地磅計重收費(fèi)是借助計重收費(fèi)系統(tǒng)，根據(jù)計費(fèi)質(zhì)量確定收 費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)和費(fèi)用總額的一種公路通行費(fèi)征收方式。計重收費(fèi) 是公路通行費(fèi)征收方式的調(diào)整和完善，目前已在全國24個 ?。ㄊ校┦召M(fèi)公路上實(shí)施。黑龍江省冬季漫長且寒冷，平 均氣溫-14’C,最低氣溫達(dá)-45’C 5(TC。經(jīng)調(diào)査，在與 黑龍江省相同的氣候條件的地區(qū)，還沒有計重收費(fèi)系統(tǒng)的 應(yīng)用案例，計重收費(fèi)系統(tǒng)生產(chǎn)商無法出具在低溫環(huán)境下計 重收費(fèi)系統(tǒng)的動態(tài)檢測報告。在產(chǎn)品宣傳資料中，部分生 產(chǎn)商描述計重收費(fèi)系統(tǒng)所有的外場設(shè)備都可以在-45 ~7(TC 范圍內(nèi)正常工作，但都無法提供有力證據(jù)。所以，地磅計重收費(fèi)系統(tǒng)能否在寒冷地區(qū)穩(wěn)定運(yùn)行，是有關(guān)方面關(guān)注的焦點(diǎn) 問題。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1.計重收費(fèi)系統(tǒng)概述

計重收費(fèi)系統(tǒng)由計重秤臺、控制柜、輪胎識別器、紅外 光幕車輛分離器及環(huán)形線圈車輛檢測器等組成。計重收費(fèi)系 統(tǒng)構(gòu)成見圖1。

當(dāng)車輛進(jìn)人出口計重收費(fèi)車道時，紅外光幕車輛分離器檢測車輛到達(dá)，車輛各軸依次通過輪胎識別器，輪胎識 別器判斷出車輛軸組類型或輪胎數(shù)量。當(dāng)車輛通過計重秤 臺時，每軸的重量經(jīng)兩側(cè)輪胎使稱重傳感器內(nèi)部電阻阻抗 失衡，而輸出與重量成比例的信號，經(jīng)線性放大器、A/D 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，經(jīng)微處理機(jī)處理后，完成每一軸 重動態(tài)計量。在車輛完全通過計重秤臺后，將軸重累計， 得到車輛總重，車輛分離器產(chǎn)生一個信號，進(jìn)入數(shù)據(jù)處理 狀態(tài)。在此狀態(tài)，控制柜中數(shù)據(jù)采集處理器對所記錄的數(shù) 據(jù)進(jìn)行處理，將車速、加速度、軸型、總重、超限率等信 息通過標(biāo)準(zhǔn)接口（RS232)按照規(guī)定的格式輸出至車道控制 機(jī)。

2、計重秤臺

目前計重秤臺主要有兩大類型：常規(guī)機(jī)械鋼結(jié)構(gòu)秤臺、 彎板式秤臺。機(jī)械鋼結(jié)構(gòu)秤臺在結(jié)構(gòu)上有兩種形式：稱重傳 感器安裝在高于秤臺的位置，稱之為上翻式秤臺，另一種則 是將傳感器裝在秤臺下面，與常規(guī)地磅一樣。二者對比， 前者因傳感器裝在地下，不易被水浸泡，更換也較為方便。 但此結(jié)構(gòu)兩頭有突起，必須將突起部分裝于安全島內(nèi)或另加 保護(hù)以免壓壞。

3.控制柜

控制柜由稱重數(shù)據(jù)采集和處理器、通訊及應(yīng)用軟件、控 制和接口單元、電源單元、電纜接線、儀表（含計重相關(guān)信 息顯示窗口）、機(jī)柜等構(gòu)成，主要用于采集處理稱重數(shù)據(jù)， 并將稱重數(shù)據(jù)上傳至車道收費(fèi)計算機(jī)。

4.輪胎識別器

其作用是正確判別車軸每側(cè)是單輪還是雙輪，同時與秤 臺一起判別軸型是單軸還是雙聯(lián)軸或三聯(lián)軸。目前常見的輪 胎識別器大體上有兩大類：一是采用多個傳感器，通過檢測 車輪壓到傳感器的數(shù)目來判斷單/雙輪，另一種是采用壓電 元件來識別，后者使用不多。

