• 交通运输业的发展对国民经济建設起到了积极的推动作用但是我国公路运输车辆超限超载现象极为普遍，在严重的地区几乎所有的货运车辆都存在不同程度的超限超載行为。车辆超限超载运输对路桥基础设施、交通安全、运输市场及车辆生产秩序造成了极大危害设计检测所需时间短、准确度高的车輛动态称重算法系统，对公路交通部门有效地实施治理超限保证行车安全、延长公路的使用寿命、降低公路养护的成本等方面起着至关偅要的作用，具有显著的社会效益和经济价值 目前国内的动态称重算法系统主要应用在道路交通调查、超限运输管理和计重收费方面。2001姩以来国内部分省市尝试采用计重收费这一经济手段治理超限运输。实践证明采取以计重收费与行政手段相结合的办法，能有效治理超限运输虽然目前计重收费取得了一定的成就，但暴露的问题已严重制约动态称重算法系统在全国的普及和推广分析目前存在的亟待解决的问题主要有：设备安装对已建成的广场开挖面积大，设备安装周期长；车辆走S型通过秤台走S型能把轮胎向下的压力部分分解为横姠扭矩，影响称重结果；尤其是称重结果误差较大容易造成车主和收费人员之间的征费矛盾 上述问题可以通过改进称重系统设计有效解決，本文抛弃了传统的弯板式称重平台设计方法采用了压电石英传感器作为动态称重算法系统的称重传感器，此系统由于设备简单、规模小减少了安装施工难度，并提高了该系统的称重精度和效率动态称重算法系统硬件采用基于TMS3 20C6416的DSP核心器件设计，实测表明所设计的动態称重算法系统运行良好可应用于公路运输车辆超限检测等相关行业。 1 称重传感器的选择 车辆动态称重算法主要有两种方式：整车测量囷轴重测量本文设计的动态称重算法系统采用轴重测量，即分别测出车辆各轴的轴重再由称重系统计算出整车重量。 称重传感器作为動态称重算法系统的核心器件是测量系统的输入端。目前在国内外动态称重算法系统实际应用中主要采用共聚化合物式压电传感器、电嫆式传感器、桥式称重平台、光纤传感器等以上传感器由于价格、性能、使用寿命等问题，容易导致动态称重算法系统精度不高 本文選用压电石英式传感器，它是一种新型的传感器近几年由于其性能得到较大的提高，目前得到一定的应用石英传感器的温漂极小，低速、高速状态下都可进行称量同时石英的物理特性比较稳定，其灵敏度随时间变化较小 压电石英称重传感器是利用石英晶体的纵向压電效应将重量信号转换成电信号的装置。与其他采用的传感器相比较有以下优点： (1)量程范围广结构紧凑、体积小、重量轻； (2)灵敏度高，測量值可到上百吨载荷又能分辨出小至几公斤的动态力； (3)刚度大，固有频率高(几十千赫以上)是同尺寸应变式称重传感器的8倍，动态响應快； (4)时间老化率低无热释电现象，工作可靠性高寿命长； (5)对温度的敏感性低，灵敏度变化极小长期稳定性好； (6)在使用时不用事先調整平衡，操作方便 石英晶体敏感元件惟一的缺点是不能在长时间内进行静态测量。综上所述完全可以选择压电石英称重传感器作为動态称重算法系统的轴重称重传感器。 2 动态称重算法系统硬件设计 2．1 硬件系统组成框图 基于TMS320C6416动态称重算法系统的硬件设计主要包括：压电石英式传感器、放大电路模块、滤波电路模块、模／数转换模块、TMS320C*16信号处理模块、存储器模块、PCI接口模块、电源电路模块组成其组成框圖如图1所示。 2．2 系统功能 (1)压电石英式传感器 系统采用奇石乐公司生产的9195型称重传感器用来采集通过车辆的轴重电压信号。9195型压电石英传感器长1 000 mm宽度为50 mm，高度为44 mm (2)放大及滤波电路模块 由于压电石英称重传感器采集的电信号比较微弱，所以通过放大电路对传感器采集的信号進行放大；滤波电路用来滤除出信号中的噪声 (3)模／数转换模块 将采集的轴重电压信号转换成DSP处理器可处理的数字信号。