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        高速公路復(fù)合卡發(fā)卡技術(shù)的開發(fā)設(shè)計

        2016-12-01 01:35:54王德浩廣東省電子技術(shù)研究所廣東廣州510630
        科技傳播 2016年12期
        關(guān)鍵詞:高速公路

        王德浩廣東省電子技術(shù)研究所,廣東廣州 510630

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        高速公路復(fù)合卡發(fā)卡技術(shù)的開發(fā)設(shè)計

        王德浩
        廣東省電子技術(shù)研究所,廣東廣州510630

        摘要隨著我國高速公路的發(fā)展,對其營運和管理所使用的高速公路機電系統(tǒng),也有一定的提高,從傳統(tǒng)的人工管理到半自動化,又到自動化設(shè)備、系統(tǒng)的管理,這一發(fā)展過程較傳統(tǒng)的管理方式有著極大的進步。全自動智能化是高速公路收費的發(fā)展方向,高速公路自動發(fā)卡技術(shù)是現(xiàn)今較為智能的自動化設(shè)備,可以有效降低收費站管理的人力成本,提升收費的效率。但是雖然高速公路修建的不斷延伸及片區(qū)聯(lián)網(wǎng)收費,普通通行卡已經(jīng)不能滿足現(xiàn)狀使用。

        關(guān)鍵詞高速公路;自動發(fā)卡技術(shù);復(fù)合卡機芯

        1 系統(tǒng)簡述

        自動發(fā)卡系統(tǒng)是一種無人值守的自動化設(shè)備,在高速公路的實際應(yīng)用中需要建設(shè)起專門的收費通道,當(dāng)安裝自動發(fā)卡系統(tǒng)后,車輛經(jīng)過時,司機只需要根據(jù)系統(tǒng)的語音提示進行操作;設(shè)備上設(shè)置有“取卡”按鈕,按下即可完成一次取卡。新型復(fù)合卡自動發(fā)卡機是在普通自動發(fā)卡機發(fā)展起來的一種設(shè)備,主要解決聯(lián)網(wǎng)收費用后各種問題。

        1.1背景技術(shù)

        高速公路所形成的運輸網(wǎng)絡(luò)在現(xiàn)代的交通系統(tǒng)中越來越重要,機動車在經(jīng)過收費站時,收費站需要從收發(fā)卡機中取出或回收所發(fā)的IC卡等卡片,高速公路入口發(fā)放已寫入車輛信息的IC卡,而高速公路出口則收卡并根據(jù)卡內(nèi)信息收取車輛過路費用[1]。

        隨著我國高速公路通車里程的不斷增加,車輛行駛路徑二義性問題越來越突出(例如:假設(shè)從A點到B點有三條路徑,A-〉C-〉B,A-〉D-〉B,A-〉E-〉B,運營單位需要了解車輛到底走哪條路徑),為解決這個問題,越來越多的省份開始采用復(fù)合卡(雙頻卡),和一般射頻卡不同,復(fù)合卡因為內(nèi)置聚合物電池,其厚度高達5mm,對卡片的存儲提出了新的要求。例如,原來一部卡機卡片容量是1 600張卡,能滿足某個收費站使用一天,但換成復(fù)合卡就變成了320張左右就不能遠遠不能滿足使用要求了,所以自動發(fā)卡機卡片容量是解決復(fù)合自動發(fā)卡機的最大問題,GERI-KJ-WA-ZF型F型復(fù)合卡自動發(fā)卡機很好地解決了這個問題。

        1.2自動發(fā)卡機的性能與指標

        以GERI-KJ-04-WA-ZF型復(fù)合卡自動發(fā)卡機為例,對其具備的功能性質(zhì)等,進行詳細的分析與說明:這一類型的發(fā)卡機適用于高速公路的入口,每當(dāng)車輛到達發(fā)卡車道并壓上取卡線圈后,司機就可以根據(jù)提示進行按鍵取卡的動作,或者是根據(jù)實際情況就進行刷ETC卡,完成取卡或刷卡動作后,系統(tǒng)會自動提示進行抬桿,當(dāng)車輛經(jīng)過之后則自動落桿。另外還具有在線診斷的功能,診斷的結(jié)果數(shù)據(jù)、信息可以自動反饋于后臺管理處,可以更好地實現(xiàn)遠程控制。

        1.3自動發(fā)卡機的外形與功能特點

        GERI-KJ-04-WA-ZF型自動發(fā)卡機的外觀結(jié)構(gòu),一共有4個出卡口,設(shè)置不同的高度是為了方便大小型車輛都能快捷刷卡或取卡。在結(jié)構(gòu)的設(shè)計上,采用了雙層隔熱結(jié)構(gòu),提升發(fā)卡機在露天環(huán)境下的工作性能,更好地是適應(yīng)高溫度高濕度的工作環(huán)境,同時在四周都設(shè)計了可以打開的箱門,當(dāng)出現(xiàn)故障或者進行日常維護的時候,方便工作人員的檢修等,提升工作效率[3]。

