Область техники, к которой относится изобретение Настоящее изобретение относится к технике взвешивания автотранспортных средств, в частности, в процессе их движения (weigh in motion - WIM) по трассе (далее наряду и на равных с термином «автотранспортное средство» будет употребляться тер- мин «автомобиль»). Уровень техники

Взвешивание автотранспортных средств в процессе их движения по трассе при- обретает всё большее значение как для целей контроля перевозимых грузов, так и для взимания платы за проезд и (или) перегруз.

Обычно автотранспортное средство взвешивается на оборудованной стационар- ными весами площадке при въезде на платную или контролируемую трассу, а также на аналогичных площадках, организованных на самой трассе (патент РФ на полезную мо- дель JN° 88469, опубл. 10.1 1.2009; патент США Jfc 6980093, опубл. 27.12.2005). Понятно, что в этом случае взвешивание даёт статическое значение и требует остановки движе- ния и заезда на специальную площадку, оборудованную взвешивающим устройством достаточно высокой точности. Поэтому говорить о взвешивании в процессе движения для такого способа взвешивания можно лишь условно.

В настоящее время всё большее применение находит взвешивание автомобилей непосредственно в процессе их движения. Например, на сайте http://www.cross.cz/en/wim-weigh-in-motion описан способ взвешивания автотранспорт- ных средств при их движении по трассе, оборудованной весовыми датчиками, которые дают возможность определять давление на поверхность дороги от каждой проезжаю- щей оси или даже каждого проезжающего колеса того или иного автотранспортного средства. Вблизи таких весовых датчиков установлены считывающие устройства, кото- рые позволяют считывать ту или иную идентификационную метку автомобиля, проез- жающего в этой момент по весовому датчику. Считанные данные вместе с отметкой времени пересылаются в центр обработки данных, где обрабатываются с помощью специальной программы для предварительного определения нагрузки на дорожное по- лотно. Однако в таких системах, которые как раз и получили название «взвешивание в движении» (weigh in motion - WIM), используемые датчики имеют невысокую точ- ность измерений как из-за технологических особенностей их изготовления, так и вслед- ствие значительной зависимости от погодных условий, времени суток и времени года. Поэтому на таких трассах при необходимости осуществлять штрафные санкции обяза- тельно дополнительно используют весы необходимой точности, которые позволяют, например, производить начисление штрафных санкций за поосный или общий перевес автомобиля. Ещё один пример такой системы описан в патенте США N° 7684946 (опубл. 23.03.2010). В этом случае показания весовых датчиков, размещённых в дорож- ном полотне, периодически корректируются по показаниям точных весов. Но такая коррекция может в некоторых случаях исказить реальные весовые данные, например, в случаях изменения веса автотранспортного средства в процессе его передвижения по трассе (разгрузка либо дозагрузка в промежуточных пунктах). Более того, после пред- варительного WIM взвешивания автомобиль направляется на точное взвешивание на специально оборудованную площадку только при подозрении на превышение веса. Т.е. в случае, когда по трассе движутся автотранспортные средства, вес которых с учётом точностных характеристик весовых датчиков WIM заведомо не превышает установлен- ных норм, необходимости в заезде на точные весы нет, а тогда не будет происходить и последующей коррекции показаний весовых датчиков WIM. В то же время, данная сис- тема может вносить ошибку, когда после взвешивания весовым датчиком WIM автомо- биль с превышенным весом успевает разгрузиться до заезда на статические точные ве- сы, по показаниям которых будет скорректировано показание весового датчика WIM, правильно показавшее перевес этого автомобиля. Раскрытие изобретения

Цель настоящего изобретения состоит в разработке такого способа и такой сис- темы коррекции показаний взвешивающих устройств при движении автотранспортного средства по трассе, которые позволили бы существенно повысить точность измерений всех весовых датчиков, установленных на трассе, в том числе и независимо от измене- ния веса автотранспортного средства.

Для решения этой задачи и достижения указанного технического результата в первом объекте настоящего изобретения предложен способ повышения точности взве- шивания автотранспортного средства в движении, заключающийся в том, что: устанав- ливают на трассе взвешивающие устройства для поколёсного или поосного взвешива- ния автотранспортного средства, при этом одно из этих взвешивающих устройств, имеющее более высокую точность по сравнению с остальными взвешивающими уст- ройствами, принимают за эталонное взвешивающее устройство, а его показания при- нимают за эталонные показания; размещают вблизи каждого из взвешивающих уст- ройств считывающее устройство, выполненное с возможностью считывать по меньшей мере одну из идентификационных меток, которыми оснащено автотранспортное сред- ство, проезжающее через данное взвешивающее устройство, с одновременной фикса- цией времени этого считывания; принимают, в центре обработки данных, показание каждого взвешивающего устройства при проезде по нему колеса или колёс каждой из осей конкретного автотранспортного средства с одновременным считыванием по меньшей мере одной идентификационной метки этого автотранспортного средства со- ответствующим считывающим устройством и с фиксацией времени этого считывания; формируют серии измерений из показаний взвешивающих устройств, принятых в цен- тре обработки данных, по отдельности для каждого колеса или для каждой оси авто- транспортного средства с одной и той же идентификационной меткой; отбирают те се- рии измерений, в которых отклонения показаний взвешивающих устройств от соответ- ствующего эталонного показания меньше заранее заданного порога; приравнивают по- казания взвешивающих устройств, составившие данную серию измерений, к соответст- вующему эталонному показанию.

