Novel weigh-in-motion system based on FBGs

In this weighinmotion (WIM) research, a novel fiber Bragg grating (FBG)based weighinmotion (WIM) system was introduced. The design derived from the idea using inservice bridge abutments as the weigh scale. The bridge beam was replaced by a piece of steel plate which supports the weight of the traveling vehicle. All weights would be finally transferred into the tubes where four FBGs were attached and could record the weightinduced strains by shifting their Bragg wavelengths. The system identification algorithm based on parameters estimation was initiated. Over 40ton load had been applied on the system and the experimental results showed a good repeatability and linearity. The system resolution had been achieved as low as 10 kg. Compared with other designs of fiberoptic WIM systems, this design is easy and reliable.     

Novel weigh-in-motion system based on FBGs

In this weigh-in-motion(WIM)research,a novel fiber Bragg grating(FBG)-based weigh-in-motion(WIM)system was introduced.The design derived from the idea using in-service bridge abutments as the weigh scale.The bridge beam was replaced by a piece of steel plate which supports the weight of the traveling vehicle.All weights would be finally transferred into the tubes where four FBGs were attached and could record the weight-induced strains by shifting their Bragg wavelengths.The system identification algorithm ...     

串联集装箱动态单箱称重系统研究

提出了一种基于串联式集装箱的动态单箱称重系统的设计方法.首先,介绍了该系统的硬件组成结构,构建了动态称重系统的模型;其次,采用RBF神经网络对系统模型进行了仿真,并建立了重心偏移自适应修正算法;最后,以Visual Studio 2010为开发环境研发了一套动态单箱称重软件,该软件操作简单、实用性强,提高了集装箱动态称重效率.整个系统实现了模型构建、数据采集、算法仿真、数据存储、查询和打印等功能,并且称重误差率控制在3％以内,有较好的商业应用前景.     

基于FIR算法的公路动态称重系统研究

阐述了FIR算法的基本原理,探讨了加窗函数对结果的影响,给出了实现FIR算法的结构和程序,并对其做了详细说明。实验结果表明,公路动态称重系统所能达到的检测车辆通过速度和动态轮载辨识精度达到了国际ASTM E1318—94标准Ⅲ类WIM系统的规范要求。     

单片机在车辆行驶称重仪中的应用

为有效遏制日益严重的车辆超载现象,研制出了基于液压传感器的车辆行驶称重仪．文中介绍单片机在这种车辆行驶称重仪中的应用,该系统硬件由电子芯片组成,所有芯片集成在一块电路板上,以使行驶称重系统具有智能化和便携化的特点．利用汇编语言编制的计算程序,可以测量车辆的载荷、速度和轴距。     

基于微加速度传感器的高速动态车辆超载检测

针对动态车辆超载检测,基于微加速度传感器建立了一种新型的高速动态超载检测方法.桥梁采用简支梁模型,车/桥相互作用模型化为两个具有固定间距点力匀速通过桥面,系统分析了两点力情况的桥梁振动,建立了两点力情况下桥梁振动与力的函数方程,从而奠定了基于微加速度传感器的实际车辆超载检测的理论基础.同时利用先进微传感器搭建了高速超载车检测试验平台,进行了传感器安装位置选择的研究.理论仿真和试验结果证明,该方法可以较准确地进行高速动态超载车辆的检测.     

一种基于线性啁啾光纤光栅的啁啾编码光码分多址接入系统

提出一种新的双极性啁啾编码光码分多址接入（OCDMA）系统。该系统采用线性啁啾布拉格光纤光栅和光纤延迟线将数据比特扩频成由正或负啁啾光脉冲组成的扩频序列,并对多用户干扰和误码率进行了深入分析,探讨了系统误码率与地址码码长和光纤光栅的脉冲展宽因子的关系。结果表明,通过增大脉冲展宽因子可以有效降低该系统的误码率。     

