括车辆速度监测模块、速度补偿分析模块、信号接收模块、环境干扰补偿分析模块、称重校正模块以及第二异常响应模块。

5.根据权利要求4所述的一种智能称重管理系统，其特征在于，车辆速度监测模块用于监测车辆准备进行称重前的速度波动范围数据，并依据监测时长将速度波动范围数据由大至小按照顺序排列，获得速度波动数据排列，依照速度波动数据排列计算车辆的速度波动均值；速度补偿分析模块用于提取速度波动数据排列中的速度波动最大值以及速度波动最小值，获取车辆的速度波动均值，并判定与速度允许校正值之间的关系，当时，向信号接收模块反馈信号X；当时，向信号接收模块反馈信号Y；信号接收模块用于接收反馈信号，当接收到反馈信号X时，则车辆波动值并未对车辆称重造成影响；当接收到反馈信号Y时，则车辆波动值将对车辆称重造成影响。

6.根据权利要求4所述的一种智能称重管理系统，其特征在于，环境干扰补偿分析模块用于通过温度传感器获取环境温度范围数据，通过湿度传感器获取环境湿度范围数据，通过风速传感器获取风速范围数据，基于环境温度范围数据、环境湿度范围数据以及风速范围数据构建环境干扰补偿分析模型，进行环境干扰补偿值的计算，环境干扰补偿分析模型的公式为：

；

式中：为环境干扰补偿值，为环境温度范围数据、环境湿度范围数据以及风速范围数据的数据项数，为环境温度范围数据、环境湿度范围数据以及风速范围数据中的第h项对应范围数据的最大值，为环境温度范围数据、环境湿度范围数据以及风速范围数据中的第h项对应范围数据的最小值，为环境温度范围数据、环境湿度范围数据以及风速范围数据中的第h项。

7.根据权利要求4所述的一种智能称重管理系统，其特征在于，称重校正模块用于当车辆波动值将对车辆称重造成影响时，获取速度波动数据排列、环境干扰补偿值、车辆负载分布均匀值、车辆称重值以及车辆净重，构建车辆称重准确值计算模型，进行车辆称重准确值的计算，车辆称重准确值计算模型的公式为：

；

式中：为车辆称重准确值，为环境干扰补偿值，为车辆负载分布均匀值，为速度波动数据排列中的速度波动最大值，为速度波动数据排列中的速度波动最小值，为车辆的速度波动均值，为速度允许校正值，为车辆称重值，为车辆净重。