高速公路用整車地磅計(jì)量設(shè)備是高速公路計(jì)重收費(fèi)的開(kāi)展方向，該產(chǎn)品替代軸計(jì)量設(shè)備，可有效根絕各種作弊行為。本文分別引見(jiàn)了靜態(tài)和動(dòng)態(tài)稱重的原理，并從系統(tǒng)組成動(dòng)身，經(jīng)過(guò)對(duì)各種部件優(yōu)缺陷的剖析，提出了細(xì)致的設(shè)計(jì)選擇意見(jiàn)。
1.概述
在高速公路剛剛開(kāi)端施行計(jì)重收費(fèi)時(shí)，對(duì)超限運(yùn)輸起到了較好的遏制造用，通行費(fèi)收入明顯增加。但是計(jì)重設(shè)備普遍運(yùn)用的是軸計(jì)量設(shè)備，從計(jì)量設(shè)備原理上請(qǐng)求車輛必需勻速經(jīng)過(guò)才干較精確的計(jì)量。局部車主受利益驅(qū)動(dòng)，呈現(xiàn)了各種各樣的作弊現(xiàn)象。車輛作弊減少通行費(fèi)問(wèn)題嚴(yán)重?cái)_亂了正常的收費(fèi)站工作，形成了高速公路通行費(fèi)的流失，并且極易引發(fā)交通事故。為了遏制不標(biāo)準(zhǔn)過(guò)秤偷逃車輛通行費(fèi)行為，減少收費(fèi)爭(zhēng)議，進(jìn)步通行效率，減少平安隱患，降低收費(fèi)現(xiàn)場(chǎng)管理難度，目前高速公路普遍將軸計(jì)量設(shè)備更新?lián)Q代為整車計(jì)量設(shè)備。整車計(jì)量可根絕各種作弊行為，是高速公路計(jì)重收費(fèi)的開(kāi)展方向。
2.整車計(jì)量稱重原理
2.1靜態(tài)稱重原理
地磅是應(yīng)用應(yīng)變電測(cè)原理稱重，在稱重傳感器的彈性體上粘貼有應(yīng)變計(jì)，組成惠斯頓電橋，在零負(fù)載時(shí)，電橋處于均衡狀態(tài)，輸出為零。當(dāng)彈性體接受載荷時(shí)，各應(yīng)變計(jì)隨之產(chǎn)生與載荷成比例的應(yīng)變，由輸出電壓即可測(cè)出外加載荷的大小。
將多個(gè)稱重傳感器裝置在秤臺(tái)的下方，多個(gè)傳感器電纜線引入接線盒里并聯(lián)，然后用一根電纜線接入儀表。當(dāng)汽車駛上秤臺(tái)后，秤臺(tái)將所受力傳送到各個(gè)稱重傳感器上，使應(yīng)變電橋的電阻發(fā)作變化，惹起輸出電壓變化，即輸出了電信號(hào)，此電信號(hào)傳輸?shù)絻x表內(nèi)，經(jīng)數(shù)字濾波、線性放大、A/D轉(zhuǎn)化、經(jīng)CPU處置后最終顯現(xiàn)稱重?cái)?shù)值。
2.2動(dòng)態(tài)稱重原理
第一輛車在行駛到秤臺(tái)計(jì)重時(shí)，車輛別離器被遮擋，系統(tǒng)感知到車輛開(kāi)端上衡。車軸依次經(jīng)過(guò)嵌入式軸重儀，系統(tǒng)剖析出車輛的軸數(shù)和行駛方向。秤體傳感器感知到車輛的壓力并轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，經(jīng)稱重電路放大并停止AD轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，稱重單元依據(jù)數(shù)字信號(hào)計(jì)算出秤臺(tái)上車輛的重量。當(dāng)車輛分開(kāi)光幕后，系統(tǒng)感知到車輛完整上衡，自動(dòng)判別出車輛的車型、車速、行駛方向等數(shù)據(jù)，并依據(jù)稱重單元的重量計(jì)算出車輛的軸重、總重。系統(tǒng)將計(jì)算完成的稱重信息上傳至收費(fèi)計(jì)算機(jī)，_次稱量完成。