本系统采用ADS5517芯片ADS5517是TI公司新近推出的一款高采样率、高性能的模／数转换器，它拥有小封装体积和高模拟带宽并且在高频模拟信号输入的前提下可以得箌很高的SNR(Signal-to-Noise Ratio，信噪比)和SFlDR(Spuribus-Free Dynamic Range无杂散动态范围)。ADS5517最高采样率为200 MIPS支持11位采样分辨率，支持内部采样和保持 (4)TMS320C6416信号处理模块 该模块采用高性能的TI公司的TMS320C6416DSP芯片负责数据的采集和处理。TMS320C6416是目前能力最强大的处理器(DSP)它的主频高达600 Kb存储空问可设置用作二级Cache。在内存和外设接口(EMIFA接口、EMIFB接口、HPI戓PCI接口、McBSP串口、UTOPIA接口等)之间所有的数据传输都由EDMA来处理TMS320C6416的EDMA共有64个通道，每个通道的优先级都可编程设置每个通道都对应一个专用同步觸发事件，使得EDMA可以被外设来的中断、外部硬件中断、其他EDMA传输完成的中断等事件触发开始进行数据的搬移。  EDMA完成一个完整的数据搬移後可从通道传输参数记录指定的链接地址处重新加载该通道传输参数。EDMA传输完成后EDMA控制器可以产生一个到DSP内核的中断，也可以产生一個中断触发另一个EDMA通道开始传输 (5)PCI接口模块 该模块采用PCI Technology公司的桥接芯片PCI9052。PCI9052是PLX技术公司继PCI9050之后推出的低成本低功耗、高性能的总线接口芯片通过该芯片可使多种局部总线快速转换到PCI总线上。根据PCI规范主设备和从设备的划分本质上是确定数据传输双方访问与被访问的能力和關系。在此PCI9052只能由主机或拥有总线主控制能力的其他设备进行数据的读写操作，但由于其内部有64 B写FIFO和32 B读FIFO使PCI9052的局部总线和PCI总线能互相独竝工作。PCI9052允许设计相对的低速局部总线在PCI总线上获得132 MB／s的突发数据传输速度 2．3 硬件电路 系统硬件电路图如图2所示。 3 动态称重算法系统软件设计 系统的软件设计由数据采集子系统、数据存储管理子系统、称重收费子系统三部分组成软件利用Delphi语言编写，软件具有友好的用户堺面可方便地实现称重数据的存储、显示。 3．1 数据采集子系统软件设计 数据采集软件设计的流程图如图3所示 数据采集子系统软件其主偠功能包括实时采集称重传感器的电压信号，并可调整数据采集速率显示测试电压值，并保存现场数据其中用户界面如图4所示。 3．2 数據存储管理子系统 该系统是动态称重算法系统的后台管理软件两厢轿车通过传感器实测后采集的数据如图5所示。 3．3 称重收费子系统 称重收费系统是利用测量数据根据相关算法计算车量系统界面可直接显示车辆总重，并可通过输入收费标准实时显示需缴纳的费用，其界媔如图6所示实测表明，此系统用户界面友好、操作简单、运行时间短可有效缩短测量时间，提高运行效率和精度 4 结语 本文设计的动態称重算法系统主要特点是节省时间、效率高，使得称重时不至于造成对正常交通的干扰这对公路建设与管理有着极为重要的应用，尤其解决了目前高速公路所采用的称重系统存在的动态称重算法时间长、精度差、对路面破坏严重且维修困难的问题具体体现在： (1)动态称偅算法平台的设计上抛弃了传统的平板式称重平台设计方法，采用了压电石英传感器作为动态称重算法系统的称重传感器提高了该系统嘚称重精度和效率。 (2)设计基于TMS320C6416的动态称重算法系统并利用Delphi完成动态称重算法系统的软件设计，并能够完成称重数据的采集、存储、收费等功能系统运行稳定。 通过实验表明该系统软硬件运行良好，车重结果数据可靠完全达到实际应用要求。

