新一代平板式動(dòng)態(tài)稱(chēng)重技術(shù)助力治超

文/圖 北京盤(pán)天新技術(shù)有限公司 張家慶

非現(xiàn)執(zhí)法助力科技治超

3月19日，在廣東省珠海市珠港大道南水橋路段，珠海市平板式超限非現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)法檢測(cè)系統(tǒng)檢定現(xiàn)場(chǎng)，3輛大小不一的重型貨車(chē)高速駛過(guò)，時(shí)而慢速行駛甚至短暫停車(chē)，并伴隨著壓車(chē)道線、跨車(chē)道、檢測(cè)中改變行車(chē)道等異常行駛的方式。經(jīng)過(guò)一天的檢驗(yàn)，所有檢測(cè)項(xiàng)目均達(dá)到設(shè)計(jì)要求，標(biāo)志著檢測(cè)系統(tǒng)已通過(guò)廣東省權(quán)威計(jì)量機(jī)構(gòu)的專(zhuān)業(yè)檢測(cè)。4月10日，珠海市正式啟動(dòng)公路車(chē)輛非現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)法，在廣東省率先完成了非現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)法試點(diǎn)的啟動(dòng)工作。而這樣高標(biāo)準(zhǔn)的檢驗(yàn)過(guò)程，是每一套平板式稱(chēng)重設(shè)備投入使用前的必經(jīng)過(guò)程。

交通運(yùn)輸部62號(hào)令《超限運(yùn)輸車(chē)輛行駛公路管理規(guī)定》于2016年9月21日起施行，超限非現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)法檢測(cè)系統(tǒng)作為科技治超的新星，正式在全國(guó)范圍內(nèi)廣泛鋪開(kāi)。對(duì)比傳統(tǒng)的治超方式，非現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)法檢測(cè)系統(tǒng)以高性能動(dòng)態(tài)稱(chēng)重設(shè)備為核心，輔助高清視頻監(jiān)控和抓拍系統(tǒng)、號(hào)牌識(shí)別系統(tǒng)、幾何尺寸檢測(cè)系統(tǒng)及其他配套設(shè)備，構(gòu)成了一個(gè)能夠24小時(shí)不停監(jiān)控公路路面車(chē)輛重量和輪廓的高科技設(shè)備。

非現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)法系統(tǒng)全自動(dòng)無(wú)人值守工作，有效緩解執(zhí)法力量不足的矛盾；建設(shè)速度快，檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)行車(chē)沒(méi)有任何影響，布點(diǎn)靈活；依賴(lài)科技手段取證，能保證違法認(rèn)定的客觀性、公正性，執(zhí)法公平、公正、公開(kāi)，降低了執(zhí)法爭(zhēng)議；逢車(chē)必檢，收集道路運(yùn)輸完整大數(shù)據(jù)，方便管理部門(mén)進(jìn)行優(yōu)化治理。

浙江寧波北侖雙車(chē)并行檢測(cè)

盤(pán)天的五大利器

北京盤(pán)天新技術(shù)有限公司（簡(jiǎn)稱(chēng)“盤(pán)天新技術(shù)”）憑借多年來(lái)在動(dòng)態(tài)稱(chēng)重領(lǐng)域的積累，以及產(chǎn)學(xué)研一體化的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，于2012年推出了平板式動(dòng)態(tài)稱(chēng)重技術(shù)，并取得相關(guān)專(zhuān)利。該產(chǎn)品的技術(shù)特點(diǎn)體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

基于工型主梁工藝和無(wú)縫拼接技術(shù)，提出了一種獨(dú)特的稱(chēng)重力學(xué)結(jié)構(gòu)和橋式傳感器組橋方法，發(fā)明了彈性體與受力鋼梁一體化稱(chēng)重平板新結(jié)構(gòu)。一體化稱(chēng)重平板內(nèi)稱(chēng)重部分無(wú)活動(dòng)構(gòu)件，貨運(yùn)車(chē)輛碾壓時(shí)僅在工型主梁產(chǎn)生微應(yīng)力變形，平板稱(chēng)重和承載部分無(wú)偏移和受迫震動(dòng)，工型主梁從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上避免了公路超載貨運(yùn)車(chē)輛高速通過(guò)時(shí)易產(chǎn)生的縱向、橫向力的干擾，提高了稱(chēng)重檢測(cè)的精度。

