岳秀坤

(山西欣奥特自动化工程有限公司，山西 太原 030012)

1 系统构成

整车式计重收费系统由高精度动静态整车称重平台、轮胎识别器、红外车辆分离器、线圈车辆检测器、数据采集处理器/控制柜和轮轴检测器等设备及辅助材料构成。整车称重平台是由四节秤台组成，其中第一节为独立秤台，其余三节采用搭接的方式连接；共12个称重传感器和6个触发器传感器。在第一节秤台的上下秤端各内嵌一个触发器结构用于台面一的上秤轴数与下秤轴数的判断，在整个汽车衡的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。

2 称重原理

整车式计重收费系统的称重原理是：动态行驶的车辆经过特定的称重传感器和其他辅助传感器后，感受到车辆的轴载重力信号和轴型信号，整车称重秤开始计重，当车轴依次驶入秤台，通过载荷的增加记录可以计算得到轴重和不断累积的车辆总重；当车辆全部驶入秤台，车辆分离器分离车辆，整车完全处于秤台称重区域，由中心处理器对采集到的信号进行一系列的分析、处理、计算后得到车辆的重量数据，然后传输给车道收费计算机；当前车辆驶出称重控制区，重量归“零”，开始下一车辆的数据分析。计算机对经过车辆每轴重量进行预检，对每轴轮胎数及联轴进行检测，车辆分离器完成单车检测信号的结束；收费计算机对这些数据分析得出车辆每轴轴重、每轴轮胎数、轴型、速度、轴距、轴数、整车重量，按照计重收费标准计算车辆的计重收费金额并进行收费[1]。

3 系统功能

1) 系统能对通过计重收费车道的车辆自动检测出该车辆的总重、轴重、联轴信息、联轴重量、轴胎数、轴距、车速、车加速度等信息。

2) 系统能对各种车辆(半挂车、全挂车、单车)进行准确的自动分离，并自动检测上报车辆异常行为，处理复杂行驶状态消除跟车现象，保证称重检测数据与车辆的一一对应。

3) 系统支持自动转换动态称量和静态称量，即使由于拥堵，车轴停在称重平台上，也能准确称量并进行车型判别。

4) 系统具有故障自检功能，若系统中各设备和线路发生故障时，系统能够取得相应的故障信息并进行定位，显示在现场设备的显示面板上，将故障信息传递给车道收费机。

5) 车道收费机可检测判断称重系统工作状态。系统能够向车道收费计算机准确、及时、平滑传输完整的、由收尾信号主动发起的称重数据，通讯不需计重收费软件干涉，由计重设备动态链接库自动进行；能够接收收费车道计算机发出的基本指令数据并完成相应的动作，如开启或关闭称重检测系统。

6) 称重设备能够检测出特殊情况车辆的称重数据，并做出正确的判断。比如：对于不完全退出(未收头)、不完全进入(未收尾)、不完全倒车(未收尾、也未收头)等车辆的称重数据。

7) 系统具备自动缓存功能和完善的数据保存处理功能。数据采用先进先出方式存放。称重设备的动态链接库能够保存10辆车的称重数据，在向车道收费机发送数据失败时，该数据将一直保存在系统缓存中，保证数据的唯一性和完整性。并且可以根据需要，由车道收费软件通过动态链接库发指令查询称重数据，同步称重数据或者按照保存顺序逐辆清除数据。

8) 系统能够在无人值守状态下满足不间断全天候连续工作的需要。

4 系统特点

4.1 独特的轴组称重模式及车辆轴数识别

整车汽车衡由一节独立秤台和其余三节秤台组成，其中第一节独立秤台可用于轴组称重，而第一节和其余三节结合起来可用于整车称重，然后利用汽车衡的三个触发器结构可以很好的自动识别过车状况，从而形成了整车称重模式和轴组称重模式。整车汽车衡独特的轴组检测模式，能准确检测出车辆轴重信息。通过现场数据深入研究设计的算法实时分析车辆上秤变化以及秤上重量的变化情况，准确获取车辆轴上秤的时刻，实现了采用称重平台在称重同时完成车辆轴数的识别功能。

4.2 独特的称体结构及安全设计

采用多台面、长秤体独特的秤体结构。因为秤体与安全岛距离较近，车辆车轮会有意无意地挤到安全岛上，影响称量的准确性，为有效防止车辆擦边行驶增加了防擦边装置。由于夏季雨水积水和冬季室外积水结冰，会导致秤体光滑。车辆在整车式汽车衡上频繁行驶后容易出现滑车等安全问题，在秤体表面覆盖铺设了防滑花纹钢板，最大程度减小防滑板间的距离，使不同轮轴长度的车辆轮胎均能压到防滑钢板上，保证各类车辆均在防滑板上行驶，有效地避免车辆打滑现象。

4.3 独特的算法结合及高精度动态称量

秤台完美结合车重分离算法，实现多车准确分离以及车辆动态称量，后续车辆无需等待，车辆可不间断上秤；基于多车称量逻辑计算法，在保证高精度动态称量的同时，提高了动态过车的称量稳定性；基于分段称量算法，准确处理超长车称重。从源头上打消司机的逃费心理，彻底杜绝了车辆“S”型、点刹、冲秤、跳秤等作弊行为。

5 系统优势

5.1 保留了传统整车式计重的高精度

动态整车式计重收费系统继承了传统整车式计重收费系统称量的高准确性，单车及连续动态称重精度≤±0.5%。

5.2 多车连续通行提高了车辆通行效率

传统整车式计重系统根据通行信号灯的指示采用一车一秤的静态称重模式，如果在通行信号灯损坏或司机不服从指挥的情况下，则会导致称重失败。此时需要有管理人员指挥并有序引导车辆进入有称重设备的收费车道进行称重计费[2]。经统计多个收费站的使用情况，平均每辆车的通行时间约为1分钟，很难保证通行效率。但该系统无须使用信号灯和栏杆机隔离进入称重区，车辆无需在称重平台前端等待前车完全驶下称重平台后再进行称重缴费，实现了收费站排队缴费的车辆无间断的连续跟车计重，缓解了收费站的交通拥堵压力。

5.3 有效防止车辆不规范行驶，提高经济效益

该系统从设备的称重机理上完全有效地解决了恶意违规行驶对称重精度的影响，保证了在车流量很大且连续过车的情况下车辆称量的准确性，杜绝货运车辆偷逃费行为，保证了人员的安全，降低了收费站的管理成本，从而提高了经济效益。

6 结束语

不间断动态整车式计重收费系统实现了对高速公路通行的各类车辆进行计重收费等检测过程的自动化，满足了高速公路计重收费检测需要的同时亦不需要人工干预，能实现与收费系统的无缝对接，降低了管理成本也极大的提高了人员的安全性。还有效解决了其它计量方式中高速冲磅、跳磅、走S弯、急刹车等作弊问题，大大提高了计量精度及过车效率，使业主的经济效益得到最大程度的保障和提高。目前在浙江、广东、重庆、河南、四川、云南等地已广泛应用。