高速公路用整車地磅計量設備是高速公路計重收費的開展方向，該產品替代軸計量設備，可有效根絕各種作弊行為。本文分別引見了靜態和動態稱重的原理，并從系統組成動身，經過對各種部件優缺陷的剖析，提出了細致的設計選擇意見。
1.概述
在高速公路剛剛開端施行計重收費時，對超限運輸起到了較好的遏制造用，通行費收入明顯增加。但是計重設備普遍運用的是軸計量設備，從計量設備原理上請求車輛必需勻速經過才干較精確的計量。局部車主受利益驅動，呈現了各種各樣的作弊現象。車輛作弊減少通行費問題嚴重擾亂了正常的收費站工作，形成了高速公路通行費的流失，并且極易引發交通事故。為了遏制不標準過秤偷逃車輛通行費行為，減少收費爭議，進步通行效率，減少平安隱患，降低收費現場管理難度，目前高速公路普遍將軸計量設備更新換代為整車計量設備。整車計量可根絕各種作弊行為，是高速公路計重收費的開展方向。
2.整車計量稱重原理
2.1靜態稱重原理
地磅是應用應變電測原理稱重，在稱重傳感器的彈性體上粘貼有應變計，組成惠斯頓電橋，在零負載時，電橋處于均衡狀態，輸出為零。當彈性體接受載荷時，各應變計隨之產生與載荷成比例的應變，由輸出電壓即可測出外加載荷的大小。
將多個稱重傳感器裝置在秤臺的下方，多個傳感器電纜線引入接線盒里并聯，然后用一根電纜線接入儀表。當汽車駛上秤臺后，秤臺將所受力傳送到各個稱重傳感器上，使應變電橋的電阻發作變化，惹起輸出電壓變化，即輸出了電信號，此電信號傳輸到儀表內，經數字濾波、線性放大、A/D轉化、經CPU處置后最終顯現稱重數值。
2.2動態稱重原理
第一輛車在行駛到秤臺計重時，車輛別離器被遮擋，系統感知到車輛開端上衡。車軸依次經過嵌入式軸重儀，系統剖析出車輛的軸數和行駛方向。秤體傳感器感知到車輛的壓力并轉化為電信號，經稱重電路放大并停止AD轉化為數字信號，稱重單元依據數字信號計算出秤臺上車輛的重量。當車輛分開光幕后，系統感知到車輛完整上衡，自動判別出車輛的車型、車速、行駛方向等數據，并依據稱重單元的重量計算出車輛的軸重、總重。系統將計算完成的稱重信息上傳至收費計算機，_次稱量完成。
在第一輛車完整下秤前，假如有第二輛車上衡，系統采用與第一輛車相同的計算原理，計算車輛的軸數、車型、速度等數據，當第二輛車完整上衡后，系統會依據下秤端嵌入式軸辨認器的數據，確認第一輛車能否開端下秤，假如曾經開端下秤會計算第一輛車有幾個車軸下秤，從而得出第一輛車在秤體剩余的重量。秤臺總重減去第-輛車的剩余重量即為第二輛車的重量，從而第二輛車的稱重數據也計算完成，系統將第二輛車的數據停止上傳。
在第一輛車完整下秤前，假如有第三輛車上秤，系統采用與第一輛車相同的計算原理，計算車輛的軸數、車型、速度等數據，當第三輛車完整上衡后，系統會依據下秤端嵌入式軸辨認器的數據，確認第一輛車能否開端下秤，假如曾經開端下秤，會計算第一輛車有幾個車軸下秤，從而得出第一輛車和第二輛車在秤體剩余的重量;秤臺總重減去第一輛車和第二輛車的剩余重量即為第三輛車的重量，從而第三輛車的稱重數據也計算完成，系統將第三輛車的數據停止上傳。
假如第一輛車下秤前有第四輛車上秤，原理依此類推。
3.整車式計量收費系統組成
