[发明专利]桥梁限载自动监控方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种自动控制技术领域的监控方法，具体是一种为了保障桥梁安全而设置的桥梁限载自动监控方法。

背景技术

车辆超载问题已经引起公众越来越多的关注，在经济利益的驱使下众多载货卡车严重超载的现象处处可见，最为严重者，其最大超载高达114％以上，据不完全统计，平均超载在60％以上。众所周知，车辆超载不仅对车辆自身存在很大的安全隐患，而且极易酿成恶性交通事故，更为严重的是，会严重损坏沿途的路面与桥涵结构。理论分析可知，对于混凝土桥梁结构而言，超载的危害是巨大的，会造成过大的挠度从而使得混凝土开裂，引起钢筋锈蚀；桥面混凝土破损、伸缩装置损坏；引起桥台填土沉降、桥头跳车；结构疲劳损伤等病害，严重危害桥梁的耐久性。严重超载还会导致桥梁结构破坏、倒塌，造成生命、财产的重大损失。

治理超载是一个亟待解决的问题，需要很多部门的合作。除了对公路桥梁设置限载标志，是对治理超载问题有着重要的现实意义外，尚需依靠先进的技术手段从根本上来解决公路桥梁的安全问题以避免桥梁倒塌等悲剧的发生，并能够最大限度地保障经济的可持续增长。

经对现有技术文献的检索发现，沈平等的“关于既有公路混凝土桥梁限载问题的探讨”(《西部探矿工程》2006年第1期)结合桥梁实际通过车辆情况和桥梁结构实际状况，从结构承载力的角度出发，讨论了确定限载指标时设计荷载与实际荷载关系、结构状况对限载指标的影响以及限载方式等问题，并提出采用折减系数法确定既有桥梁限载指标的方法：在对桥梁状况进行实地调查、正确分类的基础上，根据跨径大小，确定限载值，以t(吨)为单位，每桥设置司机能够看懂、交警易于操作的标志牌，并采用“逐桥限载”、“按路段限载”和“按全路线或区域限载”的人工管理方法来实现桥梁的安全监控。该方法仍然停留在设置“标志牌”和人工管理的水平上，货车司机往往在经济利益的驱使下将“标志牌”视而不见是经常发生的事情，显然缺乏管理的有效性，并且需要的人工参与，增加了成本。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足和缺陷，提供一种桥梁限载自动监控方法，使其能够在无人参与的情况下实现桥梁通行限载的全自动与智能化监控技术功能，降低劳动成本。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括以下步骤：

(1)当汽车进入桥梁引桥监控入口时，采用汽车动态称重装置传感出汽车轮压电气模拟信号u_i1和u_i2，i为当前被测轮轴编号。

(2)汽车动态称重装置将汽车轮压电气模拟信号u_i1和u_i2并行输出至数据采集模块的模拟信号输入端口。

(3)第一CCD摄像头采集汽车侧向车轮及轮轴间距图像，第二CCD摄像头采集车辆疏导让行情况图像，由CCD摄像头采集到的图像信号分别经视频电缆线输出至数据采集模块的第一、第二图像信号输入端口。

(4)数据采集模块将每个汽车轮压电气模拟信号转换为数字信号，对CCD采集图像信号进行解码和模数转换，随后将上述预处理后的数字信号经过输出插槽并行输入至信号处理器的输入端。

(5)信号处理器利用信号u_i1和u_i2根据轴载公式计算汽车轴载。

(6)信号处理器中的图像处理模块对第一CCD摄像头采集的汽车侧向车轮及轮轴间距图像进行处理，通过车辆外形与车轮轮廓线的识别确认当前车辆轮轴数，通过与车轮轮廓线相交的最长水平线段确认轮轴轴心的位置及其象素坐标，再根据象素坐标与物理空间世界坐标系之间的映射关系求取当前轮轴轴心的空间坐标，进而运用两点之间的直线线段计算公式求取相邻两个轴心间距，即轮轴间距。

所述信号处理器中的图像处理模块对第一CCD摄像头采集的汽车侧向车轮及轮轴间距图像进行处理，具体为：

①对汽车侧向图像进行轮廓线提取，选择在灰度曲线的谷点，以保证二值边界清晰可辨，前景区域和背景区域正确分割；

②识别车辆轮轴数，根据车身及其车轮轮廓线通过圆形模板及其相似度指标由图像识别算法识别出当前汽车所拥有的轮轴数N；