Особенность способа по настоящему изобретению состоит в том, что в памяти центра обработки данных могут сохранять принятые показания взвешивающих уст- ройств вместе с соответствующими идентификационными метками.

Ещё одна особенность способа по настоящему изобретению состоит в том, что действия по формированию серий измерений, отбору серий измерений и приравнива- нию показаний могут осуществлять для показаний всех взвешивающих устройств, ус- тановленных на трассе.

Ещё одна особенность способа по настоящему изобретению состоит в том, что в каждой серии измерений могут осуществлять следующие действия: сравнивать с соот- ветствующим эталонным показанием принимаемые последовательно показания сле- дующих по трассе друг за другом взвешивающих устройств для одних и тех же колёс или осей идентифицированного автотранспортного средства; формируют серии изме- рений из тех по меньшей мере двух показаний взвешивающих устройств, следующих друг за другом на трассе, отклонения которых от эталонного показания меньше заранее заданного порога; при отклонении очередного показания в сформированной серии из- мерений от эталонного показания на величину не меньше заранее заданного порога ис- ключают это показание из данной серии измерений; при отклонении следующего после исключённого показания от эталонного показания на величину не меньше заранее за- данного порога исключают и это показание из данной серии измерений и сравнивают его с предыдущим исключённым показанием; при наличии заранее заданного количе- ства следующих подряд исключённых показаний, отклонение которых друг от друга меньше заранее заданного порога, завершают текущую серию измерений и начинают новую серию измерений с этих следующих подряд показаний, исключённых из данной серии измерений; усредняют показания всех взвешивающих устройств, составившие новую серию измерений; вычисляют соотношение полученной усреднённой величины и эталонного показания; приравнивают показания всех взвешивающих устройств, со- ставившие новую серию измерений, к эталонному показанию, скорректированному с учётом величины вычисленного соотношения.

При этом, заранее заданное количество следующих подряд исключённых пока- заний может быть равно двум или более.

Кроме того, если показания некоторого взвешивающего устройства отличаются от эталонного показания на величину не меньше заранее заданного порога в первом за- ранее заданном числе следующих подряд серий измерений, то временно исключают показания этого взвешивающего устройства из последующих серий измерений, но про- должают их приём и сравнение в центре обработки данных; если затем показания этого взвешивающего устройства отличаются от эталонного показания на величину меньше заранее заданного порога во втором заранее заданном числе следующих подряд серий измерений, то отменяют упомянутое временное исключение показаний этого взвеши- вающего устройства, начиная с очередной серии измерений, если и в этой серии изме- рений показание этого взвешивающего устройства отличается от эталонного показания на величину меньше заранее заданного порога; если показания некоторого взвешиваю- щего устройства отличаются от эталонного показания на величину не меньше заранее заданного порога в третьем заранее заданном числе следующих подряд серий измере- ний, превышающем упомянутое первое заранее заданное число, то прекращают приём показаний от этого взвешивающего устройства и фиксируют его неисправность.

Ещё одна особенность способа по настоящему изобретению состоит в том, что заранее заданный порог могут выбирать не меньше разброса показаний самого неточ- ного из используемых взвешивающих устройств. Ещё одна особенность способа по настоящему изобретению состоит в том, что эталонное взвешивающее устройство могут выбирать так, чтобы разброс его показа- ний, характеризующий его точность, был по меньшей мере вдвое меньше разброса по- казаний самого точного из остальных взвешивающих устройств.

Ещё одна особенность способа по настоящему изобретению состоит в том, что скорректированные по отношению к эталонному показанию значения, полученные для всех колёс или для всех осей идентифицированного автотранспортного средства по от- дельности в каждой серии измерений, могут суммировать для нахождения поосного веса или веса всего автотранспортного средства, проехавшего соответствующие взве- шивающие устройства.

Ещё одна особенность способа по настоящему изобретению состоит в том, что коррекцию могут осуществлять по истечении заранее заданных интервалов времени либо по командам из центра обработки информации. При этом команды могут выда- вать при изменении характеристик окружающей среды за заранее установленные пре- делы. Характеристики же окружающей среды могут выбирать из группы, состоящей из температуры воздуха, атмосферного давления, наличия или отсутствия облачности, на- личия или отсутствия осадков, вида осадков, характеристики поверхности дорожного покрытия.

Кроме того, в случае коррекции не в каждой серии измерений могут производить следующие действия: в той серии измерений, в которой осуществлялось приравнива- ние, для каждого взвешивающего устройства помимо эталонного вычисляют отноше- ние принятого в центре обработки данных показания данного взвешивающего устрой- ства в данной серии к значению, которому это показание было приравнено; в любой из последующих серий измерений, в которых приравнивание не осуществляется, выпол- няют коррекцию показания каждого взвешивающего устройства помимо эталонного с учётом вычисленного отношения.

Ещё одна особенность способа по настоящему изобретению состоит в том, что взвешивающие средства могут устанавливать на отрезках трассы, для которых мини- мальный радиус поворота, уклон и неровности покрытия задают, исходя из паспортных требований используемых взвешивающих устройств.

