公路收费站动态汽车衡称重系统的施工与设计

朱铭 张立兵

摘  要：公路收费站动态汽车衡称重既解决了公路交通管理部门治理超载超限、维护道路交通通行费的问题，又解决了静态称重一车一杆收费工作效率低，收费口交通易堵塞的问题。通过对汽车衡的施工检验、测试及分析等方面，实现验证汽车衡施工安装达到要求，检验整个动态称重系统的稳定性和精度达到要求。经在高速公路收费站试运行，运行可靠，取得了较好的效果。

关键词：动态;汽车衡;称重系统;施工;设计

中图分类号：U495 文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2020）24-0075-03

Abstract： The dynamic truck weighing in highway toll station hasnot only solved the problem of overloading and highway traffic maintenance， but also tackled the problem of low efficiency of static weighing under the "One vehicle at a time！ Do not tailgate！" regulation， and frequent traffic congestion at the toll station. Through the construction inspection， test and analysis of the vehicle scale， the construction and installation of the truck scale can be verified to meet the requirements， and the stability and accuracy of the whole dynamic weighing system can be verified to meet the requirements. After trial operation in the toll station of expressway， the operation is reliable， and satisfactory results are obtained.

Keywords： dynamic condition; truck scale; weighing system; construction; design

引言

目前，在高速公路收費站，为有效解决有些司机走S型过磅、冲磅、跳磅等达到少缴、逃缴通行费行为，研制的公路动态汽车衡称重系统，既有静态称重系统的高精度、高重复性等特性，又有动态称重系统的自动称重和高效称重特性，采用动态称重系统来规范公路车辆货重检测，为公路交通管理部门治理超载超限、维护道路交通通行费公平、公正征收提供有力手段，也可抑制日益严重的车辆排队等候称重，交通堵塞现象，是有非常重要的意义。

1 系统构成

公路收费站动态称重系统由“1+3”模式动态电子汽车衡，轮轴识别器、数轴器、称重控制柜、红外车辆分离器、地感线圈、电动栏杆机等组成，安装结构示意图如图1所示，汽车衡简称地磅，称整车重量，轮轴识别器计轴数，数轴器计轴重，车辆分离器判断车头上秤和车尾收尾，地感线圈为辅助分车系统，控制柜内包括称重仪表等设备，实现对车的重量、轴重、车型和轴型识别，数据通过通信接口可上传计算机终端。

2 “1+3”模式汽车衡

“1+3”模式汽车衡秤台结构如图2所示，采用U型梁全钢结构，秤体台面钢板长21m，采用6m+3×5m的分段方式，宽为3/3.2m，厚度12mm，保证机械刚度强度，刚性不低于1/1200。采用1节独立轴组秤和3节搭接秤台组成，小计12只称重压力传感器，传感器采用全补偿技术，精度高，稳定性好，防护等级IP68。

3 汽车衡的零部件

3.1 U型梁结构

U型梁骨架如图3所示，采用7根整梁与面板焊板，按受力位置合理分布，保证秤台承载强度达到最佳。

3.2 基础预埋件

分为两端基础板和中间基础板。如图4、5所示，它包括基础板、地脚螺栓及相应螺母等标准，两端基础板上的立耳用于侧向限位。采用二次灌浆法定位地脚螺栓及底板，保证底板之间的水平度、标高误差均符合基础图样的设计要求，还要求将地脚螺栓和基础钢筋焊接牢固。

4 汽车衡的施工

首先，对汽车衡的布置现场进行地质测量，如果基础下面的土承载力低于150kPa，就要对基础土作施工加固处理。

其次，施工图设计，采用浅基础坑的安装施工方式，需要在车道中提前制作基础坑，如图6所示，它是采取的“1+3”模式的动态衡结构模式，即6m+5m+5m+5m，小计21m秤台的结构底座。

第三，基础开挖，要挖到冻土线以下才牢固，同时要考虑排水通道，预留检修孔，以便今后维护、维修人员的操作预留空间。在基础施工时要根据现场车道的情况确定汽车衡是水平安装还是斜1%安装。当车道纵向坡度小于1.2%时，汽车衡选择水平安装;当车道纵向坡度大于1.2%时，汽车衡选择斜1%安装。无论是斜装还是水平装，上车的引道均需要平稳。

第四，安装前复核预埋基础板的位置尺寸、水平度和相对标高尺寸，两引坡之间的距离，以及坑内四边的长度、宽度、对角线是否符合要求。

第五，秤台汽车衡吊装时，吊装秤体下降时速度必须平缓，秤体放下后检查是否压实，不实进行调整至各点受力均匀，同时调整秤台与基础引坡间隙大致相同。

第六，汽车衡接地，以基础混凝土内的钢筋网形成接地网络和与之相连的地脚螺栓作为接地点，既保护人身安全，又保证称重装置工作稳定。

5 轮轴识别器及车辆分离器

轮轴识别器、车辆分离器位置示意图见图7所示，对应接线信号分别为单/双轮状态指示，有/无车在轮轴识别器上，轮轴自检信号输入，光栅自检信号输入，光栅收尾信号，地感线圈收尾输入，地感线圈故障输入等。

6 试验结果及分析

动态汽车衡称重系统的现场测试如图8所示，测试实验检测过程如图9所示，现场测试数据如表1所示，进行了115车型的测试试验，车的静态重量是54950kg，测试了5km和15km二种速度下汽车的动态称重量，误差值均小于250分度值，符合规程误差要求，是合格的。

7 结论

汽车衡称重系统的关键体现在汽车衡称台的施工及安装平稳性、传感器的精度等方面。通过试验检测出车的重量和轴的重量 ，从而能判别车型和轴型，这些数据通过通信接口可发送到计算机终端。经在高速公路收费站试运行，运行可靠，取得了较好的效果。

参考文献：

[1]廖高华，朱杰斌.基于ARM的多功能新型智能称重仪[J].仪表技术与传感器，2014（10）：34-36.

[2]朱杰斌，廖高华，刘德辉.Multifunction intelligent dynamic weighing system based on embeded computer[J].Renewable Energy and Environmental Technology， 2013（9）：364-366.

[3]白浩兵，朱杰斌.高速公路收费站车辆动态称重系统的设计[J].科技广场，2015（3）：247-249.

[4]唐永刚，秦兰双.基于模/数转换器和嵌入式计算机的数据采集系统[J].电子元器件应用，2003，5（10）：19-21.

[5]孙国银.ADS7805P在电量测量系统中的应用[J].中国测试技术，2008，35（3）：70-73.