移动车辆轴重识别MOSES算法在宽桥中的应用研究

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动态称重系统可分为路面动态称重系统(Weigh-in-motion: WIM)和桥梁动态称重系统(Bridge Weigh-in-motion: BWIM)。BWIM系统是以桥梁作为载体对过桥车辆进行轴重识别,一般利用桥梁跨中弯矩影响线作为轴重识别的重要参考。因此,如何得到更为符合结构实际边界条件的影响线对于提高车辆轴重识别精度具有重要的意义。在商用BWIM系统中,通常将桥梁处理成一维结构,假定各主梁的影响线是一样的。当桥面不宽,主梁数目较少时,这种假定是合理的。但当桥面较宽、主梁数较多时,其适用范围需进一步探讨。本文基于湖南省怀化市五桥引桥的现场试验,对BWIM系统的算法进行了相关的研究,推导了相应的计算公式,并用MATLAB编程实现,依据实测结果对算法和程序进行验证,主要完成了以下工作:(1)对影响线的标定算法、传统Moses算法以及适用于BWIM的正则化算法(Regularization BWIM: R-BWIM)进行详细的推导;(2)根据现场试验的测试数据,分别计算测试跨各个车道的弯矩影响线,并对不同车道的影响线标定结果进行分析。分析结果表明:在宽桥情况下,每个车道的影响线并不是完全一致,因而在宽桥中应用BWIM技术时,建议每个车道都需要标定其影响线,然后以该车道标定的影响线为基础来识别该车道过桥车辆的轴重;(3)根据试验影响线标定结果,利用传统Moses算法分别对各车道过桥车辆进行轴重识别。分析结果表明:对于某车道,当使用该车道的影响线标定结果进行轴重计算时,得到的识别结果是最佳的;(4)利用Tikhonov正则化数值方法对轴重识别结果进行优化分析。分析结果表明:在宽桥情况下,Tikhonov正则化技术能够有效地优化轴重识别结果。
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