Для решения той же задачи и достижения того же технического результата во втором объекте настоящего изобретения предложена система повышения точности взвешивания автотранспортного средства в движении, содержащая: установленные на трассе взвешивающие устройства для поколёсного или поосного взвешивания авто- транспортного средства, при этом одно из этих взвешивающих устройств, имеющее бо- лее высокую точность по сравнению с остальными взвешивающими устройствами, принято за эталонное взвешивающее устройство, а его показания приняты за эталонные показания; считывающие устройства, каждое из которых размещено вблизи соответст- вующего взвешивающего устройства и выполнено с возможностью считывать по меньшей мере одну из идентификационных меток, которыми оснащено автотранспорт- ное средство, проезжающее через данное взвешивающее устройство, с одновременной фиксацией времени этого считывания; центр обработки данных, выполненный с воз- можностью: принимать показание каждого взвешивающего устройства при проезде по нему колеса или колёс каждой из осей конкретного автотранспортного средства с одно- временным считыванием по меньшей мере одной идентификационной метки этого ав- тотранспортного средства соответствующим считывающим устройством и с фиксацией времени этого считывания; формировать серии измерений из показаний взвешивающих устройств, принятых в центре обработки данных, по отдельности для каждого колеса или для каждой оси автотранспортного средства с одной и той же идентификационной меткой; отбирать те серии измерений, в которых отклонения показаний взвешивающих устройств от соответствующего эталонного показания меньше заранее заданного поро- га; приравнивать показания взвешивающих устройств, составившие данную серию из- мерений, к соответствующему эталонному показанию.

Особенность системы по настоящему изобретению состоит в том, что центр об- работки данных может содержать память для сохранения принятых показаний взвеши- вающих устройств вместе с соответствующими идентификационными метками.

Ещё одна особенность системы по настоящему изобретению состоит в том, что центр обработки данных может быть выполнен с возможностью осуществлять действия по формированию серий измерений, отбору серий измерений и приравниванию показа- ний для показаний всех взвешивающих устройств, установленных на трассе.

Ещё одна особенность системы по настоящему изобретению состоит в том, что центр обработки данных может быть выполнен с возможностью осуществлять сле- дующие действия: сравнивать с соответствующим эталонным показанием принимае- мые последовательно показания следующих на трассе друг за другом взвешивающих устройств для одних и тех же колёс или осей идентифицированного автотранспортного средства; формировать серии измерений из тех по меньшей мере двух показаний взве- шивающих устройств, следующих друг за другом на трассе, отклонения которых от эталонного показания меньше заранее заданного порога; при отклонении очередного показания в сформированной серии измерений от эталонного показания на величину не меньше заранее заданного порога исключать это показание из данной серии измерений; при отклонении следующего после исключённого показания от эталонного показания на величину не меньше заранее заданного порога исключать и это показание из данной серии измерений и сравнивать его с предыдущим исключённым показанием; при нали- чии заранее заданного количества следующих подряд исключённых показаний, откло- нение которых друг от друга меньше заранее заданного порога, завершать текущую се- рию измерений и начинать новую серию измерений с этих следующих подряд показа- ний, исключённых из данной серии измерений; усреднять показания всех взвешиваю- щих устройств, составившие новую серию измерений; вычислять соотношение полу- ченной усреднённой величины и соответствующего эталонного показания; приравни- вать показания всех взвешивающих устройств, составившие новую серию измерений, к эталонному показанию, скорректированному с учётом величины вычисленного соот- ношения.

При этом, заранее заданное количество следующих подряд исключённых пока- заний может быть равно двум или более.

Кроме того, центр обработки данных может быть выполнен с возможностью осуществлять следующие действия: если показания некоторого взвешивающего уст- ройства отличаются от эталонного показания на величину не меньше заранее заданного порога в первом заранее заданном числе следующих подряд серий измерений, времен- но исключать показания этого взвешивающего устройства из последующих серий из- мерений, но продолжать их приём и сравнение в центре обработки данных; если затем показания этого взвешивающего устройства отличаются от эталонного показания на величину меньше заранее заданного порога во втором заранее заданном числе следую- щих подряд серий измерений, отменять временное исключение показаний этого взве- шивающего устройства, начиная с очередной серии измерений, если и в этой серии из- мерений показание этого взвешивающего устройства отличается от эталонного показа- ния на величину меньше заранее заданного порога; если показания некоторого взвеши- вающего устройства отличаются от эталонного показания на величину не меньше зара- нее заданного порога в третьем заранее заданном числе следующих подряд серий изме- рений, превышающем упомянутое первое заранее заданное число, прекращать приём показаний от этого взвешивающего устройства и фиксировать его неисправность. Ещё одна особенность системы по настоящему изобретению состоит в том, что заранее заданный порог может быть выбран не меньше разброса показаний самого не- точного из используемых взвешивающих устройств.

Ещё одна особенность системы по настоящему изобретению состоит в том, что эталонное взвешивающее устройство может быть выбрано так, чтобы разброс его пока- заний, характеризующий его точность, был по меньшей мере вдвое меньше разброса показаний самого точного из остальных взвешивающих устройств.

Ещё одна особенность системы по настоящему изобретению состоит в том, что центр обработки данных может быть выполнен с возможностью суммировать значения, полученные для всех колёс или для всех осей идентифицированного автотранспортного средства по отдельности в каждой серии измерений для нахождения поосного веса или веса всего автотранспортного средства.

Ещё одна особенность системы по настоящему изобретению состоит в том, что центр обработки данных выполнен с возможностью осуществлять приравнивание по истечении заранее заданных интервалов времени.

