数字滤波在动态轴重衡中的应用

　　1 引言

　　近年来，随着我国社会经济和公路建设的飞速发展，公路货运车辆超限超载运输问题也日渐突出。公路货运超限超载不仅损坏公路路产、扰乱运输市场，还对交通安全造成了极大的威胁，已成为危害公路交通可持续发展的“痼疾”。为了突出源头治理、强化执法力度、完善监控网络、建立长效机制，交通部决定开展全国治超站点规范化建设，分级分类组织建设全国公路超限超载检测站点和治超信息系统，逐步建立健全全国治超监控网络。

　　作为超限治理的核心设备———动态汽车衡精度的高低直接决定了超限治理低速精检和复检系统的可靠性。

　　动态汽车衡称重即在非停车运动状态下的称重，与停车状态下的静态称重相比，其主要特点是节省时间、效率高，使得称重时不至于造成对正常交通的干扰。这对公路建设与管理有着极为重要的意义，同时对车辆运输现代化管理也有较大的促进作用。

　　目前在我国公路超限治理行业主要使用 3 种形式的汽车衡用于称量车辆的载荷———便携式轴重衡、称台式动态轴重衡和静态汽车衡。其中静态汽车衡使用时要求在汽车完全静止状态下进行计重，优点是精度较高，但由于需要汽车静止状态下计重效率低，往往会造成塞车而不得不将部分超限车辆放过。而且采用此方法进行超限治理初期建设成本远大于动态轴重衡。同时，由于静态汽车衡无法提供轴重信息，不适于在此应用环境下使用。

　　便携式轴重衡一般用于交警的移动治超，在此不作详细讨论。称台式动态轴重衡是目前较为流行的动态汽车衡称重系统，该系统可分别测出车辆各轴轴重，再由测试系统计算出整车重量。当汽车以一定的速度通过称重台面时，不仅轮胎对台面的作用时间很短(在几百毫秒以内)，而且作用在台面上的力除真实轴重外，还有许多因素产生的干扰力，如车速、车辆自身谐振、路面激励、轮胎驱动等，这给动态汽车衡称重系统实现高精度测量造成很大困难。因此，在外界随机不确定的干扰力作用下，如何准确测出真实轴重，就成为动态汽车衡称重系统的技术难点和关键。本文针对这些问题，从软算法方面来提高动态轴重衡的计量精度，满足日益增长的公路超限治理对计量精度的要求。

　　2 体系结构

　　动态轴重衡称重系统由上位工控机、嵌入式称重仪表、接线盒、称重传感器及机械称重台面组成。当汽车按照一定的速度通过称重台面时，安装在台面上的称重传感器将压力信号转换为微弱电信号经接线盒传递给嵌入式称重仪表，由称重仪表完成电信号的放大、滤波、模数转换，以及实时数据处理，同时将处理过的数据传给上位工控机，由上位工控机最终完成数据查询、报表打印及实时监控等工作。