一體化稱(chēng)重平板裝置采用全部輪載力檢測(cè)方式，動(dòng)態(tài)檢測(cè)區(qū)寬度領(lǐng)先傳統(tǒng)的稱(chēng)重設(shè)備，大大提供了檢測(cè)系統(tǒng)的采樣數(shù)量，從根本上提供了檢測(cè)精度。

采用了盤(pán)天新技術(shù)自研的壓力應(yīng)變式小孔型傳感器，分別與獨(dú)特的工型受力梁通過(guò)螺栓進(jìn)行機(jī)械式連接；這種單只傳感器外接的方式，可精確定位故障點(diǎn)，避免出現(xiàn)單個(gè)傳感器損壞影響整條車(chē)道的情況。傳感器一致性好、互換性高，采用機(jī)械緊固安裝方式，維護(hù)和更換簡(jiǎn)便，避免路面維護(hù)性破壞和二次施工，解決了公路封閉維修的難題，顯著減少維護(hù)時(shí)間。

一體化稱(chēng)重平板采用一次性整體澆筑無(wú)縫安裝方式，同時(shí)采用高強(qiáng)度速凝安裝材料與公路無(wú)縫連接，稱(chēng)重臺(tái)與路面安裝槽內(nèi)壁之間沒(méi)有傳感間隙，解決了車(chē)行方向不會(huì)輪載水平力與路面安裝槽內(nèi)壁的撞擊問(wèn)題，同時(shí)，解決了傳統(tǒng)彎板稱(chēng)臺(tái)易松動(dòng)和晃動(dòng)等缺陷，提高了稱(chēng)重檢測(cè)的穩(wěn)定性和一體化稱(chēng)重平板的使用壽命。

提出了不同速度段分段修正、不同軸數(shù)分軸修正相結(jié)合的動(dòng)態(tài)稱(chēng)重精確實(shí)時(shí)檢測(cè)方法。一體化稱(chēng)重平板裝置采用了采樣率5000、采樣數(shù)500的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)稱(chēng)重傳感器，其數(shù)據(jù)處理單元放大信號(hào)分別對(duì)應(yīng)每小時(shí)0公里至120公里范圍內(nèi)的多個(gè)速度段，提出了不同速度段分段修正、不同軸數(shù)分軸修正相結(jié)合的動(dòng)態(tài)稱(chēng)重實(shí)時(shí)精確檢測(cè)方法，傳感器輸出放大信號(hào)將上述每個(gè)速度段對(duì)應(yīng)不同的速度段系，也可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況自行對(duì)速度進(jìn)行分段。速度對(duì)測(cè)量精度的影響通過(guò)兩個(gè)方面起作用：信號(hào)采集和算法。其中，通過(guò)優(yōu)化算法可減小誤差，另外，由于不同軸數(shù)的車(chē)輛行駛過(guò)臺(tái)面特征不同，該方法依據(jù)實(shí)測(cè)的車(chē)速數(shù)據(jù)對(duì)每個(gè)軸重量進(jìn)一步修正，剛性車(chē)和掛車(chē)的力學(xué)特性不同，各軸之間的作用力分配特性不同，因此，在通過(guò)臺(tái)面時(shí)，其振動(dòng)特點(diǎn)對(duì)于臺(tái)面的作用不同，通過(guò)其軸型特點(diǎn)判斷其是否為剛性車(chē)或拖掛車(chē)，再通過(guò)上面得到的軸數(shù)配合軸數(shù)系數(shù)對(duì)整車(chē)重量修正，最終得到每個(gè)軸重及其車(chē)貨總重量。

廣東省珠海市非現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)法檢測(cè)點(diǎn)全景圖

廣東省計(jì)量院檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)

