静态不停车快速检测系统在治超工作中的应用

　0 引言
　　众所周知，公路超限运输给公路本身及人民群众带来的损害是巨大的。超限运输不仅导致公路损坏、使用寿命缩短，而且极易引发道路堵塞和交通事故，同时会造成运输市场秩序混乱、影响汽车行业健康发展、污染公路或城镇环境、使地方社会经济发展产生负面影响，所以治理超限超载工作成为关系到国家经济社会发展和人民群众生命财产安全的大事，成为坚持以人为本的本质要求和实现社会经济全面、协调、可持续发展的需要。但是，公路管理部门长期以来一直使用的治超检测方法比较落后，与国省干线公路安全、快捷、高效的主要特征严重不符，与现代交通文明进步极不协调，远远不能满足人民群众安全便捷出行需求和经济社会的快速发展。
　　2007年12月19日山西省人民政府集中治超开展以来，我们以“依靠科技进步，应用先进技术手段，建立科学治超长效机制”的新思路，结合治超实际，设计了总体技术方案，并经过几个月的多方论证、设备改造、跟踪测试、数据分析和运行调配，于2011年与晋城市奥凯利科技有限公司联合研制了“静态不停车快速检测系统”，彻底实现无人值守数据采集系统，通过自动检测、数据读取、语音提示、即时显示车辆信息等步骤实现对货运车辆的精准快速检测，大大提高了通行率和精准率，并在实际应用中取得了显著的成效。
　　1 系统简介
　　1.1 系统概述 本系统有高精度静态电子汽车衡称重系统、车牌识别系统、计算机管理系统、轮轴识别系统、车辆分离系统、语音系统和大屏幕显示系统组成。
　　1.2 系统工作流程 当待检车辆进入车道，车辆分离系统检测到车辆，并发出信号给车牌识别系统；车牌识别系统将采集的数据及车牌信息、图片发送给计算机，待检车辆上磅的同时经过轮轴识别系统，系统把轮轴信息传给计算机，当车辆尾部通过红外车辆分离系统后，红外车辆分离器发出收尾信号，计算机将这些数据和信息根据国家有关治超文件进行汇总、编辑并实时将总重、轴数、车牌号发送给大屏幕和超限检测处理岗，系统自动提示超限车辆通行或进入处罚场地，接受处理。
　　1.3 系统组成
　　1.3.1 电子汽车衡 本系统中的汽车衡为四段平板式模块化结构，称台面尺寸为3.5m×21m，金属构件为30#槽钢及δ12优质板材CO2保护焊接成箱形体结构，具有承重量大、抗过载能力强，结构合理，强度、挠度均达到技术要求，设计制造全面符合钢结构工程施工及验收规范GB50205-95标准，四段承重台联接方式为硬板台紧固件联接、安装方便、联接后不需调整。承重设计采用10只高精度称重传感器，受力位置设计在各种被计量车辆下方垂直受力，它可以减少多台面汽车衡在温度变化时承重台热胀冷缩对称重传感器受力的影响，确保全电子汽车衡的计量精度，并具有良好的防腐特性、防雷电、防滑功能。
　　1.3.2 称重仪表 该系统所用仪表具有完善的诊断数字传感器故障和仪表本身故障的功能；采用RS485标准接口与数字传感器通讯，最大信号传输距离达1200米。仪表有可靠而高效的角差调整能力，配有大容量、高速的铁电存储器，并可按日期、车号、货号对称重记录进行查询和打印。同时，具有多点线性校正能、超载自动记录、秤体免标定等功能，还能方便地对单只传感器寻址并读取数据，可判断多只传感器组秤受力是否均匀。可外接最多32只数字传感器，并可设置零点跟踪范围和置零范围。
　　1.3.3 传感器 该检测系统所用为QSD-40t传感器10个，使用温度在-30℃～+70℃，相对湿度：≤95%。该称重传感器是一种电阻应变式数字称重传感器，是目前我国静态电子汽车衡首选的一类的称重传感器。该传感器采用高精度产品，合金钢，产品符合国家标准。具有恢复力矩，承重台受力超大、恢复力矩超强，具有良好的稳定性及重复性，可以在最短时间使秤台稳定下来，抗冲击性能良好，配以良好的限位装置。
　　1.3.4 牌照识别系统 该系统具有4800MIPS处理能力，设备内嵌识别软件包含视频采集，图像预处理，车牌检测，车牌切分，字符识别，跟踪比对，图像压缩、数据传输等模块，有效克服了外部触发，具有极高的识别精度和对复杂环境的适应力，并可满足7×24小时工业环境全天候连续工作要求。
　　1.3.5 车辆分离器 该系统使用车辆分离器使用环境温度可以达到：-40℃—+70℃，最大相对湿度95%（50℃时），防护等级为IP65。在高寒和炎热地区使用稳定可靠；可以通过串口设定触发继电器输出的开启和关闭尺寸，继电器输出一旦触发，该触发一直保持，只有当所有光束全部导通时，该输出才关闭；数据输出多样化，RS-485串口输出， 车辆检测输出NPN1，故障报警输出NPN2；完全消除跟车现象，将半挂车、全挂车、单车可靠分离，保证称重检测数据与车辆的一一对应关系。