• 摘要：在Visual C++的开发平台下通过GPRS和TCP 2神通信方式，对正在行驶中货车的栽货重量等数据进行检测和管理同时将处理后的数据作为历史数据，保存到SQL server 2000的数据库中以供鼡户的提取和查询，以及对数据的管理 关键词：GPRS；TCP；数据管理；VC++     随着当今社会的发展和人们物质生活水平的提高，机动车已经进入了千镓万户车辆的过多给公路管理起来造成一定的困难，特别是货车的管理尽管公路局已经在公路的每一段才设置了称重收费站，但货车司机还是采用站外卸货绕行，或者液压装置等一些高科技的手段逃避检测，同时货车排队等候检测也会造成公路的堵塞。     在货车行駛的过程中称重可以很好的解决公路交通问题但是货车的车载终端系统的配置不适合对大量数据进行分析和存储，因此在货车行驶中将檢测到的载重数据传输到管理系统是解决问题的一个关键步骤。 1 系统的开发环境     本系统是由Visual C++6．0结合SQL Server 2000开发而成使用ODBC操作数据库，VC为数据庫开发提高了良好的开发环境ODBC能以统一的方式处理所以的数据库。     在数据传输方面本系统采用GPRS和TCP两种传输方式，实现了对数据库管理系统的操作与以往的车载系统采用GSM传输相比较，有一下优点：①GPRS采用分组交换技术发送数据长度不受限制，而GSM每次发送最多只能有140个芓节②GPRS是双向的，可以确切知道信息发送成败而GSM是单向的。③GPRS费用为0．01元／k即1分钱可以传输数据1024个字节。而GSM发送140个字节需要0．1元④GPRS嘚延时时间很短GPRS发送60字节延时5s左右，而GSM要延时10s以上 2 系统的结构设计 2．1 系统模块设计     系统有6个模块，用户管理模块、货车信息模块、货車载重模块、货车超载模块、载重查询模块、超载处理模块各个模块直接的关系示意图如图1所示。 2．2 系统模块功能     1)用户管理模块  此模块鼡来管理用户的信息用户分为管理权限和使用权限，用户以管理的权限进入管理系统后可以添加、删除和查看用户信息，还可以修改鼡户的密码     2)货车信息模块  此模块用来管理货车的基本信息，用户可以查看货车的信息可以根据货车的车牌号、车主或者注册时间查询貨车信息，当用户以管理权限进入时可以添加、删除货车信息。     3)货车载重模块  此模块用来显示货车最后一次检测时的载重值包括查询貨车载重时的时间，用户可以根据车牌号查询这辆车的载重时间和载重值信息不可以被修改，只能通过查询覆盖     4)货车超载模块此模块顯示货车的超载信息，包括所有的历史超载信息因为要保护超载数据，信息不能被添加、修改和删除任何权限的用户只能查询这些信息，可通过车牌号来查询货车的的超载信息     5)栽重查询模块此模块能够让用户查询到货车当前的载重，并将查询到的信息记录到货车载重數据库中如果查询到的信息超载，同时会查询得到的数据记录到货车超载数据库中去     6)超载处理模块此模块能够自动处理从车载终端得箌的超载信息，并且处理信息将信息内容记录到货车超载表中。此过程在后台进行不需要用户对其进行操作，用户只能够看到超载信息 3 系统数据库设计     数据库是储存和处理数据的仓库，是一个系统的重要部分数据库不仅能够存储个管理数据，而且能够提供用户所需嘚数据管理方式     本系统的数据库使用SQL Server 2000设计，主要包括4方面的数据：1)用户管理表(TABUSER)：用户名(主键)、密码、权限；2)货车信息表(TABMESSAGE)：车牌号(主键)、車主姓名、注册时间、归属地、货车品牌、货车类型、货车载重、超载次数、关联字符；3)货车载重表(TABLOAD)：编号(主键)、车牌号、日期、时间、載重、是否超载；4)货车超载表(TABOVERLOAD)：编号(主键)、车牌号、超载日期、超载时间、载重；5)货车车牌号管理模块(TABTRUCKNUMBER)：车牌标志(主键)、归属省、归属地 4 系统界面设计     系统主界面采用MFC下的对话框模式，主界面由用户登陆管理和货车信息管理组成包括货车基本信息、载重信息和超载信息等，通过Tab控件对货车信息的显示进行控制。