        讀取數(shù)據(jù)主要是兼容ETC,并且系統(tǒng)具有較高的智能判斷能力,可以實現(xiàn)一車一卡,也就是說當(dāng)系統(tǒng)未檢測到有車輛出現(xiàn)時,即便按了取卡鍵,系統(tǒng)也不出卡;另一種情況是,如果司機沒有及時取走當(dāng)前卡片,系統(tǒng)不會進行下一張卡片的發(fā)出。GERI-KJ-04-WA-ZF型自動發(fā)卡機在使用的過程中,可以實現(xiàn)系統(tǒng)的自我檢測,并且將檢測的結(jié)果及時的反饋給上位機,降低了系統(tǒng)因為故障而無法工作的現(xiàn)象發(fā)生;當(dāng)發(fā)卡機內(nèi)部的卡即將發(fā)完時,或者是系統(tǒng)出現(xiàn)故障無法正常出卡時,設(shè)備外部會有一定的光亮或聲鳴提示,使相關(guān)的管理人員能及時準確的了解到發(fā)卡機的運行狀態(tài);另外發(fā)卡機還具備對講的功能,主要是方便司機在遇到困難時,可以及時地發(fā)出求救。

        2 復(fù)合卡發(fā)卡機芯結(jié)構(gòu)的發(fā)展情況

        復(fù)合卡發(fā)卡機芯作為自動發(fā)卡機的核心部件,一方便需要解決卡片容量問題;另一方面,也需要有效降低機芯的結(jié)構(gòu)成本?,F(xiàn)有廠家大多采用轉(zhuǎn)盤式卡箱切換技術(shù),機芯為滾筒式結(jié)構(gòu),卡箱固定在轉(zhuǎn)盤上,由電機驅(qū)動主轉(zhuǎn)軸使轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)來完成卡箱的切換,鑒于卡片出卡位固定,轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)時必須保證精確到位,但由于轉(zhuǎn)盤及卡片重量較重,旋轉(zhuǎn)機構(gòu)需要直徑較大的主轉(zhuǎn)軸、配套的軸承、電機等,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,造價高,控制也麻煩,出現(xiàn)故障時不方便維護。

        本所現(xiàn)在設(shè)計的全新的復(fù)合卡發(fā)卡機構(gòu)一種托盤式卡片循環(huán)切換機構(gòu),相對于傳統(tǒng)發(fā)卡機構(gòu)卡片存儲量大幅提高。其結(jié)構(gòu)簡單傳動零部件多數(shù)采用標準件,加工、裝配、后期維護的工作量減少。

        2.1結(jié)構(gòu)組成

        發(fā)卡機芯由上下兩個托盤組件,提供兩組相同的結(jié)構(gòu),含喂卡機構(gòu)、鏈條聯(lián)運推卡桿機構(gòu)、發(fā)卡卷卡機構(gòu)、廢卡回收機構(gòu),兩組托盤組件互為備份[2]。

        2.2托盤式發(fā)卡機芯工作原理

        工作通道是通道一及通道五,其由水平設(shè)置的卡片托盤,推卡桿、喂卡裝置組成,喂卡機構(gòu)推著復(fù)合卡頂著發(fā)卡機構(gòu),當(dāng)通道中的卡片有一張卡置于發(fā)卡機構(gòu)通道,發(fā)卡機構(gòu)發(fā)出,司機取卡,如果卡片為廢卡,即打開廢卡機構(gòu)的電磁吸鐵,卡片掉入廢卡回收通道。

        當(dāng)通道一的卡片發(fā)完后,喂卡機構(gòu)將退至側(cè)邊,通道二至通道四上卡片,由推卡桿順著推到通道一至通道三位置上面,直到全部卡片發(fā)完,發(fā)卡機可以清楚看到每個托盤的卡數(shù),當(dāng)沒有卡片時,卡機將向上位機發(fā)送告警命令。

        3 托盤式復(fù)合卡無人值守卡優(yōu)點

        結(jié)構(gòu)簡單,傳動部件多為標準部件,加工、裝配、后期維護工作量低;由于每個卡片豎直放置,相鄰卡片之間的重力沒有相互影響,發(fā)卡過程中無需克服卡片重力,喂卡機構(gòu)更為簡單,僅需較小的電機,絲桿即可完成喂卡動作,而且循環(huán)切換時所采用的電機參數(shù)小,對控制模塊要求低,相同容量的卡片循環(huán)切換機構(gòu)卡片的儲存量更大,卡片在卡片循環(huán)機構(gòu)內(nèi)自動運輸,裝卡方便,卡片切換、定位準確。

        4 結(jié)論

        通過對高速公路自動發(fā)卡技術(shù)的開發(fā)設(shè)計進行研究,并且結(jié)合實際產(chǎn)品的分析,可以看出我們在高速公路的收費系統(tǒng)技術(shù)方面的發(fā)展有著較好的發(fā)展,所使用的設(shè)備也較為自動化和智能化,符合現(xiàn)代特征,并且發(fā)卡機及相關(guān)技術(shù)都有著較為人性化的設(shè)計,使用性強,也有著良好的發(fā)展前景。

        參考文獻

        [1]吳易.高速公路自動發(fā)卡系統(tǒng)的設(shè)備與技術(shù)[J].交通世界(運輸.車輛),2007(8):71-73.

        [2]徐麗華.高速公路自動發(fā)卡技術(shù)開發(fā)與研究[J].交通世界(運輸.車輛),2009(10):128-129.

        [3]黃偉華,楊建華,譚麗.基于無線射頻技術(shù)的高速公路自動收費系統(tǒng)設(shè)計及軟件實現(xiàn)[J].電氣自動化,2010(3):72-73,79.

        中圖分類號TP39

        文獻標識碼A

        文章編號1674-6708(2016)165-0222-02

        作者簡介:王德浩,廣東省電子技術(shù)研究所。

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