整車式計量收費系統由整車式稱重平臺(地磅、下秤端輪軸辨認器、上秤端輪軸辨認器、計重控制系統、車輛別離器、防滑、輪胎阻隔器防擦邊等局部組成。
分離收費站收費島長度和車道寬度，秤臺尺寸設計為多種規格，比方3mx 21m、3.4mx21m等。
3.1整車式稱重平臺
整車式稱重平臺也就是我們常說的地磅秤體含稱重傳感器。目前市場上存在型鋼構造和U型梁構造兩種方式的汽車衡，普遍的狀況是正常車道采用U型梁構造，超寬車道采用型鋼構造。汽車衡面板普通是采用兩塊鋼板拼焊或者采用整板。兩塊鋼板拼焊方式本錢低，但是秤臺剛性低，長期運用容易呈現秤體變形，整板焊接秤臺剛性強，但是本錢偏高。地磅秤臺普通是米用C〇2氣體維護焊接，焊接完成后需求拋丸噴砂預處置，保證漆膜附著強度。外表加鋪花紋鋼板，有效進步設備的耐磨性能和防滑性能。
地磅稱重傳感器主要有橋式和柱式兩大類型。橋式傳感器的優點是抗側向力強，主要用于靜態地磅。柱式傳感器的優點是動態響應快，體積小，便于維護，主要用于動態地磅。因而高速公路整車計量產品中，普遍運用的是柱式傳感器，性能愈加優越，牢靠性更高。
3.2車輛別離器
車輛別離器的作用是別離車輛，給計重控制系統收尾信號，以便于系統停止車輛的數據運算。高速公路計重收費運用的車輛別離器有兩種，一種是紅外光柵，也稱為光幕;一種是地感車輛檢測器。光幕的特性是檢測快速、精確，能夠別離間距超越0.1米的車輛，缺陷是裝置在平安島上，有可能被車輛損壞。地感車輛檢測器特性是埋于道路內部，不容易損壞，但是檢測精確性不高，兩車間距小于1.5m容易誤判。這兩種設備特性鮮明，因而高速公路計重收費計重控制系統中普通是配合運用，即當光幕工作正常時系統采用光幕信號作為車輛別離信號，當光幕呈現毛病后，系統自動切換為地感車輛檢測器信號，并發出光幕毛病報警。
3.3下秤端軸辨認器
下秤軸辨認器位于收費亭端，普通由2只壓力傳感器組成，整體裝置，可對過衡車輛的軸數、軸重、軸重的壓力比例停止自動記載。與傳統輪胎辨認器相比，可大幅度進步軸數辨認率，為計重控制系統提供精確的下秤軸數據。輪軸辨認器的長度與稱重平臺順應，普通車道檢測寬度21100mm,超寬車道檢測寬度21500mm。當軸辨認器發作毛病時，能夠經過硬件和軟件發出毛病報警。
3.4計量控制系統與下秤端軸辨認器相比，上秤端軸辨認器任務更重。它除了可對上衡車輛的軸數、軸重、軸重的壓力比例自動記載外，還擔負著判別車輛車型、行駛方向、行駛速度的重擔。由于高速公路計重收費一個很重要的數據是車型信息，它直接關系著收費金額，所以上秤端的設計更為復雜。它普通由6只壓力傳感器組成，寬度與秤臺寬度分歧并分為兩路輸出信號，為計重控制系統提供精確的上秤軸數據。依據不同的收費站，可單獨停止門限值調整，順應性更高。當輪軸辨認器發作毛病時，能夠經過硬件和軟件發出毛病報警。
計量控制系統是高速公路整車計重收費系統的控制中心。該系統可自動接納來自稱重傳感器、上秤端辨認器、下秤端軸辨認器、車輛別離器等部件的各類信息，將各種數據信號整合計算，得出整車重量、車速、車型、軸數、軸重、軸間距等數據，與高速公路稱重收費軟件系統無縫對接。