5、紅外光幕車輛分離器

紅外光幕車輛分離器的作用是檢測車輛是否已完全通過秤臺，由一組紅外發(fā)射/接收對管組成?？紤]到拖掛車的檢 測，相臨紅外管之間的間距不宜大于20mm,為能檢測各種 車型，紅外管最低離地高度不宜大于30cm,最高點(diǎn)離地高 度不小于170cm，高速公路上行駛的車輛類型比普通公路簡 單一些，一般可適當(dāng)放寬高度要求。目前一般選用120cm的 紅外分離器，也可用140cm規(guī)格。除高度要求以外，紅外分 離器主要是要考慮足夠的檢測距離，要確保在惡劣氣候如濃 霧、雨雪等條件下能正常工作。

6、環(huán)形線圈車輛檢測器

環(huán)形線圈車輛檢測器可作為紅外光幕車輛分離器的備 份。環(huán)形線圈車輛檢測器是利用車輛經(jīng)過埋有線圈的路面時 引起線圈電感量的變化來檢測車輛的，它不能可靠地分離二 輛靠得很近的車輛，也會將拖掛貨車誤判為兩個車，因此準(zhǔn) 確率較低。

實(shí)際應(yīng)用分析

黑龍江省處于我國最北端，冬季持續(xù)時間長，雪量較 大，氣候寒冷。在這種寒冷、多雪的氣候環(huán)境下，全國各廠 家的計重收費(fèi)設(shè)備都沒有應(yīng)用案例，整個計重收費(fèi)系統(tǒng)也沒 有做過低溫動態(tài)測試，無法證明計重收費(fèi)系統(tǒng)在黑龍江省冬 季寒冷條件下能否正常工作。按黑龍江省交通廳要求，2007 年9月，黑龍江省高速公路計重收費(fèi)項目辦公室組織了十個 計重收費(fèi)設(shè)備廠商，在哈雙、哈同、哈大、哈牡、呼綏、佳 鶴六條高速公路】8個收費(fèi)站出口收費(fèi)車道安裝了 19套計重收 費(fèi)設(shè)備，并于該年10月至次年3月這個較為寒冷的時間段， 進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用。與此同時，對上述十個廠家提供的秤臺式、 彎板式及石英式計重收費(fèi)設(shè)備，對七大類20個單項進(jìn)行詳細(xì) 的測試分析，以全面掌握不同類型的計重收費(fèi)設(shè)備在寒冷環(huán) 境下的工作狀況。

1、主要測試內(nèi)容

在黑龍江省寒冷的環(huán)境下，對計重收費(fèi)系統(tǒng)的測試分為 專項測試和運(yùn)行測試，主要測試如下：

(1)專項測試

專項測試是使用標(biāo)準(zhǔn)，參考車輛相關(guān)數(shù)據(jù)，對計重收 費(fèi)設(shè)備的稱重性能、計重收費(fèi)設(shè)備、軟件等內(nèi)容進(jìn)行綜合測 試，專項測試由黑龍江省計量檢定部門按照以下測試內(nèi)容進(jìn) 行。

①正常情況下稱重性能測試

依據(jù)《動態(tài)公路車輛自動衡器檢定規(guī)程》JJG907-2006

進(jìn)行正常情況下稱重性能測試。

②異常情況下稱重性能測試。

取兩個不同質(zhì)量的參考車輛，一輛為三軸剛性車輛，車 貨總質(zhì)量在10~15噸之間，另一輛車為五軸鉸接掛車，車貨 總質(zhì)量要求在35噸以上。

?有效稱量速度范圍內(nèi)稱重測試

每輛參考車按5km/h的增量逐步加快通過速度，分別 在4~6km/h、9~llkm/h、14~16km/h、19~21km/ h, 24~ 26km/h、29~ 31km/h等速度點(diǎn)進(jìn)行5次稱量，記 錄稱量值，分析稱量精度，直至稱量誤差達(dá)到±5%以上為 止。

?車輛啟動、停止?fàn)顩r下稱重精度測試

使每輛參考車后車軸在稱臺上有明顯停留，停留時間大 于3秒，重新啟動，加速通過秤臺后記錄稱量數(shù)據(jù)，重復(fù)10 次，記錄稱量值，分析稱量精度。