超声波作用下的光纤布拉格光栅频谱分析

阐述了利用光纤布拉格光栅进行传感测量的基本原理与方法,讨论了由于超声波作用而引起的光纤布拉格光栅机械形变及折射率变化.引入分层传输矩阵法建立仿真模型,利用一组典型的光纤布拉格光栅参数并采用分层赋值与矩阵叠加的方法,数值模拟了超声波作用下光纤布拉格光栅的频谱特性.分析了该模型的有效作用条件及改变超声波波长及强度对光纤布拉格光栅频谱特性的影响.提出一种适用于多种条件下的利用光纤布拉格光栅测量超声波的方法,以及相应可供参考的仿真模型.     

动态称重系统的试验数据采集与处理方法

本文首先简要地介绍一下数据采集前端的信号调试电路的模拟信号处理,然后叙述了动态称重信号的特点,紧接着介绍基于删的称重数字信号采集,再着重介绍数据滤波以及系统试验方案,最后给出了整个系统的程序设计方案。     

连续梁桥车辆动态称重系数解析与试验验证

基于桥梁响应的车辆动态称重方法具有成本低、易维护和耐久性好等优点,但其称重精度依赖于称重系数的准确性。以典型三等跨预应力混凝土连续小箱梁桥为应用背景,首先推导了车辆重量与桥梁响应指标之间的相关数学表达式,给出了车辆称重系数的定义和理论解析解,同时指出针对实际宽幅桥梁,根据车辆横向位置修正对应的称重系数;其次,利用两车道随机车流对该桥有限元模型进行加载并提取桥梁响应,得到车重与响应之间的相关曲线和相关系数;最后,在实桥上设计安装了桥梁动态称重系统和路面动态称重系统用于监测通行车辆信息,通过匹配算法得到大数据统计下的车辆称重系数。研究结果表明,所提出的车辆称重系数解析解与仿真结果误差为1.8%,实测称重系数与理论解析解、数值仿真结果绝对误差为1.73%。研究结果对诸如简支梁、不等跨连续梁等其他类型桥梁提供了研究思路,以得到桥梁不同位置处的车辆称重系数,同时建议在实际工程应用中分别对理论、仿真和实测的称重系数相互校核,提高标定的准确性。     

基于ArcGIS的交通量预测模型

常规交通量预测模型耗时、工作量大.针对美国印第安纳州交通量趋于稳定的特点,借助ArcGIS地统分析软件,分别采用Ordinary Kriging、距离加权倒数(IDW)、径向基函数插值(RBF)等方法对交通量进行预测,并与动态称重系统(WIM)的交通资料进行比对,结果表明采用径向基函数插值中的反高次曲面函数(IMS)插值预测方法适合美国印第安纳州交通量的分布实际,预测误差最小.     

高速公路分车道荷载差异及其响应特性

为研究我国高速公路各车型分车道行驶的交通规则对分车道荷载及其响应的影响,选取实测的单向两车道、三车道和四车道的动态称重(WIM)数据,首先统计了各车型对车道的选择概率;然后,对比了分车道交通流量及荷载分布的差异;最后从车重极值、荷载响应极值、荷载响应损伤累积三方面研究了分车道行驶对桥面结构局部设计、桥梁整体设计和桥梁疲劳设计的影响.研究表明,各车型对车道具有特定的选择概率,分车道在车型组成、交通流量及荷载分布上显著差别.不同车道数时,分车道的外推车重极值存在差别,桥面结构局部设计用车辆荷载模型应据此进行车道修正.分车道荷载响应极值的比值及等效应力幅的比值均不为1,说明分车道最不利荷载响应及疲劳损伤累积效应都不相同,桥梁的整体设计和疲劳设计应该考虑这些特性.     

