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高速公路计重收费动态称重系统解决方案
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高速公路计重收费动态称重系统解决方案

高速公路计重收费动态称重系统解决方案

【摘要】

  随着高速公路计重收费和治理超载工作的不断深入,动态称重系统在高速公路计重收费中得到了越来越广泛的应用。目前国内在研发动态称重系统时,由于缺乏对影响动态称重系统的各种因素系统分析的经验,因此动态称重系统在实际应用中,动态称重精度偏低,尤其当车辆通行速度较高时,动态称重误差更大,测量精度达不到要求。因此动态称重系统测量精度是高速公路计重收费和治理超载应用中的主要问题。日月科技发展集团是国内从事衡器研发生产的高新技术企业,我们经过多年的实践,可为您提供汽车衡及其外围控制系统的全套解决方案。

  【关键词:高速公路、动态称重、秤台、轮轴检测器、车辆分离器、检测线圈】

1.系统分类

  动态称重系统按照应用的传感器类型不同可分为:弯板动态称重系统,压电传感器动态称重系统。

  (1)弯板动态称重系统利用底面贴有应变片的金属板称重。当车辆通过弯板时,系统测量出应变传感器产生的应变力,由此计算出动态重量值,然后预测出车辆的真实轴重。利用弯板进行测量,静态重量用动态载重和校准参数估计得到,校准参数由一些影响因素决定,如车速和路面,它们在估计静态载重时用到。

  (2)压电式动态称重系统用压力传感器来检测由轴重给传感器的压力而引起的电压变化,测量轴重。当车辆通过压力传感器时,系统记录传感器的电压变化并计算动态载重。静态载重用动态载重和校准参数估计得到。在车辆高速行驶下测量车辆的轴重,因为传感器的宽度很小,所以当车轮经过条状传感器时,无论车速多少,虽然采集时间不同,但是对于所有车辆均采集到轮胎触地长度的信息,并且从传感器输出的完整信号组成了轴重的估计值。

2.系统构成

  目前使用的收费车道上设置的动态称重系统通常由五部分构成,包括动态称重秤台,轮轴检测器,车辆分离器,检测线圈(可选)和数据控制柜组成,对载货车辆进行检测计量,能准确地测出轴重、轴数、车辆总重、车速、通过时间等信息。

  (1)动态称重平台,这是计重收费系统的关键系统,用于在车辆行驶状态下测量各轴轴重和车货总重。

  (2)车辆分离器,用于区分相邻的两辆车,提供一笔完整业务的开始和结束信号。

  (3)轮轴识别器由按一定间隔排列的传感器、数据采集器组成。采用线阵式布设在秤台前方单侧,用来检测驶过称重检测区域内车辆各轴的轮胎宽,同时与称重检测秤台配合完成联轴类型的识别。(4)数据控制柜用于接受、处理各种检测系统的信号和数据,并将车辆重量和车型等处理结果上传收费系统计算机。

  (5)环形线圈:环形线圈检测器由三部分组成:埋设在路面下的环形线圈传感器、信号检测处理单元(包括检测信号放大单元、数据处理单元和通信接口)及馈线。主要是防止行人遮挡光栅而触发系统工作、检测车辆倒车情况、大雾等极端恶劣天气下代替光栅进行车辆分离;

3.系统工作原理

  车辆驰入收费车道后,其轮轴低速依次通过铺设在车道路面中的环形线圈、轮轴识别器、称重平台、红外线车辆分离器。轮轴识别器检测驶过称重检测区域内车辆各轴的轮胎宽,判断出单双胎信息,称重秤台下传感器将检测出每轴轴重信息等称重信号,车辆分离器可准确判别车辆是否完全通过。当车辆完全离开后,控制柜处理来自称重系统车辆称重信号形成的一个整车称重信息,这些信息包括车辆的轴型、轴重、联轴信息、每轴的胎数、联轴重量、轴距、速度、总重。并通过数据接口将整车的称重信息传输到收费车道计算机,收费车道计算机根据所得到信息数据计算出车辆的通行费。

  从以上整个工作原理可以看出,在联网收费情况下,称重系统的称重精度和车型判别是否正确,将直接影响了通行费的收取。其动态计重的准确性不仅与设备自身各个组成部分,包括软硬件设计的精度有关,并且与动态称重系统的安装调试、车道上被测量车辆的行驶状态等因素有关。

4.功能特点

  (1)称台采用独特的防冲击和逻辑识别技术,可有效抵抗频繁冲击确保动态称重精度和使用寿命,并能正确处理车辆在称重时启动、刹车、倒车等复杂行驶状态以应对车辆恶意作弊行为。

  (2)箱梁型称台采用四支20t高品质称重传感器,承载容量达80t,结合称重台的箱型梁结构,可抵抗重载车辆长期频繁地碾压。采用浅基坑安装,具有防尘功能,维护量小,维护工作简便易行

  (3)弯板式称台采用高强度合金钢弹性体,耐冲击、寿命长,特殊密封防止积水的侵蚀;安装方便对路面破坏小。

  (4)红外光幕采用国际知名厂商的产品,窗口玻璃自动加热,温、湿度自动控制,防凝露、防结霜。

5.技术指标

  (1)动静态称重系统具有静态动态称重功能:静态称重为手动,动态称重为自动。动态模式也可用于静态称重。

  (2)单轴称重范围:2000~30000㎏

  (3)分 辨 率:10㎏

  (4)过载能力:150%

  (5)静态称重准确度: Ⅲ级

  (6)动态称重准确度:车货总质量4t~80t,车速≤5km/h匀速,动态称重准确度为国际标准2级。

6.系统应用框图

  

高速公路计重收费动态称重系统解决方案

 

7.系统工作流程图

  

高速公路计重收费动态称重系统解决方案

 

8.软件功能介绍

  

高速公路计重收费动态称重系统解决方案

 

  系统基于网络数据传输方式,入口、出口和信息中心通过网络进行信息传输,收费软件与动态库的数据交换。

  

高速公路计重收费动态称重系统解决方案

 

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