岳秀坤

(山西欣奧特自動(dòng)化工程有限公司，山西 太原 030012)

1 系統(tǒng)構(gòu)成

整車式計(jì)重收費(fèi)系統(tǒng)由高精度動(dòng)靜態(tài)整車稱重平臺(tái)、輪胎識(shí)別器、紅外車輛分離器、線圈車輛檢測器、數(shù)據(jù)采集處理器/控制柜和輪軸檢測器等設(shè)備及輔助材料構(gòu)成。整車稱重平臺(tái)是由四節(jié)秤臺(tái)組成，其中第一節(jié)為獨(dú)立秤臺(tái)，其余三節(jié)采用搭接的方式連接；共12個(gè)稱重傳感器和6個(gè)觸發(fā)器傳感器。在第一節(jié)秤臺(tái)的上下秤端各內(nèi)嵌一個(gè)觸發(fā)器結(jié)構(gòu)用于臺(tái)面一的上秤軸數(shù)與下秤軸數(shù)的判斷，在整個(gè)汽車衡的下秤端嵌入一個(gè)觸發(fā)器結(jié)構(gòu)，用于判斷車輛離開汽車衡的軸數(shù)，從而判斷車輛的完全下秤。

2 稱重原理

整車式計(jì)重收費(fèi)系統(tǒng)的稱重原理是：動(dòng)態(tài)行駛的車輛經(jīng)過特定的稱重傳感器和其他輔助傳感器后，感受到車輛的軸載重力信號(hào)和軸型信號(hào)，整車稱重秤開始計(jì)重，當(dāng)車軸依次駛?cè)氤优_(tái)，通過載荷的增加記錄可以計(jì)算得到軸重和不斷累積的車輛總重；當(dāng)車輛全部駛?cè)氤优_(tái)，車輛分離器分離車輛，整車完全處于秤臺(tái)稱重區(qū)域，由中心處理器對(duì)采集到的信號(hào)進(jìn)行一系列的分析、處理、計(jì)算后得到車輛的重量數(shù)據(jù)，然后傳輸給車道收費(fèi)計(jì)算機(jī)；當(dāng)前車輛駛出稱重控制區(qū)，重量歸“零”，開始下一車輛的數(shù)據(jù)分析。計(jì)算機(jī)對(duì)經(jīng)過車輛每軸重量進(jìn)行預(yù)檢，對(duì)每軸輪胎數(shù)及聯(lián)軸進(jìn)行檢測，車輛分離器完成單車檢測信號(hào)的結(jié)束；收費(fèi)計(jì)算機(jī)對(duì)這些數(shù)據(jù)分析得出車輛每軸軸重、每軸輪胎數(shù)、軸型、速度、軸距、軸數(shù)、整車重量，按照計(jì)重收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算車輛的計(jì)重收費(fèi)金額并進(jìn)行收費(fèi)[1]。

3 系統(tǒng)功能

1) 系統(tǒng)能對(duì)通過計(jì)重收費(fèi)車道的車輛自動(dòng)檢測出該車輛的總重、軸重、聯(lián)軸信息、聯(lián)軸重量、軸胎數(shù)、軸距、車速、車加速度等信息。

2) 系統(tǒng)能對(duì)各種車輛(半掛車、全掛車、單車)進(jìn)行準(zhǔn)確的自動(dòng)分離，并自動(dòng)檢測上報(bào)車輛異常行為，處理復(fù)雜行駛狀態(tài)消除跟車現(xiàn)象，保證稱重檢測數(shù)據(jù)與車輛的一一對(duì)應(yīng)。

3) 系統(tǒng)支持自動(dòng)轉(zhuǎn)換動(dòng)態(tài)稱量和靜態(tài)稱量，即使由于擁堵，車軸停在稱重平臺(tái)上，也能準(zhǔn)確稱量并進(jìn)行車型判別。

4) 系統(tǒng)具有故障自檢功能，若系統(tǒng)中各設(shè)備和線路發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)能夠取得相應(yīng)的故障信息并進(jìn)行定位，顯示在現(xiàn)場設(shè)備的顯示面板上，將故障信息傳遞給車道收費(fèi)機(jī)。