Либо система по настоящему изобретению может дополнительно содержать дат- чики, расположенные вблизи по меньшей мере некоторых взвешивающих устройств и предназначенные для определения характеристик окружающей среды, выбранных из группы, состоящей из температуры воздуха, атмосферного давления, наличия или от- сутствия облачности, наличия или отсутствия осадков, вида осадков, характеристик по- верхности дорожного покрытия, при этом центр обработки данных выполнен с воз- можностью осуществлять приравнивание по командам, выдаваемым на основе сигна- лов, принимаемых от этих датчиков.

Кроме того, для случая, когда коррекция осуществляется не в каждой серии из- мерений, центр обработки данных может быть выполнен возможностью производить следующие действия: в той серии измерений, в которой осуществлялось приравнива- ние, для каждого взвешивающего устройства помимо эталонного вычислять отношение принятого в центре обработки данных показания данного взвешивающего устройства в данной серии к значению, которому это показание было приравнено; в любой из после- дующих серий измерений, в которых приравнивание не осуществляется, выполнять коррекцию показания каждого взвешивающего устройства помимо эталонного с учётом вычисленного отношения.

Ещё одна особенность системы по настоящему изобретению состоит в том, что взвешивающие устройства могут быть установлены на отрезках трассы, для которых минимальный радиус поворота, уклон и неровности покрытия заданы, исходя из пас- портных требований используемых взвешивающих устройств.

Краткое описание чертежей Изобретение иллюстрируется далее чертежами.

На фиг. 1 показана условная схема системы, в которой реализуется способ по на- стоящему изобретению.

На фиг. 2 приведена блок-схема алгоритма снятия показаний при проезде не- скольких осей взвешивающего устройства.

На фиг. 3 приведена блок-схема алгоритма учёта показаний для последующей коррекции в соответствии с настоящим изобретением.

Подробное описание изобретения

Как показано на фиг. 1 , способ по настоящему изобретению может быть реали- зован в системе, в которой на трассе 1 (условно показанной односторонней с направле- нием движения по стрелке 2) установлены взвешивающие устройства 3.i (i = 1, 2, ...). На фиг. 1 показаны четыре взвешивающих устройства 3.1 - 3.4, однако их число, разу- меется, не ограничено именно четырьмя. На фиг. 1 первое взвешивающее устройство 3.1 условно выделено дополнительной пунктирной линией для того, чтобы подчерк- нуть, что данное взвешивающее устройство принято за эталонное, т.к. оно имеет более высокую точность по сравнению с остальными взвешивающими устройствами 3.2 - 3.4. Под точностью в данном случае понимается тот факт, что разброс показаний этого взвешивающего устройства 3.1, как раз и характеризующий его точность, например, вдвое меньше разброса показаний самого точного из остальных взвешивающих уст- ройств 3.

На фиг. 1 эталонное взвешивающее устройство 3.1 показано установленным на самой трассе 1 , однако в некоторых случаях может оказаться более целесообразно вы- нести его на специальную площадку рядом с трассой 1. Конкретное местоположение эталонного взвешивающего устройства 3.1 и принцип его действия (статический, т.е. на специальной площадке, или динамический, т.е. в процессе движения) не имеет значе- ния для реализации способа по настоящему изобретению. Добавим, что эталонное взве- шивающее устройство может располагаться практически в любом месте трассы 1. На- пример, на трассе с двусторонним движением может быть всего одна площадка с эта- лонным взвешивающим устройством, расположенная на одном конце этой трассы. При этом эталонное взвешивающее устройство будет первым для автомобилей, въезжаю- щих на такую трассу, или последним для автомобилей, выезжающих с этой трассы. Ли- бо эталонное взвешивающее устройство может располагаться в середине трассы 1. В качестве эталонного взвешивающего устройства 3.1 можно использовать, например, как статические тензометрические весы для поосного взвешивания, так и прецизион- ные пьезовесы для измерения в процессе движения (WIM), изготовленные, например, швейцарской фирмой "KISTLER" (см. www.kistler.com)

Все остальные взвешивающие устройства 3.i (3.2 - 3.4 в данном примере) пред- назначены для взвешивания автотранспортных средств, проезжающих по трассе 1 в на- правлении 2. В качестве таких взвешивающих устройств можно использовать любые известные в настоящее время или разрабатываемые в будущем весовые датчики WIM. Например, это могут быть датчики, используемые в упомянутых выше устройствах взвешивания чешской компании Cross; либо оптоволоконные датчики, описанные в па- тенте РФ на полезную модель N° 13925 (опубл. 10.06.2000), в патентах США N° 4560016 (опубл. 24.12.1985) и К° 5260520 (опубл. 09.1 1.1993), в заявке Великобритании JN° 2250813 (опубл. 17.06.1992) или в заявке Кореи _Ns 2004/0102878 (опубл. 08.12.2004); либо в качестве таких датчиков могут использоваться тензодатчики, описанные в па- тентах РФ JN° 2239798 (опубл. 10.1 1.2004) и JY° 2390734 (опубл. 27.05.2010) или в заявке Кореи N° 2008/0105371 (опубл. 04.12.2008). В принципе, конкретная конструкция взве- шивающих (не эталонных) устройств 3 не имеет значения, и не важно, изготовлены ли все они одинаковыми или по разным технологиям.

