摘要：随着社会经济的快速发展，我国的高速公路工程建设发展迅猛，为了使车辆能够顺利通行，相关部门综合考虑了多方面因素，合理的设置了收费站点。但是在高速公路计重收费系统中，常常会出现相应的问题，对车辆的顺利通行产生影响。本文主要是详细的分析和研究了高速公路计重收费系统和常见故障及排查方法两个方面的内容，这对及时有效的排查高速公路计重收费系统中存在的常见问题，提高系统的运行效率都具有重要的意义和作用。
关键词：高速公路；计重收费系统；常见故障；排查方法
在近几年来，城乡经济不断发展，在公路上行驶的车辆逐年递增，而且常常会出现超载运输车辆，这样不仅仅会导致交通安全隐患增加，同时还会在一定程度上损坏公路和桥梁结构，缩短其使用年限。为了降低交通安全隐患，加强对公路和桥梁结构的保护，相关部分采取了有效的措施进行管理，其中计重收费作为一种有效的措施之一，在全国范围内都得到了广泛的应用。
一、高速公路计重收费系统
（一）组成单元
高速公路的计重收费系统主要由六个部分组成，即动态称重秤台单元、轮胎识别器、红外分离单元、线圈感应单元、数据采集单元以及中央控制器。
动态称重秤台单元中所使用的材料和结构设计在整个系统中都具有重要的作用，会对秤台和称重精度的稳定性和可靠性产生影响。秤台是蜂窝状结构，由钢板构成，这样不仅仅能够保证秤台的强度能够满足要求，这样即使在长时间的受力状态中，秤台也不会出现变形问题；同时也具有较高的刚度，即使在重力影响下，也不会出现重量输出滞后的问题。在防锈处理中，需要涂抹多层防锈漆，这样才能够全面的保证其效果。在秤台底座和台面之间的位置安装有传感器设备，其精度大约在0.02%[1]。在受力状态下会改变输出电压。秤台底座主要是对秤台进行支撑，因此在设计的时候需要考虑到变形和承压能力，同时还需要防止传感器受到雷击。
轮胎识别器可以会受到车辆在运行过程中横向力的影响，为了避免其受到损伤，通常是采用称重传感器或行程开关来缓解其水平冲击力，尤其是车辆在提速或刹车时候所产生的。在安装好轮胎传感器之后，该需要用泥水进行封存，一般其防护等级都能够达到IP68，同时还能够避免杂质卡住传感器[2]。
红外分离单元在判断车辆是否通过的时候，主要的依据是红外光是否被遮挡。其工作原理是当被遮挡的红外光超过设定数值之后，光幕就会输出“OFF”信号；如果没有遮挡之后，光幕就会输出“ON”信号。因此一定要时刻保证光幕的清洁干净，这样才能够看清信号。
线圈感应单元中，由控制器和线圈共同组成振荡器，如果车辆靠近的话，其中的信号会出现变化，通过对频率变化的检测，就能够判断车辆是否存在。
数据采集单元中需要完成信息采集、轮胎识别、线圈感应等，当完成与处理之后，再向中央控制单元传送相应的车辆信息。
中央控制器是系统中的核心装置，通常应用的都是工业控制计算机，对可靠性的要求比较高。通过处理数据采集单元中传送的红外分离信号、轮胎识别、线圈感应、重量数据等信息，就能够向车道收费机中传送车辆的加速度、速度、超限、轴型、车型、总重、轴重等信息[3]。
二、常见故障及排查方法
（一）车辆信息丢失
在高速公路计重收费系统中，车辆信息丢失是常见的故障之一，主要是在收费机上不能显示出车辆的相关信息，这样收费人员就不能获取相应的数据。比如在车辆已经经过称重区之后，车道收费机上仍然没有反应出相关信息；或者是收费机出现闪烁现象；严重的话甚至会导致原先已经录入的信息丢失。这样一来，会对收费站的工作效率产生直接的影响。
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排查方法：一是车辆在经过称重区的时候，速度过快，导致数据采集单元没有采集到有用信息，通过有效的增加台面长度，就能够控制车辆信息出现丢失问题；二是收费系统不能将车辆的信息正常的提供出来，这就可以对数据检测器进行检查；三是中央控制器在受到电磁场或谐波的强烈干扰下，不能自行恢复到正常的工作状态，因此需要加强应用抗干扰措施；四可能会由于通信线路出现松动，进而产生通信故障，检修人员需要对通信线路连接点进行及时的检测，并恢复正常通信[4]。
