关于高速公路多车不间断整车式计重收费系统的分析

文/贵州中南交通科技有限公司 吴易霖

传统整车式计重系统实行一车一秤计重方式，在通行信号灯损坏或司机不服从指挥情况下，需要管理人员指挥车辆，按照一定顺序引导车辆进入安装有称重设备的收费车道。而高速公路多车不间断整车式计重收费系统则完全由系统实现检测过程的自动化，达到了与轴称重计重设备相同的通行效果，不需要人工干预，节省了大量人工投入，使通过效率大幅度提升，管理成本大幅度降低。

系统组成

计重系统属于相对完善而且能够单独运行的子系统，相对车道控制器来说，多车不间断整车式收费系统属于一个单独的设备。该系统由计重平台、车辆分离器、线圈检测器、数据采集器以及轮轴识别器构成。

整车式计重平台：由钢结构称重平台、传感器、信号传输线等部分构成；

车辆分离器：通过红外线发射光幕、获取光栅装置以及信号传输线缆等构成；

线圈检测器：由埋于车道内下方的圆形线圈及其检测器、信号线缆等组成；

图1 系统构成框图

数据采集器：由计重数据处理及收集、接口及控制、电源组成；

轮轴识别器：由轮胎识别传感器及其壳体、数字接线盒构成。

系统功能

该系统针对不断变化的车辆完成精准称重，同时也满足一秤多车；能够处理异常的过车情况，如驾驶员对计重数据不满意而重复倒车上下秤、过车时轮胎压秤边缘、制动及垫称等情况；秤台自身集成轴数识别功能，可准确算出车辆的轴数；支持对超长车辆重量的计算；针对那些静态和低速通过车辆实施称量，如果车辆有序驶入收费的专用行车道，同时轮胎处于称重平台时，计重设备同样可以自如操作；能准确地实现各种特殊车辆的划分，确保计重产生的数据同车辆本身数据保持一致。

多车不间断整车式收费系统可以收集和产生相对全面的计重信息，而且与车辆本身信息保持一致，这些信息主要有轴型、轴重、整体重量等，并登记车辆通过时的具体时间；采用高性能嵌入式单片机系统，无磁盘操作系统，在自检异常、通讯失败或程序错乱时，处理计算机能够自动复位，并且复位时间较快；具有数字式显示屏，能够呈现出每种轴的类型、重量、车辆整体重量和车辆行驶速度；可以测出汽车驶过称重区域时的车速，而且还可以测出车辆是处于前行还是倒退状态；能利用数据接口迅速地把计重所获得的各种信息传递到车道工控机，然后再进行系统缓存，确保计重数据与当前车辆相互对应；设备在日常开机时自动自检、无车或空闲时又进行自检、校正和温补等。

部件发生故障时，系统自动提示故障信息，提醒用户及时处理，并能将故障及自检信息发送至车道工控机；具有进入校准状态的开关。在校准状态下，通过调试键盘可以很方便地对计重设备进行校准；计重系统中只要涉及到活动金属这些零件都需要进行防锈处理；称重平台表层必须做好防滑处理，从而预防车辆打滑或者由于表层有结冰而导致失控现象。

图2 系统布局

结构介绍

多车不间断整车式收费系统的台体结构由四节秤台组成，共12个称重传感器和6个触发器传感器，其中第一节为5.1米独立秤台，其余三节则采用搭接的方式连接。在整个汽车衡下秤端嵌入一个触发器结构，用于判断车辆离开汽车衡的轴数，从而判断车辆的完全下秤。

系统计重原理

所有需要缴费的车辆在驶向收费道的时候，先要从红外线车辆分离器驶过，与此同时，光幕感应因触动开始做相应缓存，保存上秤车辆有关信息，系统接收信号感应并识别车辆驶向，计重系统便能够判别有无车辆上秤。

车辆向秤体行驶时，进入到第一截台面，先要驶过其传感器，这样可显现出已上秤的信息，这时整车式不间断称重平台感应器因为遭受物重的影响，造成感应器内电阻发生变化，形成对应计重信号，而此时数字接线盒会统计计重信号，同时将其传送至对应的采集器内，且利用采集器中数字转换器转变为数字形式信号，最后由相应软件形成重量信息，获得车辆处于称台时的重量。从第四截秤台上的感应器驶过后，便得到已下秤的有关信息；根据车辆一般驶向，当车子进入称台区域时，系统直接收集前后感应器以及计重的所有信号，同时利用轮轴识别器进行传送到系统之后算出轴的型号、重量、车子整体重量和速度及通过时间等。

车辆远离光栅时，计重软件会依照第一个传感器识别它的轴向，从而精准判断车辆行驶方式。如果车辆处于向前行驶状态，系统则会自行根据它的操作来确定的计算重量方式，进一步算出车辆整体重量，系统计重把轴重量、汽车速度和汽车型号、整体重量这些有关资料传输到车道工控机上。由工控机内的计重收费系统算出，然后收费员根据这一结果进行具体收费。如果过车方式存在差异，计重软件则会按照对应形式向工控机传输对应数据相关指示。

图3 工作流程

结论

综上所述，多车不间断整车式称重系统相较于传统收费系统而言，具有诸多优势，并且延续了传统系统称量的精准性。传统计重系统只能对静止不动的车辆进行称重，而且只能一车一秤，否则将会造成称重不准确的结果。通过对诸多收费站运用情况进行总结发现，每一辆车通过所需时间大概在1分钟左右，无法确保通行效率。而多车不间断整车式计重收费系统能够完成连续过车以及超长车辆的称重，车辆无需等待。在收费广场和车道中，指挥管理人员在引导辆通行时，存在极大的安全隐患，使用动态整车计重收费系统，不存在人工引导，极大地提高了人员的安全性。