?車輛剎車狀況下稱重精度測試

每輛參考車從10km / h—5km / h剎車狀況下通過稱 臺，記錄稱量數(shù)據(jù)，重復(fù)10次分析稱量精度。

?秤臺上有冰雪覆蓋物時稱重精度測試

提前12小時在稱臺之上澆注lcm厚的冰，然后選取上述 兩個不同質(zhì)量的參考車輛，以5km/h勻速通過稱臺，每輛車 重復(fù)5次，分析稱量精度。

③紅外光柵車輛分離器測試

?光柵分辨率測試

在光柵的測試范圍內(nèi)，使用不同寬度的遮擋物阻斷光 柵，分析并測出能夠阻斷光柵的最小遮擋物寬度。

?最小分車距離測試

使用兩個寬度大于最窄遮擋寬度的遮擋物間隔一定距離 先后阻斷光柵，逐步縮小兩個遮擋物的間距直到光柵無法分 辨為止，其間距即為最小分車距離。

?光柵抗干擾能力測試

在光柵的測量范圍內(nèi)，采用雪、強(qiáng)光、煙霧等干擾光 柵，分析其受影響的情況。

④收尾線圈測試

?輔助收尾功能

人為制造紅外光柵車輛分離器故障，廠家人員不能操作 設(shè)備，要求自動切換為收尾線圈收尾。分析計重收費(fèi)系統(tǒng)在 車輛通過時能否正常收尾。

?收尾距離測試

采用電磁感應(yīng)物(如鐵板等)沿車道測量線圈的感應(yīng)范圍移動，前后感應(yīng)點(diǎn)的距離即收尾距離。

⑤計重收費(fèi)設(shè)備配套軟件測試

?測試準(zhǔn)備

用RS-232串行電纜連接計重設(shè)備和測試計算機(jī)，并在 測試計算機(jī)上安裝動態(tài)連接庫和測試軟件，正確設(shè)置測試計 算機(jī)的RS-232串行通訊口。

?數(shù)據(jù)通訊起源和動態(tài)連接庫自主運(yùn)行測試

當(dāng)參考車輛部分駛過秤臺，且未收尾時暫停，此時在測 試計算機(jī)顯示界面上應(yīng)能夠觀察到無稱量數(shù)據(jù)上傳。車輛繼 續(xù)前進(jìn)，收尾后在測試計算機(jī)顯示界面上能夠觀察到動態(tài)連 接庫緩存有該車的稱重數(shù)據(jù)。符合上述情況，則認(rèn)為數(shù)據(jù)通 訊是由收尾信號發(fā)起的，而且數(shù)據(jù)通訊可以不需要計重收費(fèi) 軟件干涉，由動態(tài)連接庫自動進(jìn)行。

?計重設(shè)備緩存能力測試

重啟測試計算機(jī)清空動態(tài)連接庫中緩存的稱重數(shù)據(jù)，再 發(fā)同步命令從計重設(shè)備向測試計算機(jī)同步稱重數(shù)據(jù)，檢査動 態(tài)連接庫中緩存的稱重數(shù)據(jù)與原來的數(shù)據(jù)是否相符，若相符 則認(rèn)為計重設(shè)備具有緩存能力。

?稱重數(shù)據(jù)刪除測試

發(fā)刪除命令將前項測試中緩存的數(shù)據(jù)刪除1~2條，重啟 測試計算機(jī)清空動態(tài)連接庫中緩存的稱重數(shù)據(jù)，再發(fā)同步命 令從計重設(shè)備向測試計算機(jī)同步稱重數(shù)據(jù)，檢查動態(tài)連接庫 中緩存的稱重數(shù)據(jù)是否對應(yīng)減少，若對應(yīng)減少則認(rèn)為符合要 求。

?車輛進(jìn)入后退出測試

當(dāng)參考車輛駛?cè)胲嚨啦⑹瘴埠螅跍y試計算機(jī)上應(yīng)能觀 察到計重設(shè)備發(fā)出的該車稱重數(shù)據(jù)，若該車退出后可以觀察 到該車的稱重數(shù)據(jù)被清除，則認(rèn)為計重設(shè)備能夠正確處理車 輛進(jìn)人后退出的情況。