（二）轮轴识别错误
当车辆在经过称重区的时候，可以会出现轮轴识别错误的现象，进而导致车轴增加或丢失，这就需要对车辆信息进行修改。在一般情况下，轮轴识别措施主要是发生在大型车辆当中，这主要是由于车辆的重量已经超出了承载范围，进而其信息难以准确显示，导致信息错误。如果出现了该故障的话，车辆就需要再次称重，后续车辆等待时间明显增加，造成交通阻塞，影响其正常通行。
排查方法：按照系统工作原理可以得出，出现轮轴识别错误的原因通常是由于内置传感器的感应能力衰退或丧失，这就需要改造应用。在相关调查研究结果中显示，有超过70%的计重收费系统出现轮轴识别错误都是由于秤台限位过紧、过松等问题[5]。因此一方面可以根据实际情况增加秤台的数量，对车辆轮轴进行多台识别；另一方面是增加称重的次数，通过多次检测就能够有效的防止出现轮轴识别故障。
（三）称量精度偏差
在收费站计费中，车辆称重数据是主要的参考依据，因此称重数据的准确性会在很大程度上决定着系统运行的效率。由于在高速公路上行驶的车辆不断增加，特别是在节假日期间，车流量比较大，传统称重系统出现失误或故障的机率也随之增加，在信息录入中准确性也有所缺失。其中最常见的主要就是称重精度偏差，一是在重量方面存在差异；二是车型识别率比较低，对系统计算费用产生误导。
排查方法：造成称重精度产生偏差的原因具有一定的多样性和复杂性，通过分析研究可以发现，其主要表现在三个方面：一是车辆在经过称重区域的时候，出现提速或刹车现象，进而造成瞬时性的数据出现偏差，而且如果通过的速度比较快的话，会增加数据采集的不准确性，因此在高速公路的称重收费系统前，应该告知司机减速慢行，进而提高收集数据的准确性。二是秤台自身存在问题，如结构稳定性较差，在受力之后出现不稳定现象，这就需要对秤台进行调整，保证其结构稳定[6]。三是传感器出现问题，在计重收费系统中，可以采用多个秤台，通过科学分析多个有效数据量，称重精度的准确性会显著提高。
结语
总的来说，在高速公路设置计重收费系统，不仅仅能够增加公共财政收入，减轻国家在公共基础设施方面的资金投入压力，同时也能够对车流量进行合理的调控，保证其能够协调运行。针对当前在系统中存在的常见问题，检测人员需要加强对系统设备自身的检查，消除系统本身的影响因素，还需要规范车辆的称重过程，保证系统能够快速的录入准确信息，提高系统的运行效率。
参考文献：
[1]潘越.对高速公路计重收费系统常见故障及排除方法的研究[J].广东科技,2012,11:125-126.
[2]金岩.计重收费系统常见故障及排查方法之研究[J/OL].电子测试,2017(06).http://www.cnki.net/kcms/detail/10.16520/j.cnki.1000-8519.2017.06.047.html
[3]温俊龙.浅析计重设备的维护保养及故障解决办法[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2016,12:159-160.
[4]梁硕.高速收费系统中故障及处理方法分析[J].科技风,2015,19:23.
[5]庞宏源.高速公路计重收费常见问题及处理方法[J].机械管理开发,2011,06:114+116.
[6]闫晓文.浅议收费系统中常见故障及处理方法[J].价值工程,2014,19:55-56.
论文作者:耿建
论文发表刊物:《电力设备》2017年第9期
论文发表时间:2017/8/1
标签：称重论文; 车辆论文; 收费系统论文; 高速公路论文; 轮轴论文; 方法论文; 信息论文; 《电力设备》2017年第9期论文;