高速公路計重收費系統及常見故障分析

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1、高速公路計重收費系統及常見故障分析引言???隨著城鄉(xiāng)經濟的飛速發(fā)展，在公路上行駛的超限運輸車輛逐年增多，增加了交通事故隱患，并使公路、橋梁過早損壞。為維護公路和橋梁，保障安全暢通，必須對超限車輛進行管理，計重收費即是一種行之有效的解決方案。1系統的工作原理及組成單元1．1工作原理????高速公路車輛計重收費系統是通過采集稱重傳感器、輪胎識別器、紅外光幕車輛分離器、感應線圈等信號，傳輸給計算機后判斷車型，形成完整的車輛信息：軸重、總重、軸型、輪胎數、車速、加速度等，傳送給收費機進行相應的業(yè)務處理。原理圖如圖1所示。1．2組成單元?

2、???1)動態(tài)稱重秤臺單元。秤臺結構設計、材料選取在整個系統中占有非常重要的地位，它影響著稱重精度及秤臺的可靠性、穩(wěn)定性。秤臺臺面由鋼板焊接成蜂窩狀結構，使秤臺不但具有足夠的強度，保證長時間承力不變形，而且具有足夠的剛度以保證秤臺接近于剛性體，在施加重力時，不至于受力變形引起重量輸出滯后。　　秤臺做防銹處理并涂多層防銹漆。傳感器安裝在秤體臺面與秤臺底座之間，受壓時微小的應力變化引起輸出電壓的變化，精度為0．02％，防護等級為IP68，平均壽命3年，軟件應能指示每個傳感器是否正常。?　　秤臺底座的作用是支撐秤臺。其尺寸大小要考慮混

3、凝土的承壓能力及底座的變形。整體秤臺接地電阻不大于1Q，保證傳感器免遭雷擊。?　　有些廠家為提高稱量精度及系統的可靠性，采用了多秤臺結構，通過增加輪軸在臺面的運行時問，獲得較多的有效數據，能夠得到更可靠的車輛信息及高于單臺面兩倍以上的稱量精度。?　　2)輪胎識別器。大多廠家采用稱重傳感器，也有廠家采用行程開關，無論哪種方式都應保證輪胎識別器盡量不受橫向力的影響，特別是車輛剎車或提速時的水平沖擊。由于有泥水的存在，封裝后的傳感器應具備IP68防護等級，且防備泥沙卡住傳感器。本單元應能判斷故障，指示每個傳感器是否正常。?　　3)紅外

4、分離單元。本單元通過紅外光被遮擋，判斷車輛通過與否。工作方式為：光幕在大于設定光束數被遮擋時輸出ON信號，全部光束無遮擋時輸出OFF信號。光幕應保持清潔。本單元設有故障報警功能向收費機發(fā)出故障信息。?　　4)線圈感應單元。線圈和控制器構成一個振蕩器，當車輛駛近時，振蕩器頻率信號發(fā)生變化，線圈控制器檢測到頻率變化，經過處理后發(fā)出一個車輛存在的信號。當車輛離開時，頻率恢復正常，控制器發(fā)出一個車輛離開的信號。本單元設有故障報警功能，提示埋置線圈或控制器是否正常。?　　5)數據采集單元。本單元完成重量、線圈感應、輪胎識別、紅外分離信息的

5、采集等，預處理后，將車輛信息傳送給中央控制單元。?　　6)中央控制器。該部分是整個裝置的核心部分，一般采用工業(yè)控制計算機，要求具有高可靠性。對數據采集單元上傳的重量數據、線圈感應、輪胎識別、紅外分離信息進行處理，得到車輛的軸重、總重、車型、軸型、超限、速度、加速度等信息并傳送到車道收費機。?2常見故障分析?2．1車輛信息丟失?　　車輛通過稱重區(qū)域，沒有信息反應在車道收費機上，此時需要插入車輛信息。故障原因：1)通信故障，可能是通信線松動；2)中控器受強烈干擾后不工作且不能自恢復；3)秤臺采集信息故障；4)車輛判斷系統不能正常提供

6、車輛信息；5)車輛通過秤臺時速度過快、采集信息太少，軟件誤判為干擾信號。增加臺面有效長度可減少車輛信息丟失故障。?2．2輪軸識別錯誤?　　車輛通過稱重區(qū)域，輪軸判斷錯誤，丟失車軸或增加車軸，此時需要修改車輛信息。故障原因是由于判斷輪軸所用傳感器沒能得到正確信息，如秤臺限位過松或過緊等。增加秤臺數可通過兩次以上的判斷，減少輪軸識別故障。?2．3車輛分離故障?　　車輛通過稱重區(qū)域，車輛分離出現錯誤，將兩輛車合并為一輛，或將一輛車分成兩輛，此時需要拆分或合并車輛信息。故障產生的原因是光幕被遮擋、污染或線圈有故障。?2．4稱量精度偏差?

7、　　車輛通過稱重區(qū)域，車輛重量有差異，原因可能是：1)車輛通過秤臺時剎車或提速；2)車輛通過秤臺時速度過快，采集數據不準；3)秤臺有故障；4)傳感器有故障。多秤臺結構增加了采集的有效數據量，有利于進行精確的數學分析，能夠較大幅度地提高稱量精度。?3結束語?　　高速公路計重收費在國內方興未艾，從科研課題走向實施，從江蘇一省試驗到各省仿效，從各省自行試行到交通部在全國指導推廣，計重收費走過了認識、實踐、認同這樣一個過程。今后一個時期，無論在改進設備結構、提高性能指標還是在總結使用經驗上，設備制造方、設備應用方都還需要做大量工作。