平板稱(chēng)重的曲線發(fā)展

平板稱(chēng)重設(shè)備在發(fā)展中也遇到過(guò)很多難題。2015年初，盤(pán)天新技術(shù)承接了浙江寧波北侖公路段的治超電子檢測(cè)系統(tǒng)工程。在項(xiàng)目建設(shè)初期，業(yè)主就明確表示，“北侖是港區(qū)，貨運(yùn)業(yè)務(wù)特別發(fā)達(dá)，道路條件特別復(fù)雜，檢測(cè)系統(tǒng)面臨的異常問(wèn)題特別的多”。項(xiàng)目建設(shè)完畢，經(jīng)過(guò)檢定合格后不久，現(xiàn)場(chǎng)就反映稱(chēng)重?cái)?shù)據(jù)開(kāi)始不準(zhǔn)了。調(diào)出現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)控視頻研究發(fā)現(xiàn)，超限車(chē)輛通過(guò)稱(chēng)重區(qū)域的時(shí)候，司機(jī)們各顯神通：有高速?zèng)_過(guò)的，有慢慢吞吞的，有的踩一腳急剎，甚至抽根煙再走，最危險(xiǎn)的超限車(chē)輛是一個(gè)急轉(zhuǎn)彎從第一車(chē)道轉(zhuǎn)到第三車(chē)道去。這些非正常的過(guò)衡方式，都是動(dòng)態(tài)檢測(cè)的業(yè)內(nèi)難題，解決起來(lái)有難度。但是如果不解決，不但現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)設(shè)備實(shí)際使用效果大打折扣，司機(jī)們的行為也有很大的安全隱患。公司毅然決定，就算是業(yè)內(nèi)難題，也一定要想辦法解決！盤(pán)天新技術(shù)研發(fā)總監(jiān)、中國(guó)衡器協(xié)會(huì)技術(shù)專(zhuān)業(yè)委員會(huì)主任委員李溯立即從北京趕赴北侖現(xiàn)場(chǎng)，堅(jiān)持守在現(xiàn)場(chǎng)機(jī)柜邊，觀察檢測(cè)波形，收集原始數(shù)據(jù)，建立數(shù)學(xué)模型。歷時(shí)3個(gè)月，盤(pán)天新技術(shù)在業(yè)內(nèi)第一次定義了貨運(yùn)車(chē)輛通過(guò)檢測(cè)區(qū)時(shí)的異常行駛行為的概念，并完成了業(yè)內(nèi)首創(chuàng)的車(chē)輛異常行駛行為智能判別軟件，專(zhuān)門(mén)用來(lái)檢測(cè)有異常行駛車(chē)輛的重量，解決了北侖區(qū)檢測(cè)系統(tǒng)的難題。

從北侖一期項(xiàng)目之后，盤(pán)天新技術(shù)發(fā)現(xiàn)當(dāng)前動(dòng)態(tài)汽車(chē)衡稱(chēng)重精度也能滿足非現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)法系統(tǒng)檢測(cè)的需要，而影響檢測(cè)系統(tǒng)使用效果的往往是現(xiàn)場(chǎng)貨運(yùn)司機(jī)的異常行駛行為。因此，盤(pán)天新技術(shù)不斷強(qiáng)化平板式稱(chēng)重技術(shù)在解決貨車(chē)異常行駛時(shí)的檢測(cè)能力，提升系統(tǒng)的檢測(cè)效果。至2017年底，北侖區(qū)已完成了七期治超非現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)法系統(tǒng)的建設(shè)，共18個(gè)卡點(diǎn)，70個(gè)車(chē)道，完成了對(duì)北侖區(qū)四橫八縱主要貨運(yùn)通道的覆蓋。2017年內(nèi)，北侖公路段共查處違法超限超載車(chē)輛1641輛，其中非現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)法1233輛次，占總量的75.13%。

盤(pán)天新技術(shù)不斷優(yōu)化和創(chuàng)新平板式稱(chēng)重技術(shù)，獲得了發(fā)明專(zhuān)利1項(xiàng)，專(zhuān)利受通4項(xiàng)，實(shí)用新型專(zhuān)利6項(xiàng)，已經(jīng)取得軟件著作權(quán)8項(xiàng)。在2017年3月通過(guò)輕工聯(lián)科技成果鑒定，技術(shù)先進(jìn)水平達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。2017年獲得輕工聯(lián)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)三等獎(jiǎng)和中國(guó)公路學(xué)會(huì)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。

2012年至2017年，盤(pán)天新技術(shù)已在全國(guó)完成非現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)法檢測(cè)系統(tǒng)400多個(gè)車(chē)道，進(jìn)入全國(guó)22個(gè)省份，累計(jì)處理了一萬(wàn)多輛超限違法運(yùn)輸貨運(yùn)車(chē)輛，對(duì)貨運(yùn)車(chē)輛超限違法運(yùn)輸具有顯著威懾作用，有助于提升公路交通安全、通行能力和降低路產(chǎn)損失，經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益顯著。