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技术 < TECHNOLOGYDOI : 10.13439/ki.itsc.2021.04.014新疆维吾尔自治区开放式高速公路入口称重方案探讨史博伦(新疆维吾尔自治区交通规划勘察设计研究院，新疆乌鲁木齐830016)摘要：随着我国公路建设迅速发展，道路运输日益繁荣，超限超栽运输问题逐渐显现部分公路使用者通过不正当手段逃避道路通行费以获取非法利益，这不仅扰乱交通运输安全、影响道路正常通行，还加剧路桥受损程度、减少路桥使用寿命、增加公路养护成本本文基于新疆维吾尔自治区开放式收费高速公路现状和超限检测站的建设及分布情况，提出适用于开放式高速公路收费段落的推荐布设和禁入方式关键词：开放式收费高速公路；布设和禁入方式；称重设备比选新®高速公路在建设过程中已形成了开放式、封闭式与混合 式收费多种收费制式并存的格局。
多种收费制式并存造成新疆既 存在大量封闭式收费高速公路段落，也存在一定量开放式收费高 速公路段落2019年，新疆已经完成封闭式高速公路入口称重检 测项目。
为满足交通运输部以及自治区政府相关政策文件要求，实现全面实施入口称重检测，需着重关注区内开放式高速公路入 口称重劝返工作，保证高速公路正常运营以及安全通行。
一、 新疆开放式收费高速公路现状目前新疆有1〇段开放式收费高速公路，情况见右表。
这10段开放式收费高速公路区间内（不含起终点）共建设有 主线收费站9处、高速公路交叉99个、高速公路入口 153处：二、 开放式收费段落的推荐布设和禁入方式(一）根据称重检测设备设置位置根据称重检测设备设a位a,可分为主线劝返和入口劝返两 沖方式。
1、主线劝返主线劝返包括仅在幵放式高速主线收费站设置称重劝返设施 以及在主线收费站和主线道路均设置称重劝返设施。
新疆开放式高速公路建设情况一览表序号路线编号段落里程(km) 1G30G30连霍高速（烟墩主线站-吐峪沟主线站>433.9 2G30连霍高速（五台主线站-霍尔果斯市）161.5 3G30连霍高速（乌拉泊西主线站至头屯河主线站）37.5 4G30 丨，G30M奎阿高速（天北主线站-克拉玛依主线站）104.1 5G30,,G3C V,吐和高速（小草湖主线站-和硕主线5占）225 6G3〇w吐和高速（库尔勒主线站-新和主线站）314 7G:们rlll.ft〗高速阿必苏过塊段（阿克苏东收费站个:收费站）61.58G30 丨“〇3(^清伊高速（清水河互通至惠远东主线站）32.8 9G7G7京新高速（米东北主线站至上沙河立交至丙)占互通）36.5 10G30,,喀伊高速（上阿图什主线站至K74+800 )52.8(1)(以I:I•:线收费站设iv i你重劝返设施：在主线收份站网 侧均设汽称重劝返设施及相应配套设施，如图1所示主线收费站劝返效果：能够有效限制长途超限运输车辆通 行，但对不经过收费站的短途区间超限运输不起作用。
深圳科尔达皮带秤仪表说明书摘要：1.深圳科尔达皮带秤仪表说明书概述2.深圳科尔达皮带秤仪表的组成部分3.深圳科尔达皮带秤仪表的使用方法4.深圳科尔达皮带秤仪表的维护与保养5.深圳科尔达皮带秤仪表的安全注意事项正文：一、深圳科尔达皮带秤仪表说明书概述深圳科尔达皮带秤仪表是一种高精度的计量设备，主要用于测量输送带上物料的重量。
该仪表集测量、控制、显示于一体，具有高精度、高可靠性、操作简便等特点，广泛应用于矿山、冶金、化工、建材等行业。
二、深圳科尔达皮带秤仪表的组成部分1.秤架：秤架是皮带秤仪表的主要承载部分，用于支撑输送带及承载物料。
2.传感器：传感器是皮带秤仪表的核心部件，用于测量输送带上物料的重量。
3.仪表：仪表用于显示和控制皮带秤的运行，包括重量显示、速度显示、故障报警等功能。
4.电子线路：电子线路用于处理传感器信号，实现仪表的显示和控制功能。