Взвешивающие (не эталонные) устройства 3, как правило, укладываются в до- рожное полотно трассы 1 в каждой полосе движения поперёк направления 2 движения автотранспортных средств. Такое размещение взвешивающих устройств 3 позволяет измерять вес автомобиля, проезжающего через каждое взвешивающее устройство 3, поосно. Если же требуется определять вес поколёсно, то каждое взвешивающее устрой- ство 3 разделяют на две части, как это описано, например, в упомянутом выше патенте РФ N° 2390734. Целесообразно устанавливать взвешивающие устройства 3 там, где скорость автотранспортного средства ожидается неизменной, т.е. на отрезках трассы 1, имеющих радиус поворота (закругления), неровности по высоте и уклоны не больше заранее заданных величин. Обычно радиусы закругления таких отрезков, их уклоны и неровности по высоте, а возможно и некоторые иные параметры нормируются (паспор- тизируются) изготовителями используемых взвешивающих устройств. Взвешивающие устройства 3 устанавливают на трассе 1 на заранее заданных расстояниях, которые, как видно на фиг. 1, не обязательно являются одинаковыми. Понятно, что чем чаще распо- ложены взвешивающие устройства 3 на трассе 1 , тем легче контролировать не только вес, но передвижение автотранспортного средства, но при этом возрастает стоимость используемой системы и сложность управления ею.

Как видно на фиг. 1, вблизи каждого из взвешивающих устройств 3.i (включая и эталонное) размещают считывающее устройство 4л. Каждое такое считывающее уст- ройство 4 выполнено с возможностью считывать по меньшей мере одну из идентифи- кационных меток, которыми оснащено автотранспортное средство, проезжающее в данный момент через соответствующее взвешивающее устройство 3.i. Такими иденти- фикационными метками могут быть как государственные регистрационные номера, так и, к примеру, радиоидентификационные метки (радиоидентификаторы, RFID), закреп- ляемые на автотранспортных средствах. При этом считывающее устройство 4 пред- ставляет собой, например, видеокамеру и (или) считыватель, выполнение которого по- зволяет считывать используемые идентификационные метки. При проезде автомобиля через конкретное взвешивающее устройство 3.i расположенное рядом с ним считы- вающее устройство 4.i одновременно осуществляет фиксацию времени считывания. Например, при использовании видеокамер в качестве считывающих устройств 4 такая фиксация времени осуществляется автоматически.

Сигналы от взвешивающих устройств 3 и считывающих устройств 4 передаются в центр 5 обработки данных. Такая передача может осуществляться как по проводам, так и беспроводно любыми известными в настоящее время или разрабатываемыми в будущем средствами. Центр 5 обработки данных может объединять взвешивающие устройства 3 и считывающие устройства 4 в локальную сеть, в которой для передачи сигналов используется соответствующий протокол. Конкретный метод обмена данны- ми между взвешивающими устройствами 3, считывающими устройствами 4 и центром 5 обработки данных не имеет значения.

Центр 5 обработки данных, как понятно из его названия, осуществляет необхо- димую обработку данных с помощью соответственно запрограммированного процес- сорного средства (компьютер, контроллер и т.п.) и имеет память для хранения - хотя бы временного - данных, принятых от взвешивающих устройств 3 и считывающих уст- ройств 4, и для хранения результатов обработки принятых данных.

На фиг. 2 приведена блок-схема алгоритма начальной обработки данных, при- нимаемых от взвешивающих устройств 3 и считывающих устройств 4 в центре 5 обра- ботки данных. При проезде некоторого автотранспортного средства через взвешиваю- щее устройство 3.i (пусть это будет для определённости второе слева на фиг. 1 взвеши- вающее устройство 3.2) датчик этого взвешивающего устройства 3.2 формирует снача- ла сигнал, пропорциональный весу передней оси проезжающего автотранспортного средства. Одновременно расположенное рядом второе считывающее устройство 4.2 ре- гистрирует соответствующую(-ие) идентификационную(-ые) метку(-и), которой(-ыми) снабжено данное автотранспортное средство. Полученные данные поступают в центр 5 обработки данных, который на этапе 21 принимает очередное показание взвешивающе- го устройства 3.2. Одновременно центр 5 обработки данных принимает и сигнал со считывающего устройства 4.2 и распознаёт идентификатор проезжающего автотранс- портного средства. К примеру, процессор в центре 1 обработки данных распознаёт го- сударственный регистрационный номер и (или) определяет иной идентификатор, при- своенный данному автомобилю. При проезде через второе взвешивающее устройство 3.2 второй оси того же автомобиля центр 5 обработки данных принимает следующее показание взвешивающего устройства 3.2, но при этом идентификатор, считанный вто- рым считывающим устройством 4.2, остаётся тем же самым (этап 22). Поэтому в цен- тре 5 обработки данных запоминают новое показание взвешивающего устройства 3.2 вместе с предьщущим показанием и с одним и тем же идентификатором (этап 23). Если теперь вслед за проехавшим автомобилем (пусть это будет двухосная машина) на дат- чик второго взвешивающего устройства 3.2 наезжает передняя ось другого автотранс- портного средства, считывающее устройство 4.2 передаст в центр 5 обработки данных другие данные, отличные от ранее переданных данных. Процессор в центре 5 обработ- ки данных распознает по этим данным другое автотранспортное средство и запомнит полученные при этом данные от взвешивающего устройства 3.2 вместе с другим иден- тификатором. Таким образом, данные от всех осей (или от всех колёс) одного и того же автотранспортного средства будут записаны в память центра 5 обработки данных с од- ним и тем же идентификатором, но для разных автотранспортных средств эти иденти- фикаторы будут различны.