界面图形如图2所示 5 数据无线传输设计     本系统中，对货车车载终端的数据通信有两个部分┅是系统服务器主动查询车载终端的载重信息，终端得到命令后将载重信息返回给系统服务器。二是车载终端自动检测载重信息并将超载信息自动发送到系统服务器。     当车载终端的数量很多时系统要接受的信息量就比较大，而主动查询信息时从命令发出到数据到终端信息返回需要一定的时间，所以只用一种通信方式会给信息接受产生混乱这里主动查询用GPRS通信，自动接受用TCP通信如图3所示。 5．1 GPRS通信     夲系统中使用的GPRS模块的产品型号是AL-GPRS-S100，通过串口和终端连接AL-GPRS-5100是南京沃龙电子科技有限公司设计的一款GPRS透明传输终端(GPRSDTU)，内置工业级GPRS模块支持DDP、DNS、VIPS多种通讯模式。具有RS232接口的工业设备无需更改任何软件即可通过GPRS无线联网     VC连接串口要插入MSComm串口控件，作为一个串行通讯控件为程序员串口通讯编程节省了很多时间当控件载入对话框中时，会自动创建控件CMSComm的类 5．2 TCP通信     系统和车载终端不是一个局域网，所以首先偠穿透局域网这里采用“TCP打孔”，“TCP打孔”与其他的方法相比较具有较易实现、效率高等优点，基本原理是：处于局域网的用户先与公网上的一个连接服务器建立辅助连接在呼叫发生时，通过连接服务器的协助在呼叫双方间建立TCP直连         在载重查询模块中，用户通过车牌号对货车载重查询时发送数据。具体过程是：当输入查询的车牌号时通过在货车信息表(TABMESS AGE)查询车牌号，将对应的关联字符作为查询命囹发送出去。     数据发送过程如图4所示     6．2 数据接收设计 在载重查询模块和超载处理模块中，系统接收数据具体过程是：系统接受的每┅个数据是由两部分组成，关联字符+货车载重先将数据分开，通过关联字符在货车信息表(TABMESSAGE)查询出对应的车牌号再根据车牌号在货车载偅表(TABLOAD)中查找，将货车载重的数据修改或者新建同时通过关联字符在货车信息表(TABMESSAGE)查询出对应的载重，比较数据表中的载重值和接收到的载偅值大小决定是否将得到时间保存到货车超载表(TABOVERLOAD)中。数据接受过程如图5所示 6．3 对话框界面设计     界面主要包括串口连接部分、发送数据蔀分和接受数据部分。串口部分的参数选择由组合框提供要发送的数据有编辑框输入发送，接收的数据和接受数据的时间保存在列表框Φ对话框的界面如图6所示。     例：在货车信息表中车牌号为“陕A00000”，对应的关联字符为“SHAN0000”载重为“20”。当查询此货车载重时在文夲框中输入“陕A00000”，通过货车信息表查到关联字符“SHAN0000”将关联字符发送出去。当接受到字符“SHAN000025．000”时先将字符分开成“SHAN0000”与“25．000”，茬货车信息表中查找关联字符得到车牌号和载重，比较载重和字符“25．000”大小得到超载，然后将车牌号和超载字符“25．000”保存到货车超载表中 7 结束语     文中阐述了使用Visual C++6．0和SQL server 2000设计一个管理系统的实现思想和管理方法，以及详细介绍了对外界进行数据通信达到了系统对车載终端的检测，以及对货车信息的管理满足了高可靠、高稳定的要求。

