Análise de incerteza de medição da verificação remota de características dinâmicas de medição em escala de caminhões

Análise de incerteza de medição da verificação remota de características dinâmicas de medição em escala de caminhões

Palavra -chave:Escala de caminhão dinâmico, Assim,pesagem dinâmica, Assim,escalas dinâmicas

【Resumo】: A frequência atual de calibração periódica para escalas automáticas de veículos rodoviários (a seguir denominada escalas dinâmicas de caminhões) é gradualmente incapaz de atender às necessidades do atual trabalho de aplicação da lei fora do local. É necessária tecnologia da informação para implementar testes diferenciados e precisos para garantir a confiabilidade da pesagem de dados. Este artigo estabelece um modelo de avaliação de incerteza de medição com base no método de verificação remota de desempenho metrológico, analisa as fontes de várias incertezas e se concentra no impacto da direção anormal, velocidade, consumo de combustível etc. na incerteza da medição da pesagem dinâmica. De uma perspectiva técnica, fornece uma base analítica para a confiabilidade dos dados dinâmicos de pesagem e suporte técnico para o uso preciso do equipamento de pesagem dinâmica da rodovia.

EUntroduction:

A sobrecarga de transporte nas rodovias pode danificar as estruturas da estrada e da ponte, causando facilmente acidentes de trânsito e ameaçando a segurança da vida e da propriedade das pessoas. Desde 2013, várias regiões de todo o país realizaram sucessivamente o trabalho de aplicação da lei não do local para o controle de sobrecarga de rodovias, reprimindo severamente os comportamentos graves de transporte ilegal sobre limite de transporte e garantindo a segurança do transporte de tráfego rodoviário. A escala dinâmica de caminhões é um equipamento de pesagem chave no sistema de aplicação da lei não do local para o controle de sobrecarga de rodovias, e seus valores de medição precisos e confiáveis são o pré -requisito para a implementação do controle de sobrecarga tecnológica. No entanto, devido ao fato de que as escalas dinâmicas de caminhões medem veículos de carga em movimento, sua precisão de medição está intimamente relacionada a hábitos de condução do motorista, velocidade de operação do veículo, tipo estrutural e outros fatores. De acordo com as estatísticas incompletas, a taxa média de passagem de verificação de escalas dinâmicas de caminhão instaladas em uma determinada seção de estrada da área de amostra permanece em cerca de 65% após um ciclo operacional (geralmente 6 meses). Um número considerável de escalas dinâmicas de caminhão, depois de correr por um período de tempo, não pode mais manter sua precisão de medição no nível da calibração. De fato, talescalas dinâmicasJá são considerados imprecisos e há muita incerteza nos resultados do peso total do veículo, o que representa um risco para a estrada sobre a aplicação da lei limite. Para resolver o problema de medição imprecisa deEscalas de caminhão dinâmicoDurante o período de calibração, considerando o custo dos testes, a pesquisa do projeto propõe um método de verificação remota para escalas dinâmicas de caminhões com base na tecnologia da Internet das Coisas, que implementa testes diferenciados e precisos de escalas de caminhões dinâmicas em pontos de aplicação da lei não do local durante o período de calibração, a fim de melhorar a credibilidade de dados dinâmicos de escalas dinâmicas.