В принципе, данный алгоритм может осуществляться и с помощью иных средств. Например, в дорожное полотно рядом с взвешивающим устройством 3 может быть встроена индукционная петля. Пока через данное взвешивающее устройство про- езжают оси одного и того же транспортного средства (и даже оси его прицепа), в этой индукционной петле наводится электрический ток за счёт перемещающейся массы данного автотранспортного средства. Но как только данный автомобиль проедет через взвешивающее устройство 3, ток в этой индукционной петле резко снизится, что может быть определено отдельной пороговой схемой. Наезд на взвешивающее устройство 3 другого автомобиля, даже едущего почти «впритык» к уже проехавшему, вызовет но- вое повышение тока в индукционной петле, которое также будет распознано соответст- вующей пороговой схемой (см. www.citylines.ru/telematica/obespechenie_bezopasnosty_14.htm l). Конкретные же виды пороговых схем общеизвестны специалистам.

Рассмотрим теперь, как осуществляется отбор показаний для последующей кор- рекции. В общем случае, в центре 5 обработки данных из принятых показаний взвеши- вающих устройств 3 (кроме эталонного) по отдельности для каждого колеса или для каждой оси автотранспортного средства с одной и той же идентификационной меткой формируют серии измерений. Как будет видно из дальнейшего, в эти серии измерений могут быть включены показания всех взвешивающих устройств 3 (помимо эталонного показания). С другой стороны, в эти серии могут включаться только некоторые показа- ния (показания некоторых взвешивающих устройств 3 помимо эталонного), как это описано далее со ссылкой на фиг. 3. Из этих серий измерений отбирают те серии изме- рений, в которых отклонения показаний хотя бы некоторых из расположенных на трас- се 1 друг за другом взвешивающих устройств 3 от соответствующего эталонного пока- зания (т.е. от показания эталонного взвешивающего устройства 3.1 в данном примере) меньше заранее заданного порога. В том случае, когда эталонное взвешивающее уст- ройство расположено не в начале трассы 1, такие серии измерений для конкретного ав- томобиля запоминают в центре 5 обработки данных до проезда этого автомобиля через эталонное взвешивающее устройство. После этого приравнивают показания всех взве- шивающих устройств 3, составившие данную серию измерений, к соответствующему эталонному показанию (т.е. к показанию эталонного взвешивающего устройства для той же самой оси того же самого автотранспортного средства). Отметим, что в центре 5 обработки данных можно производить запоминание показаний любых, в том числе и всех, взвешивающих устройств 3.

Более подробно процесс отбора показаний для последующей коррекции иллюст- рируется с помощью блок-схемы алгоритма, приведённой на фиг. 3. Этот алгоритм ис- пользуется для каждой серии измерений, т.е. для m-ой оси η-го автотранспортного средства (где т = 1, 2, ..., а п - любое целое число).

В алгоритме, блок-схема которого приведена на фиг. 3, на этапе 31 в центре 5 обработки данных сравнивают (последовательно принимаемые или уже принятые и со- хранённые в памяти центра 5 обработки данных) показания от следующих друг за дру- гом по трассе 1 взвешивающих устройств 3 для одних и тех же колёс или осей иденти- фицированного автотранспортного средства с соответствующим эталонным показани- ем. Напомним, что приём и сравнение показаний могут происходить в разное время, если эталонное взвешивающее устройство находится не в начале трассы 1. При сравне- нии на этапе 31 определяют величину отклонения очередного показания (показания очередного взвешивающего устройства 3.1) от эталонного показания. Если это отклоне- ние меньше заранее заданного порога («да» на этапе 32), то на этапе 33 приравнивают показания всей предшествующей серии измерений к эталонному показанию и повто- ряют сравнение на этапе 31, но уже для следующего показания (показания следующего взвешивающего устройства 3.(i+l)) для той же самой оси того же автомобиля, опреде- ляемого по данным из соответствующего считывающего устройства 4.

Величину заранее заданного порога, используемого на этапе 32, выбирают исхо- дя, по меньшей мере, из известной точности датчиков, используемых во взвешивающих устройствах 3. Например, заранее заданный порог могут выбирать не меньше разброса показаний самого неточного из используемых взвешивающих устройств 3. При этом, как уже отмечалось выше, эталонное взвешивающее устройство (3.1 в данном примере) имеет разброс показаний, характеризующий его точность, по меньшей мере вдвое меньше разброса показаний самого точного из остальных взвешивающих устройств 3. Специалисту понятно также, что эталонных взвешивающих устройств может быть не- сколько, тогда коррекцию можно осуществлять по показаниям того из этих эталонных взвешивающих устройств, по которому представляющий интерес автомобиль проехал позже.

Если окажется, что очередное показание (показание очередного взвешивающего устройства 3) отклоняется от эталонного показания на величину, равную или превы- шающую указанный порог («нет» на этапе 32), то на этапе 34 это показание исключают из данной серии измерений и на этапе 35 сохраняют его отдельно. При этом на этапе 36 проверяют, сколько уже имеется подряд идущих исключений из данной серии измере- ний. Если количество исключений меньше заранее заданного («да» на этапе 37), то на этапе 38 приравнивают к эталонному показанию все показания в данной серии измере- ний кроме исключённых из неё показаний. После этого осуществляют сравнение сле- дующего в данной серии показания с эталонным показанием.