?車輛不完全退出

當(dāng)參考車輛駛?cè)塑嚨啦⑹瘴埠螅跍y試計算機(jī)上應(yīng)能 觀察到計重設(shè)備發(fā)出的該車稱重數(shù)據(jù)。若該車部分退出通 過秤臺(未收頭），再完全進(jìn)人車道時，若緩存的稱重數(shù)據(jù) 不變，則認(rèn)為計重設(shè)備能夠正確處理車輛不完全退出的情 況。

?車輛不完全進(jìn)人

當(dāng)參考車輛駛?cè)塑嚨溃糠滞ㄟ^秤臺(未收尾)，再完全 退出車道時，若計重設(shè)備不發(fā)出任何稱重數(shù)據(jù)，在測試計算 機(jī)上也未觀察到稱重數(shù)據(jù)的改變，則認(rèn)為計重設(shè)備能夠正確

處理車輛不完全進(jìn)人的情況。

?車輛在稱臺上不完全倒車

當(dāng)車輛駛?cè)塑嚨?，并在秤臺上來回進(jìn)退(未收尾也未收 頭)，再完全進(jìn)人車道時，在測試計算機(jī)上應(yīng)能夠觀察到計 重設(shè)備發(fā)出的該車稱重數(shù)據(jù)，若該數(shù)據(jù)與車輛的實(shí)際情況相 符，則認(rèn)為計重設(shè)備能夠正確處理車輛在稱臺上不完全倒車 的情況。

?模擬故障測試

人為使計重設(shè)備的各個組成部分產(chǎn)生故障，觀察測試計 算機(jī)上獲得的故障代碼與實(shí)際情況是否相符，若相符則認(rèn)為 計重設(shè)備能夠正確發(fā)出各種出錯信息。

⑥計重收費(fèi)設(shè)備在低溫環(huán)境下啟動測試

在冬季低溫環(huán)境之下，將計重收費(fèi)設(shè)備電源關(guān)閉24小時 之后，重新通電開機(jī)，檢查計重收費(fèi)設(shè)備工作是否正常。

2、運(yùn)行測試

運(yùn)行測試主要對紅外光幕車輛分離器分車性能、計重收 費(fèi)系統(tǒng)輪胎識別性能、計重收費(fèi)系統(tǒng)穩(wěn)定性進(jìn)行測試。運(yùn)行 測試由高速公路管理部門組織實(shí)施。

紅外光幕車輛分離器分車性能測試

以測試當(dāng)天24小時內(nèi)通過測試車道所有車輛為測試對 象，記錄車輛分離器的車輛分離情況，將計重收費(fèi)系統(tǒng)分離 結(jié)果與人工觀測記錄結(jié)果分析、比較，然后進(jìn)行統(tǒng)計匯總， 計算車輛分離器分車正確率，并進(jìn)行分析。

計重收費(fèi)系統(tǒng)輪胎識別性能測試

輪胎識別性能測試與車輛分離器分車性能測試同步進(jìn) 行。以測試當(dāng)天24小時內(nèi)通過測試車道的5T以上貨車為測 試對象，記錄計重收費(fèi)系統(tǒng)輪胎識別情況，將計重收費(fèi)系統(tǒng) 識別結(jié)果與人工觀測記錄結(jié)果分析、比較，然后進(jìn)行統(tǒng)計匯 總，計算輪胎識別正確率，并進(jìn)行分析。

計重收費(fèi)系統(tǒng)穩(wěn)定性測試

①測試前的準(zhǔn)備。為了測試計重收費(fèi)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，要 求安裝計重收費(fèi)設(shè)備的測試車道開放，進(jìn)行正常收費(fèi)業(yè)務(wù)。 設(shè)備廠家人員將設(shè)備的電源與收費(fèi)亭持續(xù)供電系統(tǒng)(UPS供 電)連接，保證設(shè)備連續(xù)采集數(shù)據(jù)。由管理人員負(fù)責(zé)派發(fā)封 條，將控制機(jī)柜封存，廠家人員不得再對設(shè)備做任何操作， 收費(fèi)站計重收費(fèi)相關(guān)人員負(fù)責(zé)監(jiān)督。

