为深入学习宣传贯彻习近平新时代中国特色社会主义思想，在实践中引导青年肩负起新时代交通人的使命，练就过硬本领，7月18日至8月25日，长安大学赴江苏盐城“行者兴路·创业未央”暑期社会实践队在充分准备下前往江苏省盐城市开展创新创业专项实践活动。
实践队成员出发前讨论实践方案
完善项目设计，筑牢理论基础
车辆超载是引发道路交通事故的重要诱因，极大危害行车安全，并破坏道面结构、降低服役寿命。为有效治理机动车超载现象，实践队聚焦于路面压电技术，开展车辆超载与监测系统研究，基于压电效应原理研发出了一种行车超载状态智能预警系统，用于实时感知路面行车的超载状态并提供预警信息，保障桥梁等特殊路段的行车安全。
首先，实践队开展压电换能装置结构优化一体化和压电信号检测电路设计研究，研发了适用于车轮荷载环境的路用压电换能装置，分析了路用压电换能装置与路面结构间的工作协同性，根据荷载作用下的压电电压变化规律，构建了压电发电效果与行车荷载间的关系模型。最后，开展路桥超载预警系统应用验证研究，验证了压电换能预警装置的路用稳定性。
强化项目设备，落实理论方案
实践队成员从压电元件的结构、尺寸和保护装置及实际应用缓冲设计四方面展开探究，最终决定压电装置、压电换能器核心部件、压电陶瓷及电极材料的选择，并设计了相应的保护装置。
本项目的控制电路由储能电路、预警电路和备用电容三部分组成。其中预警电路即为（a）部分电路，当车辆超载时，电路中的电压值会超过对应的电压区间，预警电路接通，预警灯亮，警示车辆超载。而车辆未超载时，压电装置通过（b）部分电路对正常车辆行驶产生的电量进行储存并给预警电路供能，备用电容（c）部分电路能够在储能电路被破坏时及时供电预警。
AD转换电压电路使用STM32F103C8T6作为主控芯片，使用自带的ADC功能对外部电压进行采集，使用开关选择不同的计算方式，并通过串口通信，使用USB转TTL将电压数据发送到PC端。
实践队对压电与行车荷载关系开展研究，并依托MATLAB针对道路和桥梁超载预警两个应用场景进行GUI界面搭建。
另外，实践队预设道路超载预警的应用场景。用于道路超载监测时，压电换能超载预警装置安装在高速公路收费站前，城市快速路等难监测路面，当车辆行驶过道路表面时，由激活的电压区间自动判别车辆类型，引入公路等级、车辆类型、温度湿度等修正系数后计算出实时电压，与相应车型在临界超载轴重作用下的电压值对比，从而完成监测预警功能。
路面超载检测系统的布设方案
积极参与竞赛，实战测试项目
8月期间，为实战测试项目成果，实践队成员积极参加竞赛，并成功入围2024年全国大学生物联网设计竞赛(华为杯)西北赛区决赛，前往郑州大学参加决赛答辩。
实践队成员积极参加竞赛
答辩最终获得该竞赛西北赛区二等奖的成绩。同时，根据答辩现场评委的建议，实践队成员对项目硬件进行了二次升级，即在已经研究的一种简易高效的压电俘能装置实物上加置一体化优化装置、缓冲装置。
本次实践成果显著，实践队成员在极大程度上完善了项目的软硬件，并在实战检验中获得相对较好的成绩。下一步，实践队将进一步完善项目材料，撰写挑战杯课赛所需的项目计划书，为后续参加竞赛活动打下坚实基础。
（供图：李治岭 审核：曾晓阳 网络编辑：李玟）