5) 車道收費(fèi)機(jī)可檢測判斷稱重系統(tǒng)工作狀態(tài)。系統(tǒng)能夠向車道收費(fèi)計(jì)算機(jī)準(zhǔn)確、及時(shí)、平滑傳輸完整的、由收尾信號(hào)主動(dòng)發(fā)起的稱重?cái)?shù)據(jù)，通訊不需計(jì)重收費(fèi)軟件干涉，由計(jì)重設(shè)備動(dòng)態(tài)鏈接庫自動(dòng)進(jìn)行；能夠接收收費(fèi)車道計(jì)算機(jī)發(fā)出的基本指令數(shù)據(jù)并完成相應(yīng)的動(dòng)作，如開啟或關(guān)閉稱重檢測系統(tǒng)。

6) 稱重設(shè)備能夠檢測出特殊情況車輛的稱重?cái)?shù)據(jù)，并做出正確的判斷。比如：對(duì)于不完全退出(未收頭)、不完全進(jìn)入(未收尾)、不完全倒車(未收尾、也未收頭)等車輛的稱重?cái)?shù)據(jù)。

7) 系統(tǒng)具備自動(dòng)緩存功能和完善的數(shù)據(jù)保存處理功能。數(shù)據(jù)采用先進(jìn)先出方式存放。稱重設(shè)備的動(dòng)態(tài)鏈接庫能夠保存10輛車的稱重?cái)?shù)據(jù)，在向車道收費(fèi)機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)失敗時(shí)，該數(shù)據(jù)將一直保存在系統(tǒng)緩存中，保證數(shù)據(jù)的唯一性和完整性。并且可以根據(jù)需要，由車道收費(fèi)軟件通過動(dòng)態(tài)鏈接庫發(fā)指令查詢稱重?cái)?shù)據(jù)，同步稱重?cái)?shù)據(jù)或者按照保存順序逐輛清除數(shù)據(jù)。

8) 系統(tǒng)能夠在無人值守狀態(tài)下滿足不間斷全天候連續(xù)工作的需要。

4 系統(tǒng)特點(diǎn)

4.1 獨(dú)特的軸組稱重模式及車輛軸數(shù)識(shí)別

整車汽車衡由一節(jié)獨(dú)立秤臺(tái)和其余三節(jié)秤臺(tái)組成，其中第一節(jié)獨(dú)立秤臺(tái)可用于軸組稱重，而第一節(jié)和其余三節(jié)結(jié)合起來可用于整車稱重，然后利用汽車衡的三個(gè)觸發(fā)器結(jié)構(gòu)可以很好的自動(dòng)識(shí)別過車狀況，從而形成了整車稱重模式和軸組稱重模式。整車汽車衡獨(dú)特的軸組檢測模式，能準(zhǔn)確檢測出車輛軸重信息。通過現(xiàn)場數(shù)據(jù)深入研究設(shè)計(jì)的算法實(shí)時(shí)分析車輛上秤變化以及秤上重量的變化情況，準(zhǔn)確獲取車輛軸上秤的時(shí)刻，實(shí)現(xiàn)了采用稱重平臺(tái)在稱重同時(shí)完成車輛軸數(shù)的識(shí)別功能。

4.2 獨(dú)特的稱體結(jié)構(gòu)及安全設(shè)計(jì)

采用多臺(tái)面、長秤體獨(dú)特的秤體結(jié)構(gòu)。因?yàn)槌芋w與安全島距離較近，車輛車輪會(huì)有意無意地?cái)D到安全島上，影響稱量的準(zhǔn)確性，為有效防止車輛擦邊行駛增加了防擦邊裝置。由于夏季雨水積水和冬季室外積水結(jié)冰，會(huì)導(dǎo)致秤體光滑。車輛在整車式汽車衡上頻繁行駛后容易出現(xiàn)滑車等安全問題，在秤體表面覆蓋鋪設(shè)了防滑花紋鋼板，最大程度減小防滑板間的距離，使不同輪軸長度的車輛輪胎均能壓到防滑鋼板上，保證各類車輛均在防滑板上行駛，有效地避免車輛打滑現(xiàn)象。