三、深圳科尔达皮带秤仪表的使用方法1.安装：在安装皮带秤仪表时，应确保秤架与输送机架牢固连接，传感器与秤架精确对中，仪表与传感器电缆正确连接。
2.调试：在仪表通电后，进行自检，检查仪表各项功能是否正常。
然后进行零点校准，使仪表显示重量为零。
最后进行载重校准，以确保仪表的测量精度。
3.使用：在正常使用过程中，应确保输送带运行平稳，物料均匀分布在输送带上。
避免输送带跑偏、堆料等问题，以免影响测量精度。
四、深圳科尔达皮带秤仪表的维护与保养1.定期检查：定期检查传感器、仪表接线端子等部位的连接是否牢固，避免松动导致故障。
2.清洁：定期清洁秤架、传感器等部件，确保仪表正常运行。
3.校准：定期进行零点校准和载重校准，以确保仪表的测量精度。
五、深圳科尔达皮带秤仪表的安全注意事项1.在使用过程中，应遵守相关安全规定，确保人员和设备安全。
2.在检修时，必须切断电源，避免触电事故。
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公路预检系统一、系统概述公路无人值守检测系统是山西万立科技有限公司结合多年来动态称重设备设计制造以及在全国各个地区的实际运用经验，综合公路管理部门对超限运输管理的具体需求，进行开发设计的。
系统可在不干扰道路正常通行秩序的前提条件下，对在车道中正常行驶的车辆进行无限制预检测，并提示超载车辆以及管理人员引导超限嫌疑车辆进入复检精确称量区域，进行精确复核，对于确实超限车辆，可进行进一步的执法处理。
同时，超限检测站也可以为公路管理部门提供交通统计基础数据，为交通情况分析提供数据基础。
二、系统组成公路超限预检系统主要由预检子系统、复检子系统、图像监控系统和执法管理系统等组成，并进行联网扩展，实现区域内的站点联网和远程监控管理。
2.1预检子系统包括动态称重系统、车牌识别系统、可变情报板和引导信息屏系统。
主要完成对道路上行驶车辆的无干扰检测，并对超限嫌疑车辆进行提示，引导车辆进入复检高精度检测区域，进行下一步处理。
2.2复检子系统包括高精度动态称重系统、车牌识别系统和重量及报警信息显示。
该子系统主要完成对超限嫌疑车辆的复核，精确分辨出超限情况，为进一步处理提供数据依据。
2.3视频监控系统包括对预检检测区域、复检精确检测区域、超限检测站出入口、卸货区域、仓储区域、执法大厅以及整个站区全景进行视频监控，并使用硬盘录像机录像，为突发事件处理提供可靠的实时信息和证据。
2.4执法管理系统执法管理系统是结合对于超限车辆处理相关程序，进行相关文件的处理和打印，称重检测系统进行数据共享，为执法提供有力的保障。
三、系统构成及说明3.1预检子系统预检系统包括3个部分：动态称重设备、车牌识别设备、车辆分离系统。
图3-1高速预检系统结构图预检动态称重设备设置在检测站前约1000米处，如图3-1所示，在其后方25米处设置T型架或者龙门架，安装车牌识别设备和补光灯。
可变情报板设置在高速称重设备后方125米处，在称重设备检测出车辆重量信息，并通过超限管理计算机进行超限判断后，如果超限，结合车牌识别设备获取的车牌信息，发布到可变情报板上，提醒嫌疑车辆进入站区处理。
几种计重设备优缺点比较分析一、计重设备分类及原理简介1、秤台式汽车衡（整车式、轴重式、双秤台式）秤台式传感器（由称重平台、压力传感器组成，简称"秤台式传感器"）是带有独立的压力传感器的平台，其称重平台每个角与基础之间用传感器连接，工作原理是通过称重平台将轴载压力传递到压力传感器上，进行称量，车轴重量与秤台重量的总和等于传感器受力总和。
秤台式汽车衡又可细分为近年来备受关注的整车式及双秤台式。
整车式称重平台秤体包含多个台面，相邻台面之间采用搭接的连接方式，保证了秤台的稳定支撑，使称重平台即相互独立又成一体，并且秤体采用限位保护，保证了秤体足够的震动余量，而且能够防止因强烈水平冲击导致的称重平台的横向与纵向位移，保证了称重平台的正常使用。
2、弯板式汽车衡弯板式传感器是一种应变式传感器，工作原理是利用集成在内部的应变片网，根据称重板受压后产生形变进行测量。
