曹琦

摘 要：公路动态称重系统作为一种具备科学化的技术手段，可以对通过公路的车辆开展动态化称重，并且具备省时高效性，在不影响正常交通运输的基础上，可以轻松实现对过往车辆重量测量。为了对我国基础交通建设事业做出贡献、精准化对过往车辆进行称重，本文将针对公路动态称重系统构成与基础设计思路进行详细分析，借助DSP芯片作为主控制器的CPU，充分借助软件工程技术手段，实现对公路动态称重系统的软件与硬件设计。

关键词：公路管理;车辆;动态称重系统

我国城镇化进程正在积极开展，社会对于交通运输需求日渐增多。在互联网与电子商务的促使之下，物流运输行业正在如火如荼开展，在一定程度上为公路基础设施带来了一定压力。公路动态称重系统作为一种信息化动态称重系统，可以动态化的对正在行驶的车辆进行称重，主要的原理便是通过动态测量车辆的轴载，再由称重系统来计算出整个车的重量。公路动态称重系统在应用的过程中具备高效性，不会影响正常的交通秩序，并且具备时变形、非线性等诸多特点。相比静态重量测量来说，动态称重系统更加具备复杂性，衡量公路动態称重系统效率的指标便是称重精准性、车辆通过速度以及其性能。本文将针对公路动态称重系统设计与实现进行详细分析。

1 公路动态称重系统总体设计思路

公路动态称重系统在实际运用当中具备极大优势，可以切实满足我国公路管理的需求。借助公路动态称重系统不仅可以强化公路管理水平，而且还可以促进我国交通运输领域的信息化发展。在进行公路动态称重系统设计时，主要有两个总体设计方面，分别是软件设计与硬件设计。公路动态称重系统主要设计目标便是对传统公路称重系统进行优化，通过总结传统简单的滤波算法，提出一种具备动态保护式的称重系统。在进行总体设计时，会采用当前运行效率较高的DSP芯片来作为主控CPU，引入运行速度极高的AD转换器，结合公路动态称重系统需求的搭建具备科学性的硬件系统平台，对车辆数据信息采集与处理打下基础。搭建平均值滤波和中位值滤波结合的算法，将其作为软件设计的主体，以便于增强公路动态称重系统运行效率，满足实时动态化对车辆重量检测管控目标，满足当前社会对交通运输领域的需求。

2 公路动态称重系统构成

针对车辆动态称重系统来说，主要涵盖了称重平台、称重梁、称重杆、传感器、硬件控制单位等内容。为了有效降低称重台造成的阻力，可以通过杆限制的方式，将称重台的位置在拉杆控制下，水平位置位移不超过2 cm，并且确保拉杆的方向施工保持不变。所以，在公路动态称重系统运行时，称重台装置和传感器相装置一般会藏在地下，并且通过混凝土浇筑的方式，借助传感器的力量将采集到车辆重量信息。

3 公路动态称重系统硬件设计

（1）主要硬件电路结构设计。公路动态称重系统的硬件设计，主要涵盖了数据信号处理器DSP、数据采集与存储、信号处理电路、人机接口电路、硬件时钟模块、通信模块等项目构建而成。在硬件系统设计当中，DSP作为公路动态称重系统当中的主要控制中心，其主要目的便是对硬件系统当中不同硬件设备进行控制，完成车辆数据信息的动态化采集，并且有效开展数据信息的数字滤波矫正、数字信息实施存储和分析。借助有效的管控，完成对车辆数据信息实时动态化数据运算、显示、传输。此外，公路动态称重系统硬件系统，还可以结合主机计算机所发出的指令要求，对被检测对象开展压力参数的数据调控，进一步实现人机交互界面管理，完成图形功能与参数设备、系统分析自主诊断。

（2）软件、抗干扰设计。在公路动态称重系统软件设计工作当中，软件设计内容主要涵盖了顶层文件、键盘输入管理项目、时钟管理项目、数据信息读写处理项目、声光报警管理项目、数据项目显示管理、通信项目等内容。在公路动态称重系统运行的过程中，因为被检测的重量是直流信号，所以在进行动态化实时检测时，直流信号很容易受到外界噪声的干扰，直接影响了车辆检测信息的精准性。为此，可以通过减小传感器漂移的手段，借助数字滤波来消除干扰信号。在开展减少传感器漂移设计时，可以在硬件设置当中增加凋零电路，这样在系统运作的过程中，便可以促使传感器空载时的传出模拟电压U0为0，但是传感器输出漂移相对较大，为了防止空载输出位负电压，那么便可以将U0调节为正值，构建出W与U的线性关系，确保“U=K·W+U0”。那么在进行干扰信号消除具体实施时，便可以对多次采样结果进行合理排序，通过由小到大排序的形式，将最大的2个和最小的2个去掉，然后对剩下的数据信息取平均值，确保公路动态称重系统运行的稳定性与高效性。

4 公路动态称重系统实验分析

为了确保优化后的公路动态称重系统运行效率，通过不通过车辆现场走车实验的方式，对车辆的轴重进行称重。车辆的总体重量等于前车轴重量+后车轴重量。选择不同类型的车以不同速度匀速通过行驶台，每次试验开展10次，通过对称重数据信息进行处理，分析公路动态称重系统的应用效率。当中的数据信息分析，被测量车辆最低时速为8.5 km/h 时，最大相对误差为-0.94%。通过数据分析可以看出，公路动态称重系统传感器精准度较高。被测量车辆最高时速为19.1 km/h，最大相对误差为3.52%，这表示了传感器测量精度在该车速情况下有所降低，但是仍在可以应用的范围当中。这表明了，车速通过行驶台速度越低，那么测量精准度越高;车速通过行驶台速度越高，那么测量精准度越低，但是总体来说该公路动态称重系统具备极大应用性。

5 结束语

总而言之，公路动态称重系统展现着我国公路工程发展水平以及软件工程发展水平。当前我国公路工程当中已经普遍应用了公路动态称重系统，但是其性能和使用效率还存在很大的提升空间。公路车况对称重结果也有着直接影响，车辆振动频率、车辆轮胎特性、车速等因素，都对公路动态称重处理带来了影响，为此我国相关领域研究人员，必须要积极创新，对原本的公路动态称重系统进行优化，在提升测量精准度的基础上，促进我国公路管理事业稳定、信息化发展。

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