4.3 獨(dú)特的算法結(jié)合及高精度動(dòng)態(tài)稱量

秤臺(tái)完美結(jié)合車重分離算法，實(shí)現(xiàn)多車準(zhǔn)確分離以及車輛動(dòng)態(tài)稱量，后續(xù)車輛無需等待，車輛可不間斷上秤；基于多車稱量邏輯計(jì)算法，在保證高精度動(dòng)態(tài)稱量的同時(shí)，提高了動(dòng)態(tài)過車的稱量穩(wěn)定性；基于分段稱量算法，準(zhǔn)確處理超長車稱重。從源頭上打消司機(jī)的逃費(fèi)心理，徹底杜絕了車輛“S”型、點(diǎn)剎、沖秤、跳秤等作弊行為。

5 系統(tǒng)優(yōu)勢

5.1 保留了傳統(tǒng)整車式計(jì)重的高精度

動(dòng)態(tài)整車式計(jì)重收費(fèi)系統(tǒng)繼承了傳統(tǒng)整車式計(jì)重收費(fèi)系統(tǒng)稱量的高準(zhǔn)確性，單車及連續(xù)動(dòng)態(tài)稱重精度≤±0.5%。

5.2 多車連續(xù)通行提高了車輛通行效率

傳統(tǒng)整車式計(jì)重系統(tǒng)根據(jù)通行信號(hào)燈的指示采用一車一秤的靜態(tài)稱重模式，如果在通行信號(hào)燈損壞或司機(jī)不服從指揮的情況下，則會(huì)導(dǎo)致稱重失敗。此時(shí)需要有管理人員指揮并有序引導(dǎo)車輛進(jìn)入有稱重設(shè)備的收費(fèi)車道進(jìn)行稱重計(jì)費(fèi)[2]。經(jīng)統(tǒng)計(jì)多個(gè)收費(fèi)站的使用情況，平均每輛車的通行時(shí)間約為1分鐘，很難保證通行效率。但該系統(tǒng)無須使用信號(hào)燈和欄桿機(jī)隔離進(jìn)入稱重區(qū)，車輛無需在稱重平臺(tái)前端等待前車完全駛下稱重平臺(tái)后再進(jìn)行稱重繳費(fèi)，實(shí)現(xiàn)了收費(fèi)站排隊(duì)繳費(fèi)的車輛無間斷的連續(xù)跟車計(jì)重，緩解了收費(fèi)站的交通擁堵壓力。

5.3 有效防止車輛不規(guī)范行駛，提高經(jīng)濟(jì)效益

該系統(tǒng)從設(shè)備的稱重機(jī)理上完全有效地解決了惡意違規(guī)行駛對(duì)稱重精度的影響，保證了在車流量很大且連續(xù)過車的情況下車輛稱量的準(zhǔn)確性，杜絕貨運(yùn)車輛偷逃費(fèi)行為，保證了人員的安全，降低了收費(fèi)站的管理成本，從而提高了經(jīng)濟(jì)效益。

6 結(jié)束語

不間斷動(dòng)態(tài)整車式計(jì)重收費(fèi)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)高速公路通行的各類車輛進(jìn)行計(jì)重收費(fèi)等檢測過程的自動(dòng)化，滿足了高速公路計(jì)重收費(fèi)檢測需要的同時(shí)亦不需要人工干預(yù)，能實(shí)現(xiàn)與收費(fèi)系統(tǒng)的無縫對(duì)接，降低了管理成本也極大的提高了人員的安全性。還有效解決了其它計(jì)量方式中高速?zèng)_磅、跳磅、走S彎、急剎車等作弊問題，大大提高了計(jì)量精度及過車效率，使業(yè)主的經(jīng)濟(jì)效益得到最大程度的保障和提高。目前在浙江、廣東、重慶、河南、四川、云南等地已廣泛應(yīng)用。