弯板传感器是由在内部集成了应变片网的金属板构成，为防止长期潮湿渗透和腐蚀，传感器表面覆盖一层高温硫化橡胶。
可以完整的纪录轮胎的压力信号，真实的测量轮载值。
与秤台相似，弯板因为承载面有效宽度大于车轮触地长度，在车轮经过的整个过程中某些时段承载了全部的车轮负荷，输出波形的峰值代表了车轮负荷（轮重），因此仪表、软件及信号处理流程与秤台相似。
3、石英式汽车衡（动态公路车辆自动衡器石英式）石英式传感器采用压电原理，其工作原理是受力（车轮负荷）时产生与负荷成正比的电荷，经电荷放大器转换成电压，车轮碾压得到的波形进行积分（面积），再乘以速度就得到重量，其数学模式是重量=波形面积与速度的乘积。
石英传感器基于压电原理，测量过程不依赖形变，并且石英洛氏硬度高，整体为刚性结构，因此不存在老化和漂移（即不会随时间变化），长期稳定性较好，同时响应快，使用速度范围宽，避免了电阻应变方式傳感器由于响应延迟导致的速度越高幅值越小的通病。
二、各计重设备优缺点分析1、秤台式汽车衡（整车式、轴重式、双秤台式）> 动态公路车辆自动衡器轴重式、双秤台式优点：秤台安装自行开挖基坑并用钢筋水泥浇灌基础，称重台面由自己的基础支撑，计量受路面轻度破裂影响不大，技术较成熟。
弯板式公路车辆动态称重系统1.概述深圳市科尔达电气设备有限公司将具有国际先进水平的动态称重技术成功地应用于汽车及其轴载质量的检测，开发了公路车辆动态称重系统，经广东省计量科学技术研究院检测，达到JJG907-2006《动态公路车辆自动衡器检定规程》的要求，于2007年取得生产许可证。
产品经过长期运行和持续改进已日趋成熟，系统运行稳定、称量准确，同时，我公司根据当地的地理气候条件及各收费站的具体环境和使用特点，为业主提出了有针对性的计重收费系统施工组织方案，并提供满足要求的计重收费设备以及优质的工程和服务。
本系统具有轮轴类型判别，自动轴载称重、自动计算功能，超限报警，向收费计算机传输称重数据，并具有数据自动缓存功能，无需人为干预。
系统能最大限度地排除非规范行驶对称重准确度的干扰，在收费站车辆频繁启停情况下保证正常运行。
2.设计依据●JJG907-2006《动态公路车辆自动衡器检定规程》；●Q/SKED 007-2006《动态汽车衡》；●ISO9000体系文件《计重收费系统设备安装调试规程》。
●JTGF80/2-2004《公路工程质量检验评定标准》；●中华人民共和国国家标准《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》；●工程实施过程中相关的国家及行业相关标准；3.系统组成本系统采用我公司定型产品弯板式动态称重系统，如图1所示，由弯板称重传感器、轮轴判别器、红外线车辆分离器、线圈检测器、数据采集处理器等五部分组成，是独立于车道收费系统之外的机电系统。
1、动态轴重秤本系统采用弯板称重传感器，是一种动、静态汽车衡器,主要完成对车辆的各轴或轴组进行称重计量,确定车辆总重量，并完成速度检测等工作；2、轮胎识别器轮轴判别器主要用来检测通过车辆每轴的轮胎数,由一组压力传感器来检测单边的轮胎个数,当车辆轮胎压过时,将压力信号转换为轮胎数量信号。
3、车辆分离器通过红外光的同步扫描来提供车辆的开始和结束信号,保证称重数据和车辆之间的对应关系。
4、线圈检测器地感线圈用于辅助红外线车辆分离器进行车辆分离，并配合弯板称重传感器进行车辆速度检测；5、数据采集处理器集中处理各种传感器信号、处理数据，把相关数据通过通讯方式送给收费车道收费计算机。
4.设备布置●弯板式计重收费系统设备采用前置式布置，布置在收费亭前端，按照与收费亭的距离由远及近依次布置检测线圈、红外线车辆分离器、弯板称重传感器、轮胎识别器，数据采集处理器。
●计重收费系统采用红外线车辆分离器，配置线圈检测器作为红外线车辆分离器的辅助手段，当红外线车辆分离器发生故障时，可由线圈检测器进行车辆的分离工作。
