Modelado matemático de señales para el control de peso de vehículos utilizando sensores sísmicos
Autores: Martyushev, Nikita V.; Malozyomov, Boris V.; Demin, Anton Y.; Pogrebnoy, Alexander V.; Efremenkov, Egor A.; Valuev, Denis V.; Boltrushevich, Aleksandr E.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Modelado matemático de señales para el control de peso de vehículos utilizando sensores sísmicos
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Método
Pesaje dinámico pasivo
Vehículos
Señales sísmicas
Métodos espectrales
Pruebas de campo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 22
Citaciones: Sin citaciones
El artículo presenta un nuevo método de pesaje dinámico pasivo de vehículos basado en el registro de señales sísmicas que se producen cuando las ruedas pasan por tiras especialmente aplicadas en la superficie de la carretera. El procesamiento de la señal se realiza utilizando métodos espectrales, incluida la transformada rápida de Fourier, filtrado consistente y métodos de regularización para resolver problemas inversos. Se presta especial atención al uso de señales moduladas en frecuencia lineal, que permiten distinguir las respuestas de ejes individuales incluso cuando están superpuestos. Se realizaron pruebas de campo en una sección real de la carretera, durante las cuales se registraron señales de vehículos de varias clases utilizando ocho geófonos. Se logró experimentalmente un error promedio en la determinación de la velocidad de 1.2 km/h y el peso del 8.7%, mientras que la determinación correcta del número de ejes fue del 96.5%. Los resultados confirman la alta precisión y sostenibilidad del enfoque propuesto con costos de implementación mínimos. Se muestra que este sistema puede ampliarse para su uso en sistemas de transporte inteligentes y aplicarse en condiciones reales de tráfico sin necesidad de intervenir en el diseño de la carretera.
Descripción
El artículo presenta un nuevo método de pesaje dinámico pasivo de vehículos basado en el registro de señales sísmicas que se producen cuando las ruedas pasan por tiras especialmente aplicadas en la superficie de la carretera. El procesamiento de la señal se realiza utilizando métodos espectrales, incluida la transformada rápida de Fourier, filtrado consistente y métodos de regularización para resolver problemas inversos. Se presta especial atención al uso de señales moduladas en frecuencia lineal, que permiten distinguir las respuestas de ejes individuales incluso cuando están superpuestos. Se realizaron pruebas de campo en una sección real de la carretera, durante las cuales se registraron señales de vehículos de varias clases utilizando ocho geófonos. Se logró experimentalmente un error promedio en la determinación de la velocidad de 1.2 km/h y el peso del 8.7%, mientras que la determinación correcta del número de ejes fue del 96.5%. Los resultados confirman la alta precisión y sostenibilidad del enfoque propuesto con costos de implementación mínimos. Se muestra que este sistema puede ampliarse para su uso en sistemas de transporte inteligentes y aplicarse en condiciones reales de tráfico sin necesidad de intervenir en el diseño de la carretera.