1: Mecanismo de verificação remota

A verificação remota é a aplicação da tecnologia da Internet das Coisas para avaliar a conformidade do desempenho das escalas dinâmicas das escalas dinâmicas do ponto de aplicação da lei não do site por meio de métodos de verificação remota. Comparado com a verificação periódica diária, seu método de verificação remota tem diferenças significativas dos métodos tradicionais de verificação. A verificação remota é alcançada passando pelo verificadoescalas dinâmicaspor meio de um veículo de referência acordado a uma velocidade de operação regular. Oescalas dinâmicasTransmite os resultados de pesagem relevantes, a velocidade de operação e os dados de imagem para o sistema de verificação através da Internet das Coisas. Após o cálculo pelo sistema de verificação, ele determina se o erro de medição dinâmica do verificadoescalas dinâmicaspermanece dentro do limite de controle correspondente. O limite de controle é definido de acordo com os requisitos de erro verificados durante o uso doescalas dinâmicas(Geralmente considerando o dobro do erro durante a verificação), quando o erro de medição dinâmica da escala de caminhão dinâmico verificado se aproxima ou excede o limite de controle correspondente, o sistema de verificação fornecerá informações de aviso correspondentes para lembrar a unidade de usuário de escala dinâmica de caminhão para analisá -la e processar em tempo hábil, melhorando a confiabilidade do desempenho e da operação da escala dinâmica de caminhão.

2: Modelo matemático para verificação remota

A verificação remota deescalas dinâmicasé realmente o processo de comparação dos resultados da medição enviados pela Internet das coisas com o peso total de referência do veículo padrão de verificação. Para melhorar a credibilidade da verificação remota, também deve ser considerada a incerteza de resultados dinâmicos de medição de dados durante o processo de verificação. Este artigo se concentra nas condições de trabalho reais das escalas dinâmicas de caminhões em pontos de aplicação da lei que não são do local, como velocidade e direção anormal, e propõe um método de avaliação de incerteza.

A escala dinâmica do caminhão do sistema de aplicação da lei que não é do local para controle de sobrecarga é geralmente instalada em superfícies de estradas comuns, com uma faixa de velocidade de pesagem de (0,5-100) km/h. A estrutura de pesagem inclui principalmente carga de eixo, quartzo, placa plana, tira estreita, placa curva e outras formas. O nível de precisão do peso total do veículo é principalmente o nível 5 e o nível 10 [4]. A verificação remota segue o plano de verificação, usando um veículo de referência para realizar um ou mais testes na escala dinâmica do caminhão. Os resultados do teste são enviados no sistema de verificação e, em seguida, os resultados da verificação são calculados de acordo com a Fórmula 1 para avaliar se a escala de caminhão dinâmico está em um estado normal com base nos limites de controle de conjunto. Os veículos de verificação (veículos de referência) podem usar padrões de medição do público social, como veículos de inspeção de várias instituições de medição legal ou usar veículos sociais específicos, como veículos de resgate de estradas que pesam todo o veículo através de instrumentos de pesagem controlados. Diferente da calibração periódica deescala dinâmicaS, veículos de referência de verificação remota podem selecionar um ou vários dos seguintes veículos com base nas condições reais de operação da estrada: veículos rígidos do eixo duplo, três eixos/quatro eixos de veículos rígidos, veículos articulados com quatro ou mais eixos, etc. [como veículos de referência de verificação]. Durante a verificação, o veículo de referência passa através do verificadoescalas dinâmicasEm uma velocidade de operação regular, e o sistema de verificação remota carrega os dados de pesagem coletados, dados de velocidade de operação, dados de imagem capturados etc. para a plataforma do sistema de verificação para cálculo e processamento.

Na fórmula: - o valor de medição de erro dinâmico relativo do veículo de escala de caminhão dinâmico verificado;

TMF -REF - Verifique o peso total do veículo de referência;

TMF - Veículo de referência de verificação Peso total exibido por equilíbrio dinâmico;

1):Quando | |> 2mpev, indica que o desempenho dinâmico doEscala de caminhão dinâmicoexcedeu os requisitos de limite de controle e seu erro de medição dinâmico não pode mais atender aos requisitos de uso. Uma mensagem de aviso deve ser dada e o uso deve ser suspenso até que o reparo seja concluído e a calibração seja qualificada novamente antes do uso;

2):Quando mPev

3):Quando | | ≤ MPEV, indica que o desempenho dinâmico da escala de caminhão dinâmico verificado é normal e deve ser gerenciado de acordo com o equipamento normal. O erro absoluto máximo permitido (MPEV) do peso total do veículo durante a pesagem dinâmica é mostrado na Tabela 1.