●弯板称重传感器设置采取前后错位的安装方式，可增加有效称重检测时间，同时可有效防止跳秤等违规行为，弯板称重传感器距离收费亭中心约为22m；●数据采集处理器布置在收费岛前部，距弯板称重传感器约3米的收费岛上，机箱防护等级达IP65，能满足数据采集处理器的防护要求，保证数据采集处理器的正常使用；●收费车道应硬渠化处理，安全岛前端距离收费亭中心一般应大于25m；5.工作原理和流程5.1工作原理如图3所示，出口车道计重系统相对独立，轮轴判别器、红外线车辆分离器、弯板称重传感器及线圈检测器的数据均上传数据采集处理器，数据采集处理器通过串行通信接口和车道收费计算机连接，把经过处理后得到的计重信息（包括轴重、轴型、总重等）上传车道收费计算机。
5.2工作流程●计重收费系统进入工作状态，布置有弯板称重传感器的车道处于上班状态；●载货车辆保持安全间距依次驶入检测车道，车辆遮挡红外线车辆分离器，称重检测开始；●车辆轮轴依次通过弯板称重传感器、轮轴判别器和线圈车辆检测器；●弯板称重传感器检测车辆轴重，轮轴判别器识别车辆轮轴类型，红外线车辆分离器检测车辆通过状态；●当车辆完全通过后，红外线车辆分离器检测到一个车辆结束信号；●线圈检测器检测到同一个车辆的另一结束信号；●称重数据采集处理器采集来自弯板称重传感器的车辆称重信号、轮轴判别器的轮轴信号及来自车辆分离器的状态信号，形成一辆完整车辆信息，并通过数据接口将整车称重信息传输到车道收费计算机。
6.系统主要功能●可以在静态或动态情况下，有效检测车辆轴载荷、总载荷，自动判别是否超限，动态计重和静态计重可自动转换；当车辆有排队进入收费车道以及车轮停在弯板称重传感器上的情况，计重设备也能进行正常称量；●自动识别车辆轴类型，即单轴（单、双轮胎）、双联或三联（单、双轮胎），误判率小于1‰。
●兼容原有的按车型收费的模式，能够在按车型收费和计重收费之间无缝切换或并行组合工作。
●采用高性能嵌入式单片机系统，无磁盘操作系统，在自检异常、通讯失败或者程序迷走时，处理计算机能够自动复位，复位时间小于5s；●具有调试、检测用数字仪表显示面板，可以显示各轴轴型、轴重、车辆总重和车速；●具有进入校准状态的开关。
在校准状态下，通过调试键盘可以很方便的对计重设备进行校准；●计重系统中所有活动金属部件均进行防锈处理，能防尘、防腐蚀，梅雨季节，微生物和菌类不会对设备造成损坏；●能检测车辆通过称重检测区时的速度，并能检测车辆前进/后退的状态；●能对车辆进行自动分离，准确地实现拖挂车等特殊车辆的分离，保证计重检测数据与车辆的一一对应关系；●能对各种有意或无意的不规则行驶状态如S行驶、倒车、侧边行驶、加减速、振动等进行正确计重。
●能形成完整的车辆计重信息，包括轴重、联轴重量、总重、轴型、联轴信息等信息，记录车辆通过时间；●能通过标准开放的数据接口安全可靠的将计重信息传输给车道收费计算机，具备数据缓存功能，保证计重数据与车辆一一对应，保证了上传数据不丢失、不误发；●计重设备具有开机自检、空闲时定时自检、零点校正和自动温度补偿能力，确保了整套系统全天候连续工作。
●当传感器等部件发生故障时，系统主动提示故障信息，提醒用户及时处理，并能将故障及自检信息发送给车道收费计算机；●超限报警及提示，当检测车辆通过收费车道时，一旦发现有轴载或整车超载，则系统使相应的报警灯闪亮。
●适应室外全天候工作，适应风、雨、雪、雾、飞鸟、沙尘、冷、热、干、潮、电磁干扰、雷等各种恶劣环境，施工及日常维护简单方便，具备故障应急处理措施；●我公司可派技术人员到收费软件开发地配合软件开发，以及到现场配合收费软件调试，与收费软件开发商共同解决各类问题；●我公司可供模拟计重软件，用于收费软件开发和测试。
该模拟设备能够方便地模拟各种情况，向车道收费软件提供各种返回值。
