淺談多車不間斷動態(tài)整車式計重收費系統(tǒng)

岳秀坤

(山西欣奧特自動化工程有限公司，山西 太原 030012)

1 系統(tǒng)構(gòu)成

整車式計重收費系統(tǒng)由高精度動靜態(tài)整車稱重平臺、輪胎識別器、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。整車稱重平臺是由四節(jié)秤臺組成，其中第一節(jié)為獨立秤臺，其余三節(jié)采用搭接的方式連接；共12個稱重傳感器和6個觸發(fā)器傳感器。在第一節(jié)秤臺的上下秤端各內(nèi)嵌一個觸發(fā)器結(jié)構(gòu)用于臺面一的上秤軸數(shù)與下秤軸數(shù)的判斷，在整個汽車衡的下秤端嵌入一個觸發(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

整車式計重收費系統(tǒng)的稱重原理是：動態(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和軸型信號，整車稱重秤開始計重，當車軸依次駛?cè)氤优_，通過載荷的增加記錄可以計算得到軸重和不斷累積的車輛總重；當車輛全部駛?cè)氤优_，車輛分離器分離車輛，整車完全處于秤臺稱重區(qū)域，由中心處理器對采集到的信號進行一系列的分析、處理、計算后得到車輛的重量數(shù)據(jù)，然后傳輸給車道收費計算機；當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。計算機對經(jīng)過車輛每軸重量進行預檢，對每軸輪胎數(shù)及聯(lián)軸進行檢測，車輛分離器完成單車檢測信號的結(jié)束；收費計算機對這些數(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，按照計重收費標準計算車輛的計重收費金額并進行收費[1]。

3 系統(tǒng)功能

1) 系統(tǒng)能對通過計重收費車道的車輛自動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)能對各種車輛(半掛車、全掛車、單車)進行準確的自動分離，并自動檢測上報車輛異常行為，處理復雜行駛狀態(tài)消除跟車現(xiàn)象，保證稱重檢測數(shù)據(jù)與車輛的一一對應。

3) 系統(tǒng)支持自動轉(zhuǎn)換動態(tài)稱量和靜態(tài)稱量，即使由于擁堵，車軸停在稱重平臺上，也能準確稱量并進行車型判別。

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，系統(tǒng)能夠取得相應的故障信息并進行定位，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機。

5) 車道收費機可檢測判斷稱重系統(tǒng)工作狀態(tài)。系統(tǒng)能夠向車道收費計算機準確、及時、平滑傳輸完整的、由收尾信號主動發(fā)起的稱重數(shù)據(jù)，通訊不需計重收費軟件干涉，由計重設(shè)備動態(tài)鏈接庫自動進行；能夠接收收費車道計算機發(fā)出的基本指令數(shù)據(jù)并完成相應的動作，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數(shù)據(jù)，并做出正確的判斷。比如：對于不完全退出(未收頭)、不完全進入(未收尾)、不完全倒車(未收尾、也未收頭)等車輛的稱重數(shù)據(jù)。

7) 系統(tǒng)具備自動緩存功能和完善的數(shù)據(jù)保存處理功能。數(shù)據(jù)采用先進先出方式存放。稱重設(shè)備的動態(tài)鏈接庫能夠保存10輛車的稱重數(shù)據(jù)，在向車道收費機發(fā)送數(shù)據(jù)失敗時，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，由車道收費軟件通過動態(tài)鏈接庫發(fā)指令查詢稱重數(shù)據(jù)，同步稱重數(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

4.1 獨特的軸組稱重模式及車輛軸數(shù)識別

整車汽車衡由一節(jié)獨立秤臺和其余三節(jié)秤臺組成，其中第一節(jié)獨立秤臺可用于軸組稱重，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觸發(fā)器結(jié)構(gòu)可以很好的自動識別過車狀況，從而形成了整車稱重模式和軸組稱重模式。整車汽車衡獨特的軸組檢測模式，能準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)計的算法實時分析車輛上秤變化以及秤上重量的變化情況，準確獲取車輛軸上秤的時刻，實現(xiàn)了采用稱重平臺在稱重同時完成車輛軸數(shù)的識別功能。

4.2 獨特的稱體結(jié)構(gòu)及安全設(shè)計

采用多臺面、長秤體獨特的秤體結(jié)構(gòu)。因為秤體與安全島距離較近，車輛車輪會有意無意地擠到安全島上，影響稱量的準確性，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，會導致秤體光滑。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 獨特的算法結(jié)合及高精度動態(tài)稱量

秤臺完美結(jié)合車重分離算法，實現(xiàn)多車準確分離以及車輛動態(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算法，在保證高精度動態(tài)稱量的同時，提高了動態(tài)過車的稱量穩(wěn)定性；基于分段稱量算法，準確處理超長車稱重。從源頭上打消司機的逃費心理，徹底杜絕了車輛“S”型、點剎、沖秤、跳秤等作弊行為。

5 系統(tǒng)優(yōu)勢

5.1 保留了傳統(tǒng)整車式計重的高精度

動態(tài)整車式計重收費系統(tǒng)繼承了傳統(tǒng)整車式計重收費系統(tǒng)稱量的高準確性，單車及連續(xù)動態(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)整車式計重系統(tǒng)根據(jù)通行信號燈的指示采用一車一秤的靜態(tài)稱重模式，如果在通行信號燈損壞或司機不服從指揮的情況下，則會導致稱重失敗。此時需要有管理人員指揮并有序引導車輛進入有稱重設(shè)備的收費車道進行稱重計費[2]。經(jīng)統(tǒng)計多個收費站的使用情況，平均每輛車的通行時間約為1分鐘，很難保證通行效率。但該系統(tǒng)無須使用信號燈和欄桿機隔離進入稱重區(qū)，車輛無需在稱重平臺前端等待前車完全駛下稱重平臺后再進行稱重繳費，實現(xiàn)了收費站排隊繳費的車輛無間斷的連續(xù)跟車計重，緩解了收費站的交通擁堵壓力。

5.3 有效防止車輛不規(guī)范行駛，提高經(jīng)濟效益

該系統(tǒng)從設(shè)備的稱重機理上完全有效地解決了惡意違規(guī)行駛對稱重精度的影響，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確性，杜絕貨運車輛偷逃費行為，保證了人員的安全，降低了收費站的管理成本，從而提高了經(jīng)濟效益。

6 結(jié)束語

不間斷動態(tài)整車式計重收費系統(tǒng)實現(xiàn)了對高速公路通行的各類車輛進行計重收費等檢測過程的自動化，滿足了高速公路計重收費檢測需要的同時亦不需要人工干預，能實現(xiàn)與收費系統(tǒng)的無縫對接，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量方式中高速沖磅、跳磅、走S彎、急剎車等作弊問題，大大提高了計量精度及過車效率，使業(yè)主的經(jīng)濟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、云南等地已廣泛應用。