文/貴州中南交通科技有限公司 吳易霖

傳統(tǒng)整車式計重系統(tǒng)實行一車一秤計重方式，在通行信號燈損壞或司機不服從指揮情況下，需要管理人員指揮車輛，按照一定順序引導車輛進入安裝有稱重設備的收費車道。而高速公路多車不間斷整車式計重收費系統(tǒng)則完全由系統(tǒng)實現(xiàn)檢測過程的自動化，達到了與軸稱重計重設備相同的通行效果，不需要人工干預，節(jié)省了大量人工投入，使通過效率大幅度提升，管理成本大幅度降低。

系統(tǒng)組成

計重系統(tǒng)屬于相對完善而且能夠單獨運行的子系統(tǒng)，相對車道控制器來說，多車不間斷整車式收費系統(tǒng)屬于一個單獨的設備。該系統(tǒng)由計重平臺、車輛分離器、線圈檢測器、數(shù)據(jù)采集器以及輪軸識別器構成。

整車式計重平臺：由鋼結構稱重平臺、傳感器、信號傳輸線等部分構成；

車輛分離器：通過紅外線發(fā)射光幕、獲取光柵裝置以及信號傳輸線纜等構成；

線圈檢測器：由埋于車道內(nèi)下方的圓形線圈及其檢測器、信號線纜等組成；

圖1 系統(tǒng)構成框圖

數(shù)據(jù)采集器：由計重數(shù)據(jù)處理及收集、接口及控制、電源組成；

輪軸識別器：由輪胎識別傳感器及其殼體、數(shù)字接線盒構成。

系統(tǒng)功能

該系統(tǒng)針對不斷變化的車輛完成精準稱重，同時也滿足一秤多車；能夠處理異常的過車情況，如駕駛員對計重數(shù)據(jù)不滿意而重復倒車上下秤、過車時輪胎壓秤邊緣、制動及墊稱等情況；秤臺自身集成軸數(shù)識別功能，可準確算出車輛的軸數(shù)；支持對超長車輛重量的計算；針對那些靜態(tài)和低速通過車輛實施稱量，如果車輛有序駛入收費的專用行車道，同時輪胎處于稱重平臺時，計重設備同樣可以自如操作；能準確地實現(xiàn)各種特殊車輛的劃分，確保計重產(chǎn)生的數(shù)據(jù)同車輛本身數(shù)據(jù)保持一致。

多車不間斷整車式收費系統(tǒng)可以收集和產(chǎn)生相對全面的計重信息，而且與車輛本身信息保持一致，這些信息主要有軸型、軸重、整體重量等，并登記車輛通過時的具體時間；采用高性能嵌入式單片機系統(tǒng)，無磁盤操作系統(tǒng)，在自檢異常、通訊失敗或程序錯亂時，處理計算機能夠自動復位，并且復位時間較快；具有數(shù)字式顯示屏，能夠呈現(xiàn)出每種軸的類型、重量、車輛整體重量和車輛行駛速度；可以測出汽車駛過稱重區(qū)域時的車速，而且還可以測出車輛是處于前行還是倒退狀態(tài)；能利用數(shù)據(jù)接口迅速地把計重所獲得的各種信息傳遞到車道工控機，然后再進行系統(tǒng)緩存，確保計重數(shù)據(jù)與當前車輛相互對應；設備在日常開機時自動自檢、無車或空閑時又進行自檢、校正和溫補等。

部件發(fā)生故障時，系統(tǒng)自動提示故障信息，提醒用戶及時處理，并能將故障及自檢信息發(fā)送至車道工控機；具有進入校準狀態(tài)的開關。在校準狀態(tài)下，通過調(diào)試鍵盤可以很方便地對計重設備進行校準；計重系統(tǒng)中只要涉及到活動金屬這些零件都需要進行防銹處理；稱重平臺表層必須做好防滑處理，從而預防車輛打滑或者由于表層有結冰而導致失控現(xiàn)象。

圖2 系統(tǒng)布局

結構介紹

多車不間斷整車式收費系統(tǒng)的臺體結構由四節(jié)秤臺組成，共12個稱重傳感器和6個觸發(fā)器傳感器，其中第一節(jié)為5.1米獨立秤臺，其余三節(jié)則采用搭接的方式連接。在整個汽車衡下秤端嵌入一個觸發(fā)器結構，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。

系統(tǒng)計重原理

所有需要繳費的車輛在駛向收費道的時候，先要從紅外線車輛分離器駛過，與此同時，光幕感應因觸動開始做相應緩存，保存上秤車輛有關信息，系統(tǒng)接收信號感應并識別車輛駛向，計重系統(tǒng)便能夠判別有無車輛上秤。

車輛向秤體行駛時，進入到第一截臺面，先要駛過其傳感器，這樣可顯現(xiàn)出已上秤的信息，這時整車式不間斷稱重平臺感應器因為遭受物重的影響，造成感應器內(nèi)電阻發(fā)生變化，形成對應計重信號，而此時數(shù)字接線盒會統(tǒng)計計重信號，同時將其傳送至對應的采集器內(nèi)，且利用采集器中數(shù)字轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字形式信號，最后由相應軟件形成重量信息，獲得車輛處于稱臺時的重量。從第四截秤臺上的感應器駛過后，便得到已下秤的有關信息；根據(jù)車輛一般駛向，當車子進入稱臺區(qū)域時，系統(tǒng)直接收集前后感應器以及計重的所有信號，同時利用輪軸識別器進行傳送到系統(tǒng)之后算出軸的型號、重量、車子整體重量和速度及通過時間等。

車輛遠離光柵時，計重軟件會依照第一個傳感器識別它的軸向，從而精準判斷車輛行駛方式。如果車輛處于向前行駛狀態(tài)，系統(tǒng)則會自行根據(jù)它的操作來確定的計算重量方式，進一步算出車輛整體重量，系統(tǒng)計重把軸重量、汽車速度和汽車型號、整體重量這些有關資料傳輸?shù)杰嚨拦た貦C上。由工控機內(nèi)的計重收費系統(tǒng)算出，然后收費員根據(jù)這一結果進行具體收費。如果過車方式存在差異，計重軟件則會按照對應形式向工控機傳輸對應數(shù)據(jù)相關指示。

圖3 工作流程

結論

綜上所述，多車不間斷整車式稱重系統(tǒng)相較于傳統(tǒng)收費系統(tǒng)而言，具有諸多優(yōu)勢，并且延續(xù)了傳統(tǒng)系統(tǒng)稱量的精準性。傳統(tǒng)計重系統(tǒng)只能對靜止不動的車輛進行稱重，而且只能一車一秤，否則將會造成稱重不準確的結果。通過對諸多收費站運用情況進行總結發(fā)現(xiàn)，每一輛車通過所需時間大概在1分鐘左右，無法確保通行效率。而多車不間斷整車式計重收費系統(tǒng)能夠完成連續(xù)過車以及超長車輛的稱重，車輛無需等待。在收費廣場和車道中，指揮管理人員在引導輛通行時，存在極大的安全隱患，使用動態(tài)整車計重收費系統(tǒng)，不存在人工引導，極大地提高了人員的安全性。