长安大学团队研发动态公路测载监管系统助力交通安全再升级

长安大学团队研发动态公路测载监管系统助力交通安全再升级

（供稿人：谢越，张方致）

车辆超载是威胁道路交通安全的 “隐形杀手”—— 不仅大幅增加桥梁侧翻、路面破损等事故风险，更曾引发多起重大人员伤亡事件。针对当前公路测载领域 “动态检测难、数据精准度低、监管互联性差” 三大痛点，长安大学团队聚焦路面压电技术，研发出 “不停车公路载运感知与风险管控系统”，通过 “硬件 + 软件”协同创新，为智慧交通装上 “超载监测智慧眼”，助力交通安全治理再升级。

破解 “动态” 难题：路面下的 “感知神经” 实现不停车检测

传统公路测载多依赖地磅静态称重，不仅需要车辆停车等待，单次检测耗时长达90-120秒，易造成交通拥堵，还难以覆盖全路段；部分动态检测设备则存在速度限制、精度受环境影响大等问题。

陕北过磅拥堵现状

为解决这一 “动态” 痛点，团队研发出核心技术 —— 适宜路用的压电列阵。这套埋于路面层间的 “感知神经”，四个堆叠式压电俘能器组成，通过优化发电结构与尺寸设计，搭配缓冲保护装置和防水处理，能在车辆高速通行时精准捕捉荷载信号。据实测，该压电列阵支持 10-120 公里/小时车速下的不停车检测，单次测量时间仅需0.4-5.5秒，且以大于 90% 电压保有度计算，使用寿命可达 6.72 年，完全适配公路长期服役需求。同时，成本上相比传统动态测载设备成本大幅降低，为全路段推广奠定基础。

攻克 “精准” 难关：智能算法让测载 “不差毫厘”

“测不准” 是公路超载监管的另一大难题 —— 传统设备易受 “跳磅”“拖磅”、温度湿度变化、车辆类型差异等因素影响，轴重检测误差常超 20%，难以满足精准监管需求。

团队针对性研发 “车轮 - 车轴算法与多维分级路桥超载算法”，构建起 “电信号分析 + 视觉参数校验” 的双重验证机制。一方面，通过压电列阵捕捉的电压变化，建立电压与行车荷载的关系模型，结合车辆类型、公路等级、温湿度等修正系数，精准计算轴重与超载等级；另一方面，创新 “速度 - 信号间隔 - 轴距” 数学模型，实现车轴类型与轴距的精准识别。实测数据显示，该系统车辆轴重检测精度达 95.19%，车轴数识别准确率 97.31%，超载等级判断精度更是超过 99.7%，彻底摆脱传统检测 “模糊判断” 的困境，为不同场景（如普通公路、桥梁）的分级预警提供精准数据支撑。

路面铺设测载方法示意图

打通 “互联” 壁垒：云平台实现 “实时预警 + 联动监管”

过去，公路测载数据多分散存储于各设备终端，形成 “数据孤岛”，不仅难以实时共享，更无法与交管部门联动，导致超载处罚滞后、监管效率低。

物联网运算监管大屏

团队通过 “从 Matlab 到 AIoT” 的技术突破，将动态测载系统接入物联网云平台，构建起 “实时监测 - 智能预警 - 联动监管” 的全链路体系。系统可将压电列阵采集的超载数据实时上传至云端，通过可视化平台实现远程监控；一旦发现超载车辆，能立即生成预警信息，同步推送至交管部门与桥梁、危险路段的管理终端，助力执法人员快速处置。

作为公路交通领域的 “黄埔军校”，长安大学团队此次研发的动态公路测载监管系统，以压电技术为核心，融合智能算法与物联网技术，既破解了行业 “动态 - 精准 - 互联” 的痛点，又为智慧交通建设提供了可推广的技术方案。团队基于该研究成果参与中国国际大学生创新大赛（2025），并取得陕西省金奖的荣誉。

团队成员比赛现场

未来，随着系统在更多地区的落地，将进一步筑牢道路交通安全防线，为交通强国建设注入新动能。