在第一輛車完整下秤前，假如有第二輛車上衡，系統(tǒng)采用與第一輛車相同的計(jì)算原理，計(jì)算車輛的軸數(shù)、車型、速度等數(shù)據(jù)，當(dāng)?shù)诙v車完整上衡后，系統(tǒng)會(huì)依據(jù)下秤端嵌入式軸辨認(rèn)器的數(shù)據(jù)，確認(rèn)第一輛車能否開(kāi)端下秤，假如曾經(jīng)開(kāi)端下秤會(huì)計(jì)算第一輛車有幾個(gè)車軸下秤，從而得出第一輛車在秤體剩余的重量。秤臺(tái)總重減去第-輛車的剩余重量即為第二輛車的重量，從而第二輛車的稱重?cái)?shù)據(jù)也計(jì)算完成，系統(tǒng)將第二輛車的數(shù)據(jù)停止上傳。
在第一輛車完整下秤前，假如有第三輛車上秤，系統(tǒng)采用與第一輛車相同的計(jì)算原理，計(jì)算車輛的軸數(shù)、車型、速度等數(shù)據(jù)，當(dāng)?shù)谌v車完整上衡后，系統(tǒng)會(huì)依據(jù)下秤端嵌入式軸辨認(rèn)器的數(shù)據(jù)，確認(rèn)第一輛車能否開(kāi)端下秤，假如曾經(jīng)開(kāi)端下秤，會(huì)計(jì)算第一輛車有幾個(gè)車軸下秤，從而得出第一輛車和第二輛車在秤體剩余的重量;秤臺(tái)總重減去第一輛車和第二輛車的剩余重量即為第三輛車的重量，從而第三輛車的稱重?cái)?shù)據(jù)也計(jì)算完成，系統(tǒng)將第三輛車的數(shù)據(jù)停止上傳。
假如第一輛車下秤前有第四輛車上秤，原理依此類推。
3.整車式計(jì)量收費(fèi)系統(tǒng)組成
整車式計(jì)量收費(fèi)系統(tǒng)由整車式稱重平臺(tái)(地磅、下秤端輪軸辨認(rèn)器、上秤端輪軸辨認(rèn)器、計(jì)重控制系統(tǒng)、車輛別離器、防滑、輪胎阻隔器防擦邊等局部組成。
分離收費(fèi)站收費(fèi)島長(zhǎng)度和車道寬度，秤臺(tái)尺寸設(shè)計(jì)為多種規(guī)格，比方3mx 21m、3.4mx21m等。
3.1整車式稱重平臺(tái)
整車式稱重平臺(tái)也就是我們常說(shuō)的地磅秤體含稱重傳感器。目前市場(chǎng)上存在型鋼構(gòu)造和U型梁構(gòu)造兩種方式的汽車衡，普遍的狀況是正常車道采用U型梁構(gòu)造，超寬車道采用型鋼構(gòu)造。汽車衡面板普通是采用兩塊鋼板拼焊或者采用整板。兩塊鋼板拼焊方式本錢低，但是秤臺(tái)剛性低，長(zhǎng)期運(yùn)用容易呈現(xiàn)秤體變形，整板焊接秤臺(tái)剛性強(qiáng)，但是本錢偏高。地磅秤臺(tái)普通是米用C〇2氣體維護(hù)焊接，焊接完成后需求拋丸噴砂預(yù)處置，保證漆膜附著強(qiáng)度。外表加鋪花紋鋼板，有效進(jìn)步設(shè)備的耐磨性能和防滑性能。
地磅稱重傳感器主要有橋式和柱式兩大類型。橋式傳感器的優(yōu)點(diǎn)是抗側(cè)向力強(qiáng)，主要用于靜態(tài)地磅。柱式傳感器的優(yōu)點(diǎn)是動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，體積小，便于維護(hù)，主要用于動(dòng)態(tài)地磅。因而高速公路整車計(jì)量產(chǎn)品中，普遍運(yùn)用的是柱式傳感器，性能愈加優(yōu)越，牢靠性更高。
3.2車輛別離器
車輛別離器的作用是別離車輛，給計(jì)重控制系統(tǒng)收尾信號(hào)，以便于系統(tǒng)停止車輛的數(shù)據(jù)運(yùn)算。高速公路計(jì)重收費(fèi)運(yùn)用的車輛別離器有兩種，一種是紅外光柵，也稱為光幕;一種是地感車輛檢測(cè)器。光幕的特性是檢測(cè)快速、精確，能夠別離間距超越0.1米的車輛，缺陷是裝置在平安島上，有可能被車輛損壞。地感車輛檢測(cè)器特性是埋于道路內(nèi)部，不容易損壞，但是檢測(cè)精確性不高，兩車間距小于1.5m容易誤判。這兩種設(shè)備特性鮮明，因而高速公路計(jì)重收費(fèi)計(jì)重控制系統(tǒng)中普通是配合運(yùn)用，即當(dāng)光幕工作正常時(shí)系統(tǒng)采用光幕信號(hào)作為車輛別離信號(hào)，當(dāng)光幕呈現(xiàn)毛病后，系統(tǒng)自動(dòng)切換為地感車輛檢測(cè)器信號(hào)，并發(fā)出光幕毛病報(bào)警。