基于虚拟仪器技术的基坑光纤光栅监测系统

结合使用光纤光栅传感器进行基坑监测过程中遇到的监测结果直观表现性差、综合管理功能弱等问题,研发了一套基于虚拟仪器技术的基坑光纤光栅监测系统.该系统集监测数据采集与管理、监测结果实时动态显示、远程访问控制以及报警监控等功能于一体,是一套实现了智能化与网络化的多功能管理系统.在应用该系统对某通信中心基坑进行监测的过程中,系统运行良好,各功能模块均顺利通过了测试,为工程的顺利进行提供了技术保证.     

基于WIM的福建省重载交通公路车辆荷载模型

为建立适合福建省重载交通公路的车辆荷载模型，选取车流量大、重载货车比例高的沿海地区，布设2个动态称重（WIM）系统测点。通过对WIM系统长达30个月不间断采集的车流数据的统计分析，得到福建省典型重载交通公路车辆荷载的统计特征，并建立了相应的车辆荷载模型。基于实测模型与现行规范汽车荷载标准，对典型公路简支梁桥和连续梁桥的汽车荷载作用效应进行了分析，结果表明：对福建省重载交通公路桥梁，采用公路—I级汽车荷载标准进行结构设计总体上是安全的，而采用公路—II级汽车荷载标准则偏于不安全。本文所建立的重载交通公路车辆荷载模型可供福建省公路桥梁设计或结构损伤验算时参考。     

光纤光栅传感在桥梁工程中的应用

分析了光纤Bragg光栅传感器的基本原理,对目前光纤Bragg光栅传感器在桥梁结构健康监测中的应用情况进行了讨论;探讨了光纤Bragg光栅传感器在研究和应用过程中存在的问题并适当提出了解决方案．     

光纤光栅及其在光波分复用技术中的应用

分析了光子诱导所致的光纤光栅形成机理 ,如紫外激光干涉条纹图下的横向侧面曝光法 ,介绍了光纤光栅在光波分复用技术中的应用。     

光纤布拉格光栅湿度传感器研究

基于光纤布拉格光栅(FBG)的应力传感特性,提出了一种湿度传感方法,给出了湿度传感器的设计和实验测量系统。理论推导显示,涂有湿敏材料的FBG对湿度的传感可转化为对应变的快速响应,结合温度的有效补偿,可以共同反映在FBG中心反射波长的漂移上。研究结果表明,FBG湿度传感器能在较大温度范围内保持线性特性,并具有稳定性持久、响应速度快等优点。     

射频分布式MEMS移相器Bragg频率的研究

详细讨论了Bragg频率产生的原因及其分析方法，并依据微波网络理论对不同结构参数MEMS移相器的Bragg频率进行了分析比较.计算结果表明Bragg频率随共平面波导信号线宽度增大、随微桥周期间距增大而降低.对特征阻抗50 Ω、周期间距300 μm、中心信号线宽度分别为50 μm和100 μm的MEMS移相器，Bragg频率相应为38.1 GHz和27.6 GHz；对中心信号线宽度为100 μm的移相器，当周期间距增加为567 μm时，Bragg频率进一步下降到19.6 GHz.对Bragg频率的研究为分布式MEMS移相器优化设计提供了重要依据.     

基于粒子群算法的FBG横向受力反射谱的研究

应用光纤光栅(FBG)测量横向作用力时,由于系统误差、器件损耗以及一些不易测得参数的影响,引起FBG的反射谱发生畸变,导致特征信息提取困难.为此提出了基于粒子群优化算法的FBG横向受力反射谱的分析方法,建立了FBG横向受力和粒子群算法模型,通过确立分析所用的目标函数,对FBG横向受力进行实验和寻优,在FBG横向受力反射谱中提取了特征信息.实验结果表明,粒子群算法在FBG反射谱分析中提取特征信息及测量一些不易测得的参数十分有效,并且精度高、稳定性好、收敛速度快,在FBG传感器高精度测量方面非常实用.     

声光频移激光测速仪的光学设计

介绍了ＰＹＪＣ频移激光测速仪的光学原理。讨论了在光学设计中的信噪比要求，天线条件，色差兼容和布喇格条件。