因高速公路計重收費車道多，車流量大的特性，請求計重控制性能穩定，能便當地停止參數設置，操作煩瑣，工作環境順應才能強。早期的軸計量產品中，控制系統相比照較簡單，顯現信息有限，曾經不能滿足目前運用需求。整車計重控制系統請求采用LCD顯現屏，全中文操作界面，稱重信息包括總重、軸數、軸重、軸間距、速度等等，便當設備檢修;系統接口也請求帶有規范PS/2鍵盤接口、以太網接口、RS- 232C串口、車輛別離器接口、輪軸辨認傳感器接口、紅綠燈控制接口、欄桿機控制接口等，便于后期功用晉級。
3.5防滑
防滑是高速公路整車計量的一個關鍵問題，特別是雨天時假如處置不好防滑問題，容易形成車輛打滑失控或者追尾，產生很多不用要的費事。目前市場上的整車產品主要有涂料防滑、焊接鋼筋防滑、滿鋪花紋板防滑、斷續鋪花紋板防滑等幾種防滑措施，它們的優缺陷如下:
1.涂料防滑:假如采用公路路面及船甲板等常用的改性環氧樹脂加金剛砂固化或專用防滑涂料拉毛工藝的防滑方式，初期防滑效果比擬好，但拉毛后棱角鋒利對輪胎損傷較大，且其工藝性較差闥為該資料在涂覆前需求將鋼板外表采用噴砂方式清算潔凈，其涂覆后其他不掩蓋局部只能手動刷漆而不能采用自動噴漆和油漆烘干，從而使其他暴露局部防腐、防銹性能以及美觀性大大降低，且與金屬臺面的粘合力差，容易零落，而且零落后現場恢復受環境溫度、濕度影響大，不易恢復，且維護本錢高，施工周期長(常溫下約需15天才可運用。
2.鋼筋防滑:即在秤臺外表沿行車方向焊接鋼筋條，特性是:焊縫強度低，鋼筋易開焊零落，車輛過衡平穩感較強，駕乘感受較差。
3.滿鋪花紋板防滑:假如采用秤臺滿鋪花紋鋼板的方式，在部分花紋磨損后無法在現場改換。
4.斷續鋪花紋板防滑:在秤體外表鋪設優質扁豆型花紋鋼板,全部花紋鋼板經調平處置后，放置在秤面子板上，用重物壓實，再用二氧化碳氣體維護焊停止連續焊接。花紋板共鋪設四路，可以掩蓋通用公路車輛的行駛區域，保證各類車輛均可取得理想的防滑效果。花紋板采用斷續散布構造，經過改動車輛輪胎與防滑板的摩擦因數，到達進步最終防滑效果的目的;斷續規劃的構造便于現場部分改換，減少改換時間，大大進步維護效率，便于外表積水排出。
3.6輪胎阻隔器舫擦邊
在整車計量產品中，為防備車輪碾壓根底路面、輪胎側向摩擦島緣石等人為作弊，普通都裝置有車輛輪胎阻隔器，俗稱防擦邊。市場上常見的防擦邊構造有3種，分別是:反C型，倒V型和倒U型。其中反C型呈現最早，特性是構造簡單本錢低，缺陷是強度差，重車擠壓容易變形，目前根本被淘汰。倒V型特性是加工簡單本錢低，采用兩條鋼板放成倒V型并焊接即可，缺陷是焊口尖利，容易割破輪胎形成爭議。倒U型采用熱軋板材，經一體化折彎后，呈倒U型截面，再運用周邊連續焊接技術與秤臺連為一體。一體化折彎工藝經過冷作硬化原理進步了車輛輪胎阻隔器的整體剛度，與采用鋼板搭焊成型的車輛輪胎阻隔器方式相比，具有焊接剩余應力少、強度高、牢靠性好、外形美觀等特性。車輛輪胎阻隔器呈倒U型截面，具有底寬頂圓特性，有效防止了可能存在的輪胎劃傷等現象，從而保證行車平安。同時車輛輪胎阻隔器在秤臺面上斷續規劃，便于外表積水排出。
4.完畢語
整車計量產品的工作原理和構造特性決議了車輛秤量的精確性和不可作弊性。理論也證明了它契合高速公路計重收費開展的新需求，處理了軸計量設備無法處理的很多理想問題，在將來很長的時間內將是計重收費的主流設備