3.3下秤端軸辨認(rèn)器
下秤軸辨認(rèn)器位于收費(fèi)亭端，普通由2只壓力傳感器組成，整體裝置，可對(duì)過(guò)衡車輛的軸數(shù)、軸重、軸重的壓力比例停止自動(dòng)記載。與傳統(tǒng)輪胎辨認(rèn)器相比，可大幅度進(jìn)步軸數(shù)辨認(rèn)率，為計(jì)重控制系統(tǒng)提供精確的下秤軸數(shù)據(jù)。輪軸辨認(rèn)器的長(zhǎng)度與稱重平臺(tái)順應(yīng)，普通車道檢測(cè)寬度21100mm,超寬車道檢測(cè)寬度21500mm。當(dāng)軸辨認(rèn)器發(fā)作毛病時(shí)，能夠經(jīng)過(guò)硬件和軟件發(fā)出毛病報(bào)警。
3.4計(jì)量控制系統(tǒng)與下秤端軸辨認(rèn)器相比，上秤端軸辨認(rèn)器任務(wù)更重。它除了可對(duì)上衡車輛的軸數(shù)、軸重、軸重的壓力比例自動(dòng)記載外，還擔(dān)負(fù)著判別車輛車型、行駛方向、行駛速度的重?fù)?dān)。由于高速公路計(jì)重收費(fèi)一個(gè)很重要的數(shù)據(jù)是車型信息，它直接關(guān)系著收費(fèi)金額，所以上秤端的設(shè)計(jì)更為復(fù)雜。它普通由6只壓力傳感器組成，寬度與秤臺(tái)寬度分歧并分為兩路輸出信號(hào)，為計(jì)重控制系統(tǒng)提供精確的上秤軸數(shù)據(jù)。依據(jù)不同的收費(fèi)站，可單獨(dú)停止門限值調(diào)整，順應(yīng)性更高。當(dāng)輪軸辨認(rèn)器發(fā)作毛病時(shí)，能夠經(jīng)過(guò)硬件和軟件發(fā)出毛病報(bào)警。
計(jì)量控制系統(tǒng)是高速公路整車計(jì)重收費(fèi)系統(tǒng)的控制中心。該系統(tǒng)可自動(dòng)接納來(lái)自稱重傳感器、上秤端辨認(rèn)器、下秤端軸辨認(rèn)器、車輛別離器等部件的各類信息，將各種數(shù)據(jù)信號(hào)整合計(jì)算，得出整車重量、車速、車型、軸數(shù)、軸重、軸間距等數(shù)據(jù)，與高速公路稱重收費(fèi)軟件系統(tǒng)無(wú)縫對(duì)接。
因高速公路計(jì)重收費(fèi)車道多，車流量大的特性，請(qǐng)求計(jì)重控制性能穩(wěn)定，能便當(dāng)?shù)赝Ｖ箙?shù)設(shè)置，操作煩瑣，工作環(huán)境順應(yīng)才能強(qiáng)。早期的軸計(jì)量產(chǎn)品中，控制系統(tǒng)相比照較簡(jiǎn)單，顯現(xiàn)信息有限，曾經(jīng)不能滿足目前運(yùn)用需求。整車計(jì)重控制系統(tǒng)請(qǐng)求采用LCD顯現(xiàn)屏，全中文操作界面，稱重信息包括總重、軸數(shù)、軸重、軸間距、速度等等，便當(dāng)設(shè)備檢修;系統(tǒng)接口也請(qǐng)求帶有規(guī)范PS/2鍵盤接口、以太網(wǎng)接口、RS- 232C串口、車輛別離器接口、輪軸辨認(rèn)傳感器接口、紅綠燈控制接口、欄桿機(jī)控制接口等，便于后期功用晉級(jí)。
3.5防滑