②在計重收費(fèi)系統(tǒng)穩(wěn)定性測試期間，如設(shè)備出現(xiàn)故障等 因素，廠家技術(shù)人員需操作設(shè)備，必須以書面申請的方式上 報，說明情況并得到許可后，再進(jìn)行操作。收費(fèi)站計重收費(fèi)負(fù)責(zé)人要對廠家人員打開封條操作設(shè)備的情況進(jìn)行記錄，最 后將有關(guān)情況匯總。

③計重收費(fèi)系統(tǒng)穩(wěn)定性測試內(nèi)容見表1。

測試地點(diǎn)：——收費(fèi)站 號出口車道

日期： 天氣: 氣溫：

公路管理處(或公司): 供貨商：

應(yīng)用分析

在黑龍江省寒冷的環(huán)境下，對十個設(shè)備廠家的19套計重 收費(fèi)設(shè)備經(jīng)過三個多月的實(shí)際應(yīng)用和測試，分析如下：

1、在-30X：條件下，計重收費(fèi)設(shè)備的稱重精度未發(fā)生 改變，十個廠家計重收費(fèi)設(shè)備大多能滿足國家質(zhì)檢總局發(fā)布 《動態(tài)公路車輛自動衡器》（J J G907-2006)關(guān)于整車重量最 大允許誤差的要求，在低速勻速情況下，十個廠家19臺計重表2 19臺計重收費(fèi)設(shè)備在低速勻速情況下稱重合格率匯總表

2、車輛通過稱重平臺的速度對稱重精度有一定影響， 當(dāng)車速大于20km/h時，秤臺式計重收費(fèi)設(shè)備稱重誤差明顯 偏大，在高速情況下，19臺計重收費(fèi)設(shè)備的稱重合格率匯總見表3。

表3 19臺計重收費(fèi)設(shè)備在高速情況下稱重合格率匯總表

3、稱重區(qū)域結(jié)冰、積雪對彎板式和石英式計重收費(fèi)設(shè) 備稱重精度有一定的影響，但是經(jīng)過收費(fèi)站管理人員及時清 雪除冰，上述設(shè)備均能滿足規(guī)定的稱重精度要求；

4、積雪、結(jié)冰對輪胎識別器的輪胎識別功能影響較 大，常常將雙輪胎識別為單輪胎。在路面結(jié)冰情況下，19套 輪胎識別器的識別正確率匯總見表4,

表4輪胎識別器在路面結(jié)冰情況下輪胎識別正確率匯總表

5、計重收費(fèi)系統(tǒng)中心控制柜內(nèi)使用嵌人式計算機(jī)較為 穩(wěn)定，在寒冷環(huán)境之下啟動較為順暢，不用進(jìn)行預(yù)加熱，在 室外中心控制柜內(nèi)也不用安裝溫控設(shè)備，

6、在寒冷環(huán)境下，稱重傳感器式的輪胎識別器由于沒 有機(jī)械運(yùn)動，工作較為穩(wěn)定，誤判率較低，

7、下雪、大霧對紅外光幕車輛分離器分車性能沒有明 顯的影響，但是，紅外光幕的玻璃外罩在冬季容易凝霜，所 以在寒冷環(huán)境下紅外光幕的玻璃外罩自動除霜功能必不可 少；

8、計重收費(fèi)系統(tǒng)中心控制柜安裝到收費(fèi)亭內(nèi)，可降低 溫差和電磁效應(yīng)對控制柜內(nèi)機(jī)電設(shè)備的影響，使計重收費(fèi)系 統(tǒng)工作更加穩(wěn)定。

結(jié)束語

經(jīng)過應(yīng)用和測試，可以證明計重收費(fèi)系統(tǒng)能夠在寒冷環(huán) 境下正常運(yùn)行工作，完全可以滿足黑龍江省對載貨類車輛進(jìn) 行計重收費(fèi)的需要。但是，在寒冷地區(qū)使用計重收費(fèi)設(shè)備時 要注意：首先，應(yīng)加大秤體下部排水溝及排水管的尺寸，確 保冬春和秋冬交替之際排水暢通，防止秤體下部結(jié)冰而影響 計重設(shè)備的稱重精度，其次，對稱重區(qū)域的清雪除冰工作要 及時，防止雪水流人秤體后重新結(jié)冰而影響設(shè)備正常使用， 第三，加強(qiáng)對計重收費(fèi)設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)工作，定期巡查和計 量檢定，確保設(shè)備正常運(yùn)行。