In the practical application of the Bridge Weigh-In-Motion (BWIM) methods, the position of the wheels or axles during the passage of a vehicle is in most cases a prerequisite. To avoid the use of conventional axle detectors and bridge type specific methods, we propose a novel method for axle detection through the placement of accelerometers at any point of a bridge. In order to develop a model that is as simple and comprehensible as possible, the axle detection task is implemented as a binary classification problem instead of a regression problem. The model is implemented as a Fully Convolutional Network to process signals in the form of Continuous Wavelet Transforms. This allows passages of any length to be processed in a single step with maximum efficiency while utilising multiple scales in a single evaluation. This enables our method to use acceleration signals at any location of the bridge structure serving as Virtual Axle Detectors (VADs) without being limited to specific structural types of bridges. To test the proposed method, we analysed 3787 train passages recorded on a steel trough railway bridge of a long-distance traffic line. Our results on the measurement data show that our model detects 95% of the axes, thus, 128,599 of 134,800 previously unseen axles were correctly detected. In total, 90% of the axles can be detected with a maximum spatial error of 20cm, with a maximum velocity of $v_{\mathrm{max}}=56,3~\mathrm{m/s}$. The analysis shows that our developed model can use accelerometers as VADs even under real operating conditions.


翻译:在桥 Weigh-In-motion (BWIM) 方法的实际应用中,车辆通过过程中轮或轴的轮或轴的位置在大多数情况下是一个先决条件。为了避免使用常规轴探测器和桥型特定方法,我们建议了一种新的方法,通过在桥的任何一个地点放置加速计来进行轴探测。为了开发一个尽可能简单和易懂的模型,轴检测任务作为二进制分类问题而不是回归问题来实施。该模型作为完全的 Contraal 网络来执行,处理以连续波路变3 的形式发出的信号。这样可以让任何长度的通道以一个单步的方式处理,最高效率,同时在一次评价中使用多个比例。这样,我们的方法可以在桥结构的任何地点使用加速信号,作为虚拟的Axle探测器(VADADs),而不局限于特定的桥梁结构类型。为了测试拟议的方法,我们分析了3787个火车通道记录在钢铁路槽中以连续波路程3-3x 格式变换的信号。因此,我们测量结果显示一个直径为95% 的轨道。

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