　1.3.6 轮轴识别器 轮轴识别器是在框架内按序安装有多个相互之间具有一定距离的开关器，开关器上端有外露于盖板外一段距离的压头，开关器外壳由上盖、基座和底盘密闭构成，开关器内部有与检测电路连通的接触式开关结构，所述的压头和上盖之间通过弹性体粘合为一体；压头下端安装固定套，固定套外圈套有连接套，连接套的下端面粘接导电片；所述的底盘上与导电片相对应的位置安装电路板支座，电路板支座上端面设有电路板，电路板与导电片之间留有一定间隙。该轮轴识别器密封性能更好，且防潮、耐磨，并采用过载保护结构，识别正确率高，稳定可靠，使用寿命长。
　　1.3.7 不停车检测系统软件 该软件集称重数据采集、数据分析等功能。对货运车辆在检测线行进过程中所处的后、后中、中、前、前中等五个部位取得5个称重数据，并根据轮轴识别仪、牌照识别系统收集到的信息，通过加权平均法将货运车辆的车牌号、轴数、重量等实时传输至检测岗。
　　1.3.8 语音系统 由普通音箱、功放机、扩音器组成。通过交换机与232运转接口同工业计算机连接，遇到车辆超载时会自动发出警报系统。
　　1.3.9 大屏显示系统 该大屏显示系统为户外防水型LED显示器，规格为1450mm×760mm。同时，编制LED动态链接库，将工业计算机所收集数据传输至LED显示器，其中包括：车号、轴数、车货总重、超限率及是否通行等内容。
　　2 该系统的现实意义、重要贡献和科技进步点
　　2.1 大大提高了货运车辆检测速度和通行率 干线公 路传统治超方式，由于人工操作、程序繁琐、检测速度较慢，在二级以下的国省道干线公路上，如果日检车辆在1500辆以上或同时有5-10辆以上大型货运车辆待检，一般就会造成干线公路拥堵。该系统有效将称重、车牌识别、信息显示、计算机网络、光纤传输等技术组合并集成为一体，实现了计算机控制下的自动检测。在实践中，该系统应用后，能保证晋城市国省干线公路超限检测站日均通行货运车辆2000辆，并由原来检测单辆货运车辆所用的2-4分钟减少至40-50秒，大大提高了货运车辆的检测速度和通行率。
　　2.2 大大提高了货运车辆检测的精准度 山西省规定动态检测设备对检测结果允许6%的误差（例如：一辆车货总重为50吨的货运车辆在经动态检测设备称重检测时误差在47吨-53吨之间），造成检测精准度下降。同时，致使部分货运车辆在通过动态检测设备时存在侥幸心理，通过扭轴、跳磅等方式影响检测结果，并造成因检测数据而引发不必要的矛盾。该系统由采用检测精准度较高的静态电子汽车衡组成，投入使用后，大大提高了货运车辆检测的精准度，同时也减少了因检测数据而引发的矛盾，为治超工作创造了良好的硬件保障。
　　2.3 避免了治超执法过程中的公路“三乱”现象，净化了治超执法环境 系统实施昼夜24小时自动检测，货运车辆进入检测车道后，其称重、车轴分类、车牌识别，分别由静态电子汽车衡称重、车辆分离、车辆抓拍及车牌识别子系统自动完成，其检测信息通过计算机自动判别后直接发送至显示诱导指挥系统并在显示大屏实时显示。整个检测过程自动完成，人工不可干预，有效避免了因为人工干预而造成的公路“三乱”现象，进一步改善和净化了治超执法外部环境。
　　2.4 检测岗位职责明确，互相制约，执法过程公开、透明 干线公路超限检测站使用静态不停车检测系统后，被检测货运车辆是否超载的检测信息不仅治超执法人员明了，而且司机通过显示大屏的信息也一目了然，致使检测站各岗位人员各司其职、互相监督，使执法过程更加公开、透明。
　　2.5 使用计算机网络技术，建立超限检测数据库，实现了治超信息网络化，并可同步存储、上传本系统开发的应用软件采用了成熟的SQL数据库模式和先进的C/S模式，可驱动和控制系统中的所有设备，及时搜集整理相关的检测数据，方便各种信息的查询和统计，系统操作简便，并且具有严密的权限控制，可区分不同操作人员的工作。系统应用计算机网络技术，在前台可实现治超检测信息的自动传输和共享，并可根据工作实际需要采用互联网技术，在后台建立集中管理系统，实现治超检测数据的处理与管理的自动化、网络化和信息资源共享，并可以通过GPRS、CDMA网络和上一级管理单位进行数据传输，使管理单位足不出户就得到检测站的检测数据。
　　综上所述，“静态不停车快速检测系统”具有全自动、快速检测、防止人为干预、检测精度高、可实现联网管理和检测工程公开、透明等特点，且该系统安装要求条件低，施工工期短，一般治超检测站即可满足安装要求。同时，在实际应用中提高了干线公路的通行效率，解决了货运车辆在治超站点积压排队和造成干线公路拥堵问题，有效防止了公路“三乱”的发生、净化了治超执法环境，不仅取得了良好的社会效益，而且为地方经济发展做出了积极的贡献。
　　参考文献：
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　　[2]郭翼.全省治超工作取得阶段性成果[N].人民代表报，2008-06-03.
　　[3]李奎，陈宇.保护公路“寿命”全市首次强力集中“治超”[N].南充日报，2010-07-17.