7.主要技术指标●静态计重精度：OIML III级；●动态称重精度：5级（JJG907－2006《动态汽车衡》，车速0～30km/h匀速）●单轴额定量程：30t；●最大过载能力： 150%(FS)；●最小检测轴重： 200kg；●最大轴数不限；●分度值d: 20Kg(可以设置为10 Kg)；●允许车速范围：0～30km/h ，允许轮轴停在弯板称重传感器上；●速度测量精度：±3Km/h（车速在1～40Km/h且没有明显加减、速时）●轴间距测量精度：±150mm（没有明显加减、速）●控制设备防护等级：IP65；●称重传感器防护等级：IP68；●工作温度：-40～80℃；●相对湿度：0～95%Rh；●使用寿命：12年以上；●平均无故障工作时间(MTBF)》20000 h；●适合路面横纵坡度：≤2%；●标定周期不小于12个月，标定方法简单；8.主要设备简介8.1弯板称重传感器弯板式动态称重系统（动态汽车衡）是我公司自主开发的定型产品。
该系统用于静态/动态低速检测车辆轴载和车辆总重的称重，可高精度、可靠的获得车辆总重量及轴载等数据。
●采用军工技术的表面防腐处理，满足弯板称重传感器在腐蚀的环境下长期稳定运行的需求；●采用多重密封工艺结构，传感器自身结构由里至外分层防护，能适应路面上雨水侵蚀、潮湿霉变等恶劣环境；●采用单板式整体设计，剪切梁式力分流结构，相比弯曲梁结构可以不受侧向冲击影响、稳定性好，从而达到更长的使用寿命；●弯板称重传感器的弹性体即为秤体，二者合而为一，为整体板式结构，故能适应坡度较大的安装环境，不影响车辆的称重准确性；●弯板称重传感器表面采用专业的电镀锌合金处理，能有效能防尘、防腐蚀，梅雨季节，微生物和菌类也不会对设备造成损坏；●弯板称重传感器能进行静态下的标定，保证重量的可追溯性以达到需要的计量性能；●弯板称重传感器设计框架，可更换性强，方便维护，且不破坏路面；●为了不会破坏车道内路面结构，安装弯板称重传感器时，开挖路面的深度≤70mm；●弯板规格尺寸： 1550X490 1750X490 2000X800 2250X800，具体视车道宽度，选用不同规格的弯板；●静态计重精度：OIML IIII级；●车辆在0~20km/h匀速行驶时，动态称量准确度满足《动态汽车衡》（JJG907－2006）中的5级准确度等级；●计重的有效车速范围为0～20km/h，允许轮轴停在弯板称重传感器上；●单轴额定载荷：30t；●最大过载能力：150%FS；●允许车辆通过速度范围：0～120km/h；●轴间距检测精度（没有明显减速的前提下）：±150mm；●正常工作时的适应工作环境：温度范围：-40℃～+80℃；相对湿度范围：0～95%；●防护等级达：IP68；具有防腐功能；●MTBF（平均故障间隔时间）≥20000h；●精度稳定性：标定周期≥1年，具有良好的稳定性；●具有自诊断功能，发生故障时能够通过信息接口向外发出故障信息，在自检异常、通讯失败或者程序迷走时，内置的数据采集处理器能够自动复位（有看门狗电路设计），复位时间小于5秒。
8.2红外线车辆分离器红外线车辆分离器能对车辆进行可靠的分离，消除跟车现象，保证称重检测数据与车辆的一一对应。
设备构成：红外线光幕（发射器、接收器、控制器）、光幕护罩、加热防护罩及接插件电缆等。
设备特点：设备速度快、测量精度高、抗干扰能力强、很强的穿透力，不怕强光、大雨、大雾的干扰，光幕采用独特的光同步技术，简化了线缆的连接，可靠性更高。
光幕护罩的特点：不锈钢材料，防护等级IP65，外壳玻璃采用电加热方式除霜，可以适应不同环境需求。
外壳设计为开门式，便于清洁。
●在天气晴好时，分离判断正确率：≥99.9%；●在雨雾天气时，分离判断正确率：≥99%；●最小检测物尺寸：30mm；●两车间的最小分车距离：100mm；●工作环境：温度：－40℃～70℃相对湿度：0～95%；●防护等级： IP65 防雷接地电阻：≤4Ω；●MTBF（平均无故障时间）≥20000h；●具有电加热玻璃和温控装置，可自动清除表面的凝露、结霜或雾气。
8.3轮轴判别器通过被触发传感器的数量来检测轮胎总宽度，再根据轮胎总宽度判断单双胎。
