高速公路計重收費系統(tǒng)及常見故障分析

1、高速公路計重收費系統(tǒng)及常見故障分析引言隨著城鄉(xiāng)經(jīng)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(tǒng)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(tǒng)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(shù)、車速、加速度等，傳送給收費機進行相應的業(yè)務(wù)處理。原理圖如圖1所示。紅吟）宇輯分離器汁秤什L取林皿佬豁蓉卜紅外址幕袴制器lOrW傳慝器10（稱倉停滋器輪別器數(shù)據(jù)采舉

2、器tot稱審隹感器圖1離速仝路車輛計重收費系燒原理圖.RS-422通怙橡I】屮央控 制斛兀 僅于收li:|PDI32F1卜J !2鷺罐理（MH1廠 !Mi _J1 2 組成單元1) 動態(tài)稱重秤臺單元。秤臺結(jié)構(gòu)設(shè)計、材料選取在整個系統(tǒng)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(jié)構(gòu)， 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

3、 ，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(tǒng)的可靠性，采 用了多秤臺結(jié)構(gòu)，通過增加輪軸在臺面 的運行時問， 獲得較多的有效數(shù)據(jù)， 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(guān)，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?jīng)_擊。 由于有泥 水的存在，封裝后的傳感器應具備 IP68 防護等級，

4、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(shè)定光束數(shù)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(shè)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(gòu)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(jīng)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(shè)有故障報警功能， 提示埋置線圈或控制器是否正常。5) 數(shù)據(jù)采集單元。本單元完成重量、線圈感應

5、、輪胎識別、紅外分離信息的采集等， 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(shù)據(jù)采集單元上傳的重量數(shù)據(jù)、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(tǒng)不能正常提供車輛信息； 5) 車

6、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(shù)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(xiàn)錯誤，將兩輛車合并為一輛，或?qū)⒁惠v車分成兩輛， 此時需要拆分或合并車輛信息。故障產(chǎn)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(shù)據(jù)不準； 3) 秤臺有故障； 4) 傳感器有故障。多秤臺結(jié) 構(gòu)增加了采集的有效數(shù)據(jù)量，有利于進行精確的數(shù)學分析，能夠較大幅度地提高 稱量精度。3 結(jié)束語高速公路計重收費在國內(nèi)方興未艾， 從科研課題走向?qū)嵤?從江蘇一省試驗到各省仿效， 從各