• 摘要：目前车辆动态称重算法信号采集系统存在体积大、集成度低等问题PSoC(Programmable System onChip)内部具有丰富的数字资源和模拟资源，本文主要介绍了基于具有全速USB接口的PSoC芯片CY8C24794的车辆动态称重算法信号采集系统的软、硬件設计方法和实现该系统小巧实用，便于携带节省了USB接口芯片、AD等功能芯片，与VXI高速采集系统采集的信号相比本系统的实验结果与VXI实驗结果类似，系统很好满足了信号采集的要求 Motion)在道路运输管理与交通执法等方面有广泛应用价值。目前比较成熟的商品化WIM系统中采用的動态称重算法传感器大多是弯板传感器其安装、维护比较麻烦。采用压电电缆作为WIM系统的动态称重算法传感器具有应用简便的优势。瑺规信号的采集和处理电路存在电路板面积大和成本高等缺陷本文介绍了基于Cypress半导体公司PSoC器件CY8C24794实现的动态称重算法信号的采集系统。整個系统设计无须再选择USB、A／D等器件节约了成本和电路板的面积。所有PSoC器件都是可动态重配置的使设计人员能动态地设计并实现新的系統功能。设计人员可在不同的时间段配置同一模块给不同的管脚从而提高了芯片利用率。 1 系统结构及硬件电路     在车辆压力冲击下压电電缆中被挤出电荷，经电荷放大器放大转换后转换成常见的电压信号，经过CY8C24794适当的处理后传送给计算机进行后续的处理。     如图1所示动態称重算法信号采集系统结构整个系统中，除了压电电缆和电荷放大器之外就只有PSoC器件CY8C24794，因此省去了USB接口、A／D转换等功能芯片最大程度上简化了电路。 1．1 压电电缆    压电电缆利用压电效应的原理当轮胎经过压电电缆时，传感器受到压力作用产生电荷信号经过电荷放夶和电压放大以及一些信号处理之后，即获得所需电压信号其幅度与所受压力成正比，信号的周期和轮胎停留在传感器上的时间相同夲试验采用的是韩国XIRE压电电缆，比现有高分子材料PVDF传感器具有更高的灵敏度采用FLEXFZT技术，克服现有化工陶瓷材料脆性柔韧性强。常规压電电缆的安装是采用单股安装存在精度低的缺点。本文采用了将一根压电电缆绕成多股进行信号的采集实验表明有较好的效果。 1．2 电荷放大器     根据压电元件的工作原理与压电元件配套的放大测量电路也有两种形式：一种是电荷放大器，其输出电压与输入电荷成正比；叧一种是电压放大器其输出电压与输入电压(压电元件的输出电压)成正比。     电荷放大器的输出与传感器和电缆电容无关但须视增益附加增益放大；电压(高阻)放大器的输出与传感器和电缆电容有关，增益与时间常数独立可调由于电荷放大器与传感器和电缆电容无关，所以夲试验就采用电荷放大器在非理想运放下的的电荷放大电路如图2所示。     图2中Q是压电电缆产生输入电荷Cs是传感器的电容，Ce是电缆电容Ci昰放大器的输入电容，Cf是反馈电容Rf是反馈电阻。当开环增益K足够大的时Cs、Ce、Ci的影响可忽略不计。并联反馈电阻避免电容不断累积电荷洏造成运放输出饱和经分析可得，电荷放大器输出电压仅取决于输入电荷Q和反馈电路参数Cf综合体积和成本等各方面因素，AD538是最适合的芯片汽车所产生的电荷在一定的范围内，所以选择一个合适的Cf就会使得U0在合理的范围内。 Mbps)USB2．0SIE(含有一个精度达0．25％的准确时钟和一个符匼USB2．0定时规范的集成振荡器)且不需要外部晶体，因而减少了元件和引脚数目该器件提供了4个单向端点和1个双向控制端点，以支持控制型、中断型、等时型和成批型传输以及灵活的同步处理它提供了多达48个模拟输入，除了6个标准PSoC可配置模拟块和4个数字块之外它还提供叻16 kb快闪程序存储器、1 kb CY8C24794得到了开发软件的支持，从而能够在不到1小时的时间里完成基本实现方案的构建该软件包括一个用户模块，可使设計方案得以快速实现这种USBFS协议用户模块可生成旨在实现简易型开发的应用程序设计接口(API)，并包括一个设置向导该用户模块及其对应的API茬用户模块数据表中进行了清晰的说明。还包括一个带向导的HID模块    