Tabela 1 Erro absoluto máximo permitido do peso total do veículo MPEV

3: Análise e cálculo de fontes de incerteza

Based on the analysis of the characteristics of remote verification system for dynamic vehicle scales and off-site law enforcement dynamic weighing, the sources of measurement uncertainty for remote dynamic weighing errors mainly consist of two parts: the first part is the uncertainty component introduced during the dynamic performance verification process of dynamic vehicle scales, mainly including measurement repeatability, dynamic vehicle scale resolution, changes in vehicle operating speed, abnormal driving, and fuel consumption perdas durante a verificação remota de veículos de verificação; A segunda parte é verificar os componentes da incerteza introduzidos ao medir o peso total do veículo através de uma escala de controle. Este método de verificação leva oescalas dinâmicas O DCS-30B instalado em um ponto de aplicação da lei não local como exemplo (com uma carga máxima de eixo de 30T, um valor de divisão dinâmica de 50kg, um nível de precisão de 5 e um limite de velocidade da estrada de 60km/h no ponto de aplicação da lei). Com base na situação real de mais veículos em execução na seção da estrada, três veículos rígidos do eixo (referidos como "três eixos") e seis veículos articulados do eixo (referidos como "seis eixos") são usados como veículos de verificação, e o peso total dos veículos é determinado como 26.5t (três eixos) e 42.8t (seis eixos). Oescalas dinâmicas é verificado remotamente pelo veículo de verificação e a análise da incerteza de medição e o cálculo dos resultados da verificação são fornecidos.

3.1: O componente de incerteza padrão U (TMV) introduzido pela variável de entrada TMV

A fonte de incerteza padrão U (TMV) da quantidade de entrada TMV vem principalmente dos componentes da incerteza introduzidos pela repetibilidade, resolução, verificação da perda de consumo de combustível do veículo, mudanças de operação de velocidade e condução anormal de escalas dinâmicas de caminhões.

3.1.1: Verifique a incerteza da repetibilidade u 1

Verifique a incerteza de repetibilidade e analise -a usando a avaliação da Classe A. Verifique se o veículo passa pelo ponto de verificação a uma velocidade típica de 40 km/h (velocidade aproximadamente constante) nesta seção da estrada, com um total de 10 verificações. Os dados são mostrados na Tabela 2. Use a fórmula de Bessel para calcular e verificar a incerteza da repetibilidade, como mostrado nas fórmulas (2) - (4).

Tabela 2: Incerteza U 1 Para verificar a repetibilidade (unidade: kg)

Nota: M é o número real de verificações e, no caso, foi verificado uma vez, então M = 1.

3.1.2: Verifique a incerteza U 2 causada pela resolução das leituras de instrumentos de pesagem

Devido ao valor da divisão D da escala de caminhão dinâmico sendo 50 kg, o componente de incerteza causado pelo valor da divisão da escala de caminhão dinâmico é:

2 u = 0,29d = 14,5kg

3.1.3: incerteza causada pelo consumo de combustível do veículo U 3

Após vários testes e verificações, o consumo real de combustível do veículo de referência e o consumo teórico específico de combustível fornecido pelo fabricante foram verificados. Por exemplo, o consumo de combustível de um veículo de dois eixos é de 22 kg/100 km, um veículo de três eixos é de 29 kg/100 km, um veículo de quatro eixos é de 35 kg/100 km e um veículo de seis eixos é de 40 kg/100 km; A verificação real é calculada com base em 100 quilômetros de operação. Supondo que o impacto do consumo de combustível siga uma distribuição uniforme, então:

