计重收费和治理超载当中的高速动态称重系统原理和实际应用

      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。本论文首先介绍了国内外动态称重系统的发展现状及发展趋势。接着论述了高速公路计重收费系统的相关内容。其次在动态称重系统的总体分析中提出了河南高速动态称重系统的技术要求、功能,并对动态称重设备进行了总体设计,在总体设计中主要是说明了动态称重系统的称重检测设备。再次文章重点说明了动态设备的软硬件设计,由于在硬件的设计上采用的是基于TMS320F2812的设计方案,因此对TMS320F281x进行了详细的阐述;在软件设计方面主要对数据采集模块进行了详细说明。

　　高速动态称重系统采用智能化控制主机，兼容压电称重传感器、弯板称重传感器和石英称重传感器，具备相当强大的兼容性、扩展性和可升级性。超限超载检测站、计重收费系统、交通部一类交通流量观测站、交通数据调查与分析、桥梁结构健康监测系统中的实际交通负荷监测等。

　　随着交通检查、超限治理和计重收费工作的不断深入，汽车动态称重系统(Weigh-in-Motion，简称WIM)作为一种有效的车辆超限超载管理手段，已经得到了越来越广泛的应用，同时对于保护公路的正常使用有着重要的经济意义和社会价值。就高速公路动态称重系统而言，动态称重的精度、汽车的通过速度是其最重要的性能指标，它标志着动态称重技术水平的高低。本文在充分研究了影响动态称重精度各种因素的前提下，选择了适合的传感器，并实现了数据采集和传输系统的设计和数据处理算法，以及对该算法进行了实验验证，取得了较为理想的效果。全文组织如下：1、在参阅了大量国内外文献的基础上，重点分析了汽车在动态称重过程中的动态特性，并对动态称重过程中车辆自身的各种运动状态对称重数据的影响进行了理论分析，得出其影响称重精度的原因。
 

　　高速动态称重系统的原理概述

　　为了保护高速公路路面及其他路产免遭超重车破坏，对超限车辆进行有效的控制，因而有必要设置高速动态称重系统对来往的车辆进行监控和管理，禁止超限车辆驶入高速公路，或对已经在路面上过往车辆轴重及总重载荷进行预检，从正常行驶车辆中筛选出有超限超重嫌疑的车辆。

　　高速动态超限预警称重系统设置在安装在高速公路主线断面上，在高速称重系统前方设置路牌，提示司机即将进入称重区。在高速称重系统后方设置超重报警显示装置，对超限超重车辆进行引导，使之退出高速公路或从最近的匝道口驶出高速公路。另外可增加摄像系统对超限车辆进行图片抓拍和车牌识别，将超限超重车辆的称重数据和图片以及相应的车牌传给上位计算机。

　　系统组成

　　高速动态超限预警称重系统安装在高速公路主线断面上。主车道动态称重系统主要包括中心控制器RSP100、高速弯板传感器、线圈等几部分组成，当系统进入工作状态，车辆头部触发开始线圈，启动高速弯板称重装置，对通过主车道的车辆进行检测和数据计算，获得包括轴重、速度、车型、轴型等数据，当车辆尾部通过结束线圈时称重系统一次工作结束，经设在路边中心控制器处理计算，形成称重系统所需的完整的车辆称重信息，包括车辆的轴重、轴组重、整车重、轴型、车型、车速、车辆超限标志、时间等信息数据，判断出该车是否超重超限，同时将这些数据传到上位计算机并可控制室外显示屏的超限显示以及启动超限车辆图片抓拍和车牌识别。