Если же окажется («нет» на этапе 37), что количество исключённых показаний сравнялось с заранее заданным числом - например, это будет число два, то на этапе 39 начинают новую серию измерений с этих следующих подряд показаний, исключённых из данной, т.е. завершённой теперь серии измерений. Если во вновь начатой серии из- мерений отклонения следующих подряд исключённых показаний, определённые на этапе 36, не превышают упомянутого выше порога, то на этапе 40 все эти показания усредняют, а на этапе 41 осуществляют приравнивание показаний в этой новой серии к эталонному показанию, пропорциональному отношению значения, усреднённого в но- вой серии измерений, к эталонному показанию. Т.е. если η-e автотранспортное средст- во при переезде между i-м и (i+l)-M взвешивающими устройствами 3.i и 3.(i+l) разгру- зилось или загрузилось, и показания всех взвешивающих устройств, начиная с (i+l)-ro, изменились по сравнению с показаниями всех предыдущих взвешивающих устройств до i-ro включительно, то показания в новой серии измерений будут приравниваться к эталонному показанию, полученному эталонным взвешивающим устройством (3.1 в данном примере), но скорректированному с учётом найденного соотношения получен- ной новой усреднённой величины и эталонного показания. Т.е. приравнивание будет осуществляться к эталонному показанию, увеличенному или уменьшенному во столько раз, во сколько возросло или уменьшилось среднее от этих новых показаний по сравне- нию с эталонным показанием. Следовательно, даже в случае резкого изменения веса одного и того же автомобиля коррекция для серии измерений, в которой показания следующих друг за другом по трассе взвешивающих устройств 3 близки одно другому, может осуществляться способом по настоящему изобретению. При этом из серии изме- рений могут быть исключены некоторые из показаний.

Исключённые показания можно подвергать дополнительной обработке. Напри- мер, если показания некоторого (k-го) взвешивающего устройства З.к отличаются от эталонного показания на величину не меньше заранее заданного порога в нескольких следующих подряд сериях измерений (назовём это количество подряд идущих исклю- чений первым заранее заданным числом), то это может свидетельствовать о вероятном сбое в работе данного (k-го) взвешивающего устройства. Поэтому показания этого взвешивающего устройства З.к временно исключают из последующих серий измере- ний, но продолжают их приём и сравнение в центре 5 обработки данных. Если затем ситуация меняется, и в нескольких следующих подряд сериях измерений показания этого взвешивающего устройства З.к отличаются от эталонного показания уже на вели- чину меньше заранее заданного порога (назовём это количество подряд идущих срав- нений в допустимых пределах вторым заранее заданным числом), то отменяют упомя- нутое временное исключение показаний этого взвешивающего устройства З.к. Но если показания этого или любого иного взвешивающего устройства 3 отличаются от эталон- ного показания на величину не меньше заранее заданного порога в таком количестве следующих подряд серий измерений, которое больше некоторого заранее установлен- ного числа (назовём это заранее установленное, пороговое число третьим заранее за- данным числом), то прекращают приём показаний от этого взвешивающего устройства и фиксируют его неисправность. К примеру, может быть принято, что первое заранее заданное число равно трём, второе заранее заданное число равно четырём, в третье за- ранее заданное число равно шести. Понятно, что третье заранее заданное число не мо- жет быть меньше первого заранее заданного числа, а в остальном конкретные величины первого, второго и третьего заранее заданных чисел могут определяться требованиями надёжности работы рассматриваемой системы или иными соображениями, учитываю- щими как требования изготовителей, так и различные нормативные документы.

Поясним этот случай подробнее. Пусть имеется десять взвешивающих устройств 3, расположенных по трассе друг за другом. И пусть пятое из этих взвешивающих уст- ройств 3.5 (данное взвешивающее устройство не показано на фиг. 1, и ссылочная пози- ция 3.5 даётся далее только для лучшего понимания рассматриваемого примера) выдаёт показания, которые отличаются от эталонного показания на величину больше заранее заданного порога. Тогда для первого же проезжающего по нему двухосного автомобиля показание этого взвешивающего устройства 3.5 будет исключено из каждой серии из- мерений для этого автомобиля. Такое же исключение будет и для первой оси следую- щего автомобиля. Т.е. получится три серии измерений; в которых показания пятого взвешивающего устройства 3.5 исключены. Примем, что первое заранее заданное число равно трём. Тогда показания пятого взвешивающего устройства 3.5 после проезда по нему первой оси следующего автомобиля временно исключаются из всех последующих серий измерений, т.е. из серий для всех оставшихся осей этого следующего (второго) автомобиля и всех последующих автомобилей.

Если после проезда обеих осей второго автомобиля (т.е. количество «плохих» показаний равно четырём, что превышает первое заранее заданное число) пятое взве- шивающее устройство 3.5 вдруг начинает давать «хорошие» показания, и это повторя- ется для двух двухосных едущих друг за другом автомобилей, т.е. отклонения его пока- заний от эталонного значения четырежды оказываются меньше заранее заданного по- рога, то для первой же оси ещё одного автомобиля показания пятого взвешивающего устройства 3.5 снова включаются в серии измерений. Здесь второе заранее заданное число принято равным четырём. Но если после трёх подряд больших отклонений пятого взвешивающего устрой- ства 3.5 они продолжатся и дальше, и наберётся, скажем, шесть таких подряд идущих серий измерений (т.е. для первого и ещё двух двухосных автомобилей, едущих за пер- вым), то пятое взвешивающее устройство 3.5 вообще исключается из работы. Здесь третье заранее заданное число равно шести.

Из этого примера видно, что третье заранее заданное число никак не зависит от второго заранее заданного числа, но больше первого заранее заданного числа. С учётом этого условия все эти три заранее заданных числа могут быть выбраны любыми.

