新一代平板式动态称重技术助力治超

文/图 北京盘天新技术有限公司 张家庆

非现执法助力科技治超

3月19日，在广东省珠海市珠港大道南水桥路段，珠海市平板式超限非现场执法检测系统检定现场，3辆大小不一的重型货车高速驶过，时而慢速行驶甚至短暂停车，并伴随着压车道线、跨车道、检测中改变行车道等异常行驶的方式。经过一天的检验，所有检测项目均达到设计要求，标志着检测系统已通过广东省权威计量机构的专业检测。4月10日，珠海市正式启动公路车辆非现场执法，在广东省率先完成了非现场执法试点的启动工作。而这样高标准的检验过程，是每一套平板式称重设备投入使用前的必经过程。

交通运输部62号令《超限运输车辆行驶公路管理规定》于2016年9月21日起施行，超限非现场执法检测系统作为科技治超的新星，正式在全国范围内广泛铺开。对比传统的治超方式，非现场执法检测系统以高性能动态称重设备为核心，辅助高清视频监控和抓拍系统、号牌识别系统、几何尺寸检测系统及其他配套设备，构成了一个能够24小时不停监控公路路面车辆重量和轮廓的高科技设备。

非现场执法系统全自动无人值守工作，有效缓解执法力量不足的矛盾；建设速度快，检测系统对行车没有任何影响，布点灵活；依赖科技手段取证，能保证违法认定的客观性、公正性，执法公平、公正、公开，降低了执法争议；逢车必检，收集道路运输完整大数据，方便管理部门进行优化治理。

浙江宁波北仑双车并行检测

盘天的五大利器

北京盘天新技术有限公司（简称“盘天新技术”）凭借多年来在动态称重领域的积累，以及产学研一体化的技术优势，于2012年推出了平板式动态称重技术，并取得相关专利。该产品的技术特点体现在以下几个方面：

基于工型主梁工艺和无缝拼接技术，提出了一种独特的称重力学结构和桥式传感器组桥方法，发明了弹性体与受力钢梁一体化称重平板新结构。一体化称重平板内称重部分无活动构件，货运车辆碾压时仅在工型主梁产生微应力变形，平板称重和承载部分无偏移和受迫震动，工型主梁从结构设计上避免了公路超载货运车辆高速通过时易产生的纵向、横向力的干扰，提高了称重检测的精度。

一体化称重平板装置采用全部轮载力检测方式，动态检测区宽度领先传统的称重设备，大大提供了检测系统的采样数量，从根本上提供了检测精度。

采用了盘天新技术自研的压力应变式小孔型传感器，分别与独特的工型受力梁通过螺栓进行机械式连接；这种单只传感器外接的方式，可精确定位故障点，避免出现单个传感器损坏影响整条车道的情况。传感器一致性好、互换性高，采用机械紧固安装方式，维护和更换简便，避免路面维护性破坏和二次施工，解决了公路封闭维修的难题，显著减少维护时间。

一体化称重平板采用一次性整体浇筑无缝安装方式，同时采用高强度速凝安装材料与公路无缝连接，称重台与路面安装槽内壁之间没有传感间隙，解决了车行方向不会轮载水平力与路面安装槽内壁的撞击问题，同时，解决了传统弯板称台易松动和晃动等缺陷，提高了称重检测的稳定性和一体化称重平板的使用寿命。

提出了不同速度段分段修正、不同轴数分轴修正相结合的动态称重精确实时检测方法。一体化称重平板装置采用了采样率5000、采样数500的实时动态称重传感器，其数据处理单元放大信号分别对应每小时0公里至120公里范围内的多个速度段，提出了不同速度段分段修正、不同轴数分轴修正相结合的动态称重实时精确检测方法，传感器输出放大信号将上述每个速度段对应不同的速度段系，也可根据现场情况自行对速度进行分段。速度对测量精度的影响通过两个方面起作用：信号采集和算法。其中，通过优化算法可减小误差，另外，由于不同轴数的车辆行驶过台面特征不同，该方法依据实测的车速数据对每个轴重量进一步修正，刚性车和挂车的力学特性不同，各轴之间的作用力分配特性不同，因此，在通过台面时，其振动特点对于台面的作用不同，通过其轴型特点判断其是否为刚性车或拖挂车，再通过上面得到的轴数配合轴数系数对整车重量修正，最终得到每个轴重及其车货总重量。

广东省珠海市非现场执法检测点全景图

广东省计量院检测现场

平板称重的曲线发展

平板称重设备在发展中也遇到过很多难题。2015年初，盘天新技术承接了浙江宁波北仑公路段的治超电子检测系统工程。在项目建设初期，业主就明确表示，“北仑是港区，货运业务特别发达，道路条件特别复杂，检测系统面临的异常问题特别的多”。项目建设完毕，经过检定合格后不久，现场就反映称重数据开始不准了。调出现场的监控视频研究发现，超限车辆通过称重区域的时候，司机们各显神通：有高速冲过的，有慢慢吞吞的，有的踩一脚急刹，甚至抽根烟再走，最危险的超限车辆是一个急转弯从第一车道转到第三车道去。这些非正常的过衡方式，都是动态检测的业内难题，解决起来有难度。但是如果不解决，不但现场检测设备实际使用效果大打折扣，司机们的行为也有很大的安全隐患。公司毅然决定，就算是业内难题，也一定要想办法解决！盘天新技术研发总监、中国衡器协会技术专业委员会主任委员李溯立即从北京赶赴北仑现场，坚持守在现场机柜边，观察检测波形，收集原始数据，建立数学模型。历时3个月，盘天新技术在业内第一次定义了货运车辆通过检测区时的异常行驶行为的概念，并完成了业内首创的车辆异常行驶行为智能判别软件，专门用来检测有异常行驶车辆的重量，解决了北仑区检测系统的难题。

从北仑一期项目之后，盘天新技术发现当前动态汽车衡称重精度也能满足非现场执法系统检测的需要，而影响检测系统使用效果的往往是现场货运司机的异常行驶行为。因此，盘天新技术不断强化平板式称重技术在解决货车异常行驶时的检测能力，提升系统的检测效果。至2017年底，北仑区已完成了七期治超非现场执法系统的建设，共18个卡点，70个车道，完成了对北仑区四横八纵主要货运通道的覆盖。2017年内，北仑公路段共查处违法超限超载车辆1641辆，其中非现场执法1233辆次，占总量的75.13%。

盘天新技术不断优化和创新平板式称重技术，获得了发明专利1项，专利受通4项，实用新型专利6项，已经取得软件著作权8项。在2017年3月通过轻工联科技成果鉴定，技术先进水平达到国际先进水平。2017年获得轻工联科学技术进步奖三等奖和中国公路学会科学技术奖二等奖。

2012年至2017年，盘天新技术已在全国完成非现场执法检测系统400多个车道，进入全国22个省份，累计处理了一万多辆超限违法运输货运车辆，对货运车辆超限违法运输具有显著威慑作用，有助于提升公路交通安全、通行能力和降低路产损失，经济和社会效益显著。