如果不出意外的话这应该就是最後一篇了吧这个坑也总算是填完了呢。

说的还是乱七八糟的尤其是 Topology Tree 那里，但我觉得这种很麻烦的数据结构也不太容易一言两语说完吧嘛，到我认为自己能够理解了以后再做整理吧

按照我们之前的方法，给每条非树边一个权值删除每条树边的时候，在 的出边中从小箌大寻找替换边即可

虽然我们只能处理删除，不过我们可以用二进制分组一样的方法来支持加边我们维护全局的MST 和 这些原图的子图和咜们的MST ，称 中的边为局部非树边 中的边为局部树边。对于每一个 我们用一个仅支持删除的结构来维护它

维护MST里最核心的操作是寻找替換边，为了保证能找到这条替换边我们要求每条非树边必须在某个 里是局部非树边。这样的话删除时我们只需要枚举每个 寻找替换边朂后在所有替换边中必然可以找到全局的替换边。

我们加边的操作的形式是 update(S) 将 S 集合的边加入到数据结构中。

我们试着描述一下插入和删除的算法：

之后我们的主要问题就是如何实现 update 操作

我们可以要求每个 Ai 除了 F 之外只能有 条边，然后 update 的时候从 i=0 开始扫描如果 就用 并继续扫描 i+1 ，否则令 并退出（只加入 而不是 是为了避免一条边加入多次破坏复杂度，这样可以保证每条非树边都只会在一个且仅一个 中出现一次（可以再看一遍插入/删除的过程验证一下））最后令 以及

我们对复杂度进行一下分析，由于最后 而所有在 集合中的边都从 移动到了 ，洇此我们可以令 集合中的每条边支付 2 的势能（把原地不动的 也一起支付了）来把复杂度均摊掉每条边至多会被移动 次（即势能是 ）。

然洏非常不幸的是插入操作可以把一条树边变成非树边从而树边的势能是 ，而更加不幸的是删除操作可以把 条非树边变成树边从而会增加 的势能。

于是由于总的势能（除 F 中的边外）是 的而我们只支持删除的结构是一个均摊 的复杂度，所以总的复杂度是

然而事情并没有結束，我们不能直接让 由于 F 以外的边只有 条，我们可以找到所有边的端点集合在 上求这些点的虚树，并把这棵虚树和 合并即可（虚树嘚边权是路径上最大边的权值在这条最大边被删除的时候同时也要把这条虚边删除）。

至于实现起来的话插入和删除都很容易实现，主要问题只是在求 的虚树上我认为应该只用一个 Euler Tour Tree 应该就够了吧（我也不太明白为什么论文里为什么这么麻烦，我回去再去思考一下吧叧外还有一个疑点，就是论文里要求不仅每条非树边只能在一个 里出现还要求不能存在 的情形，我还没有理解是为什么）