防滑是高速公路整車計(jì)量的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，特別是雨天時(shí)假如處置不好防滑問(wèn)題，容易形成車輛打滑失控或者追尾，產(chǎn)生很多不用要的費(fèi)事。目前市場(chǎng)上的整車產(chǎn)品主要有涂料防滑、焊接鋼筋防滑、滿鋪花紋板防滑、斷續(xù)鋪花紋板防滑等幾種防滑措施，它們的優(yōu)缺陷如下:
1.涂料防滑:假如采用公路路面及船甲板等常用的改性環(huán)氧樹(shù)脂加金剛砂固化或?qū)Ｓ梅阑苛侠に嚨姆阑绞剑跗诜阑Ч葦M好，但拉毛后棱角鋒利對(duì)輪胎損傷較大，且其工藝性較差闥為該資料在涂覆前需求將鋼板外表采用噴砂方式清算潔凈，其涂覆后其他不掩蓋局部只能手動(dòng)刷漆而不能采用自動(dòng)噴漆和油漆烘干，從而使其他暴露局部防腐、防銹性能以及美觀性大大降低，且與金屬臺(tái)面的粘合力差，容易零落，而且零落后現(xiàn)場(chǎng)恢復(fù)受環(huán)境溫度、濕度影響大，不易恢復(fù)，且維護(hù)本錢高，施工周期長(zhǎng)(常溫下約需15天才可運(yùn)用。
2.鋼筋防滑:即在秤臺(tái)外表沿行車方向焊接鋼筋條，特性是:焊縫強(qiáng)度低，鋼筋易開(kāi)焊零落，車輛過(guò)衡平穩(wěn)感較強(qiáng)，駕乘感受較差。
3.滿鋪花紋板防滑:假如采用秤臺(tái)滿鋪花紋鋼板的方式，在部分花紋磨損后無(wú)法在現(xiàn)場(chǎng)改換。
4.斷續(xù)鋪花紋板防滑:在秤體外表鋪設(shè)優(yōu)質(zhì)扁豆型花紋鋼板,全部花紋鋼板經(jīng)調(diào)平處置后，放置在秤面子板上，用重物壓實(shí)，再用二氧化碳?xì)怏w維護(hù)焊停止連續(xù)焊接。花紋板共鋪設(shè)四路，可以掩蓋通用公路車輛的行駛區(qū)域，保證各類車輛均可取得理想的防滑效果。花紋板采用斷續(xù)散布構(gòu)造，經(jīng)過(guò)改動(dòng)車輛輪胎與防滑板的摩擦因數(shù)，到達(dá)進(jìn)步最終防滑效果的目的;斷續(xù)規(guī)劃的構(gòu)造便于現(xiàn)場(chǎng)部分改換，減少改換時(shí)間，大大進(jìn)步維護(hù)效率，便于外表積水排出。
3.6輪胎阻隔器舫擦邊
在整車計(jì)量產(chǎn)品中，為防備車輪碾壓根底路面、輪胎側(cè)向摩擦島緣石等人為作弊，普通都裝置有車輛輪胎阻隔器，俗稱防擦邊。市場(chǎng)上常見(jiàn)的防擦邊構(gòu)造有3種，分別是:反C型，倒V型和倒U型。其中反C型呈現(xiàn)最早，特性是構(gòu)造簡(jiǎn)單本錢低，缺陷是強(qiáng)度差，重車擠壓容易變形，目前根本被淘汰。倒V型特性是加工簡(jiǎn)單本錢低，采用兩條鋼板放成倒V型并焊接即可，缺陷是焊口尖利，容易割破輪胎形成爭(zhēng)議。倒U型采用熱軋板材，經(jīng)一體化折彎后，呈倒U型截面，再運(yùn)用周邊連續(xù)焊接技術(shù)與秤臺(tái)連為一體。一體化折彎工藝經(jīng)過(guò)冷作硬化原理進(jìn)步了車輛輪胎阻隔器的整體剛度，與采用鋼板搭焊成型的車輛輪胎阻隔器方式相比，具有焊接剩余應(yīng)力少、強(qiáng)度高、牢靠性好、外形美觀等特性。車輛輪胎阻隔器呈倒U型截面，具有底寬頂圓特性，有效防止了可能存在的輪胎劃傷等現(xiàn)象，從而保證行車平安。同時(shí)車輛輪胎阻隔器在秤臺(tái)面上斷續(xù)規(guī)劃，便于外表積水排出。
4.完畢語(yǔ)
整車計(jì)量產(chǎn)品的工作原理和構(gòu)造特性決議了車輛秤量的精確性和不可作弊性。理論也證明了它契合高速公路計(jì)重收費(fèi)開(kāi)展的新需求，處理了軸計(jì)量設(shè)備無(wú)法處理的很多理想問(wèn)題，在將來(lái)很長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)將是計(jì)重收費(fèi)的主流設(shè)備