Описанная выше коррекция (приравнивание показаний взвешивающих уст- ройств 3 к эталонному показанию) не обязательно осуществляется для каждого авто- транспортного средства, хотя и случай коррекции для каждого автомобиля также мо- жет иметь место. Целесообразно, однако, корректировать показания неточных взвеши- вающих устройств 3 (весовых датчиков WIM) при уходе их показаний, скажем, вслед- ствие температурных изменений по команде из центра 5 обработки данных. Либо такая команда может быть выдана при изменениях атмосферного давления, при наличии или отсутствии облачности, наличии или отсутствии осадков или при конкретном виде осадков, а также, например, в случае оледенения дорожного полотна трассы 1. Для это- го система по фиг. 1 может быть дополнена соответствующими датчиками, сигналы с которых принимаются в центре 5 обработки данных и служат основой для выдачи ко- манд на коррекцию (приравнивание) показаний взвешивающих устройств 3. Можно также предусмотреть возможность осуществления коррекции, например, каждый день, каждый час или каждые полчаса.

В тех случаях, когда коррекция по настоящему изобретению производится через заданные интервалы времени или по командам из центра 5 обработки данных, в неко- торых из сформированных серий измерений операция приравнивания не будет произ- водиться. В то же время желательно, чтобы и в этих сериях измерений показания взве- шивающих устройств 3 помимо эталонного взвешивающего устройства могли считать- ся достаточно точными для целей легитимного контроля за проезжающим автотранс- портом. Поэтому в настоящем изобретении применяется следующая последователь- ность действий. В той серии измерений, в которой осуществлялось действие по при- равниванию показаний (назовём условно такую серию измерений «эталонной» серией), для каждого взвешивающего устройства 3 помимо эталонного вычисляют отношение принятого в центре 5 обработки данных показания данного взвешивающего устройства в данной серии к значению, которому это показание было приравнено. Отметим, что приравнивание может осуществляться любым из указанных выше методов, т.е. напря- мую либо с учётом вычисленного соотношения в случае резкого изменения показаний взвешивающих устройств. В любой же из последующих серий измерений (назовём ус- ловно такую серию измерений «неэталонной» серией), в которых действие по прирав- ниванию показаний не осуществляется, выполняют коррекцию показания каждого взвешивающего устройства 3 помимо эталонного с учётом вычисленного отношения. При этом не имеет значения, через какие именно взвешивающие устройства 3 проехало оцениваемое автотранспортное средство, т.е. попало ли в их число эталонное взвеши- вающее средство, - например, если автомобиль въехал на трассу 1 не в её начале и (или) съехал с неё не в конце.

В центре 5 обработки данных можно предусмотреть и иные случаи. Например, если у какого-то автотранспортного средства лопнуло колесо, то при его проезде по взвешивающим устройствам, включая и эталонное взвешивающее устройство, каждое показание непредсказуемо отличается как от остальных показаний в этой же серии, так и от реального значения для данного колеса или данной оси. Тогда в центре 5 обработ- ки данных за счёт сравнения всех показаний данной серии друг с другом и определения большого количества отклонений от усреднённого значения, превышающих заранее заданный порог, можно определить, что в данной серии измерений эталонное показа- ние непригодно для коррекции остальных показаний. При этом может быть также при- нято решение остановить данный автомобиль для проверки его исправности.

Для повышения точности коррекции и достоверности получаемых оценок по трассе 1 можно специально пропускать (раз в день, раз в неделю) контрольное авто- транспортное средство с замеренным заранее с высокой точностью весом.

Специалисту понятно, что в случае поколёсного измерения веса взвешивающими устройствами 3 приведённые на фиг. 2 и 3 блок-схемы алгоритмов практически не из- менятся, только место конкретных осей заменят конкретные колёса, а число показаний и число серий показаний удвоится (даже при наличии сдвоенных колёс с каждой сто- роны одной оси соответствующее взвешивающее устройство 3 будет определять сум- марное давление от обоих этих колёс).

Можно также отметить, что способ по настоящему изобретению позволяет нахо- дить поосный вес или вес всего автомобиля путём суммирования показаний для всех осей или для всех колёс идентифицированного автотранспортного средства по отдель- ности в каждой серии измерений. При необходимости начисления платежей за провоз по трассе 1 определённого груза на определённое расстояние (что обычно исчисляется в единицах тонна-км), для достижения максимальной точности можно использовать показания всех взвешиваю- щих устройств 3 (расстояния между которыми известны заранее), через которые про- ехало представляющее интерес автотранспортное средство, с рассмотренной выше кор- рекцией этих показаний по настоящему изобретению даже в случае «неэталонной» се- рии измерений. Время же прохождения известного расстояния между взвешивающими устройствами можно учитывать для фиксации факта изменения загрузки автотранс- портного средства.

Сохранённые в памяти центра 5 обработки данных принятые, т.е. исходные, не- скорректированные показания взвешивающих устройств 3 с соответствующими иден- тификационными метками можно использовать для последующего анализа дорожной обстановки и т.п.

Таким образом, способ и система по настоящему изобретению позволяют повы- сить точность измерений всех весовых датчиков, установленных на трассе, в том числе и в случае изменения веса автотранспортного средства.

Настоящее изобретение описано выше посредством примеров своего осуществ- ления, которые являются чисто иллюстративными, но ни в коем случае не ограничи- вающими объём данного изобретения, который определяется приложенной формулой изобретения с учётом её эквивалентов.