3.1.4: incerteza causada por mudanças na velocidade do veículo U 4

JJG907-2006 "Regulamentos de verificação para instrumentos automáticos de pesagem de veículos rodoviários dinâmicos" não especifica a faixa de velocidade específica para teste, portanto, o limite de velocidade para escalas dinâmicas de caminhão em pontos de aplicação da lei não local é tomada como o valor mínimo do limite de velocidade da estrada e o limite dinâmico da velocidade de caminhão. Sob o limite de velocidade, diferentes velocidades do veículo com um intervalo de 5 km/h foram usadas para realizar análises de pesagem e estatística na escala dinâmica no ponto de avaliação. O erro dinâmico de pesagem da escala dinâmica de veículos nesse ponto de verificação não mudou em mais de 0,47% dentro do intervalo operacional das velocidades máximas e mínimas. Assumindo uma metade da largura de 0,47%/2 e seguindo uma distribuição uniforme:

3.1.5: Análise de incerteza introduzida por dirigir anormal u 5

Em circunstâncias normais, um caminhão só pode obter resultados de pesagem relativamente precisos quando passa suave e uniformemente pela área de pesagem a uma velocidade especificada. No entanto, no processo real, um número considerável de caminhões adotará métodos de direção anormais para passar pela área de pesagem, como cruzar faixas, aplicar freios, cortar a velocidade, trocar de marcha e cruzar faixas. A partir dos dados experimentais, alguns resultados anormais de direção podem atender aos requisitos do nível 5. De acordo com as estatísticas de dados dos pontos de aplicação da lei fora do local, a probabilidade de veículos de direção normal é de cerca de 95%. Supondo que os veículos que dirigem normais sigam uma distribuição normal, a relação entre probabilidade P e fator de confiança K sob distribuição normal é mostrada como k = 1,96; Ao mesmo tempo, com base no período estatístico, o erro relativo do valor médio exibido do veículo varia entre -0,35% e+0,47%. Tomando metade da largura como metade do intervalo de erro relativo do valor médio exibido, depois u 5:

3.1.6: Síntese do componente de incerteza padrão U (TMV) introduzido pela entrada TMV

O componente de incerteza padrão U (TMV) introduzido pela quantidade de entrada TMV é obtido a partir dos cinco componentes acima. A verificação da repetibilidade e a resolução da escala de verificação, consumo de combustível, alterações de velocidade e direção anormal não estão relacionadas. Portanto,

Portanto, a avaliação da incerteza da medição de erro dinâmica resulta na verificação remota da escala de caminhão dinâmico no caso pode atender aos requisitos.

4: Conclusão

Através da análise do impacto da incerteza da verificação remota deEscalas de caminhão dinâmico, verificou -se que, além da repetibilidade de medição, as mudanças na velocidade de operação do veículo e na direção anormal têm um impacto significativo no desempenho metrológico das escalas de caminhões dinâmicas não do local, o que pode facilmente causar controvérsia significativa na aplicação da lei sobre sobrecarga de rodovias. Portanto, é crucial controlar e restringir efetivamente a passagem de veículos de carga através de escalas dinâmicas de caminhões e alavancar os resultados dinâmicos de pesagem de escalas dinâmicas. Para reduzir o impacto da direção anormal nos resultados dinâmicos de pesagem, é necessário implementar medidas como isolamento e captura de faixa dura e identificar fenômenos de direção anormais para melhorar ainda mais o sistema de aplicação da lei fora do local. Ao mesmo tempo, o estabelecimento e a implementação limitada de sistemas de verificação remota podem identificar com mais precisão o desempenho da medição de escalas dinâmicas de caminhões em uso, descubra oportunamente os riscos e os perigos ocultos na operação de escalas dinâmicas de caminhões, melhoram efetivamente a confiabilidade e a precisão dos dados de pesagem e fornecem um bom suporte técnico para a lei de Off-Site em execução nas rodovias. Este projeto recebeu apoio do Projeto de Tecnologia do Sistema de Supervisão de Mercado Provincial de Zhejiang (número do projeto: 20200306), que forneceu suporte de financiamento para a pesquisa suave do projeto. Gostaríamos de expressar nossa gratidão!