⾼速公路整车地磅计量称重原理
⾼速公路⽤整车地磅计量设备是⾼速公路计重收费的发展⽅向，该产品替代轴计量设备，可有效杜绝各种作弊⾏为。本⽂分别介绍了静态和动态称重的原理，并从系统组成出发，通过对各种部件优缺点的分析，提出了详细的设计选择意见。
1.概述
在⾼速公路刚刚开始实施计重收费时，对超限运输起到了较好的遏制作⽤，通⾏费收⼊明显增加。然⽽计重设备普遍使⽤的是轴计量设备，从计量设备原理上要求车辆必须匀速通过才能较准确的计量。部分车主受利益驱动，出现了各种各样的作弊现象。车辆作弊减少通⾏费问题严重扰乱了正常的收费站⼯作，造成了⾼速公路通⾏费的流失，并且极易引发交通事故。为了遏制不规范过秤偷逃车辆通⾏费⾏为，减少收费争议，提⾼通⾏效率，减少安全隐患，降低收费现场管理难度，⽬前⾼速公路普遍将轴计量设备更新换代为整车计量设备。整车计量可杜绝各种作弊⾏为，是⾼速公路计重收费的发展⽅向。
2.整车计量称重原理
2.1静态称重原理
地磅是利⽤应变电测原理称重，在称重传感器的弹性体上粘贴有应变计，组成惠斯顿电桥，在零负载时，
电桥处于平衡状态，输出为零。当弹性体承受载荷时，各应变计随之产⽣与载荷成⽐例的应变，由输出电压即可测出外加载荷的⼤⼩。
将多个称重传感器安装在秤台的下⽅，多个传感器电缆线引⼊接线盒⾥并联，然后⽤⼀根电缆线接⼊仪表。当汽车驶上秤台后，秤台将所受⼒传递到各个称重传感器上，使应变电桥的电阻发⽣变化，引起输出电压变化，即输出了电信号，此电信号传输到仪表内，经数字滤波、线性放⼤、A/D转化、经CPU处理后最终显⽰称重数值。
2.2动态称重原理
第⼀辆车在⾏驶到秤台计重时，车辆分离器被遮挡，系统感知到车辆开始上衡。车轴依次通过嵌⼊式轴重仪，系统分析出车辆的轴数和⾏驶⽅向。秤体传感器感知到车辆的压⼒并转化为电信号，经称重电路放⼤并进⾏AD转化为数字信号，称重单元根据数字信号计算出秤台上车辆的重量。当车辆离开光幕后，系统感知到车辆完全上衡，⾃动判断出车辆的车型、车速、⾏驶⽅向等数据，并根据称重单元的重量计算出车辆的轴重、总重。系统将计算完成的称重信息上传⾄收费计算机，_次称量完成。
在第⼀辆车完全下秤前，如果有第⼆辆车上衡，系统采⽤与第⼀辆车相同的计算原理，计算车辆的轴数、车型、速度等数据，当第⼆辆车完全上衡后，系统会根据下秤端嵌⼊式轴识别器的数据，确认第⼀辆车是否开始下秤，如果已经开始下秤会计算第⼀辆车有⼏个车轴下秤，从⽽得出第⼀辆车在秤体
剩余的重量。秤台总重减去第—辆车的剩余重量即为第⼆辆车的重量，从⽽第⼆辆车的称重数据也计算完成，系统将第⼆辆车的数据进⾏上传。
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在第⼀辆车完全下秤前，如果有第三辆车上秤，系统采⽤与第⼀辆车相同的计算原理，计算车辆的轴数、车型、速度等数据，当第三辆车完全上衡后，系统会根据下秤端嵌⼊式轴识别器的数据，确认第⼀辆车是否开始下秤，如果已经开始下秤，会计算第⼀辆车有⼏个车轴下秤，从⽽得出第⼀辆车和第⼆辆车在秤体剩余的重量；秤台总重减去第⼀辆车和第⼆辆车的剩余重量即为第三辆车的重量，从⽽第三辆车的称重数据也计算完成，系统将第三辆车的数据进⾏上传。
如果第⼀辆车下秤前有第四辆车上秤，原理依此类推。
3.整车式计量收费系统组成
整车式计量收费系统由整车式称重平台（地磅、下秤端轮轴识别器、上秤端轮轴识别器、计重控制系统、车辆分离器、防滑、轮胎阻隔器防擦边等部分组成。
结合收费站收费岛长度和车道宽度，秤台尺⼨设计为多种规格，⽐如3mx 21m、3.4mx 21m等。伊能静牵手门
3.1整车式称重平台
整车式称重平台也就是我们常说的地磅秤体含称重传感器。⽬前市场上存在型钢结构和U型梁结构两种形式的汽车衡，
整车式称重平台也就是我们常说的地磅秤体含称重传感器。⽬前市场上存在型钢结构和U型梁结构两种形式的汽车衡，普遍的情况是正常车道采⽤U型梁结构，超宽车道采⽤型钢结构。汽车衡⾯板⼀般是采⽤两块钢板拼焊或者采⽤整板。两块钢板拼焊⽅式成本低，但是秤台刚性低，长期使⽤容易出现秤体变形，整板焊接秤台刚性强，但是成本偏⾼。地磅秤台⼀般是⽶⽤C〇2 ⽓体保护焊接，焊接完成后需要拋丸喷砂预处理，保证漆膜附着强度。表⾯加铺花纹钢板，有效提⾼设备的耐磨性能和防滑性能。
党员发展工作总结地磅称重传感器主要有桥式和柱式两⼤类型。桥式传感器的优点是抗侧向⼒强，主要⽤于静态地磅。柱式传感器的优点是动态响应快，体积⼩，便于维护，主要⽤于动态地磅。因此⾼速公路整车计量产品中，普遍使⽤的是柱式传感器，性能更加优越，可靠性更⾼。
3.2车辆分离器
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车辆分离器的作⽤是分离车辆，给计重控制系统收尾信号，以便于系统进⾏车辆的数据运算。⾼速公路计重收费使⽤的车辆分离器有两种，⼀种是红外光栅，也称为光幕；⼀种是地感车辆检测器。光幕的特点是检测快速、准确，可以分离间距超过0.1⽶的车辆，缺点是安装在安全岛上，有可能被车辆损
坏。地感车辆检测器特点是埋于道路内部，不容易损坏，但是检测准确性不⾼，两车间距⼩于1.5m容易误判。这两种设备特点鲜明，因此⾼速公路计重收费计重控制系统中⼀般是配合使⽤，即当光幕⼯作正常时系统采⽤光幕信号作为车辆分离信号，当光幕出现故障后，系统⾃动切换为地感车辆检测器信号，并发出光幕故障报警。
3.3下秤端轴识别器
下秤轴识别器位于收费亭端，⼀般由2只压⼒传感器组成，整体安装，可对过衡车辆的轴数、轴重、轴重的压⼒⽐例进⾏⾃动记录。与传统轮胎识别器相⽐，可⼤幅度提⾼轴数识别率，为计重控制系统提供准确的下秤轴数据。轮轴识别器的长度与称重平台适应，普通车道检测宽度2 1100mm，超宽车道检测宽度2 1500mm。当轴识别器发⽣故障时，可以通过硬件和软件发出故障报警。
3.4计量控制系统与下秤端轴识别器相⽐，上秤端轴识别器任务更重。它除了可对上衡车辆的轴数、轴重、轴重的压⼒⽐例⾃动记录外，还担负着判断车辆车型、⾏驶⽅向、⾏驶速度的重任。因为⾼速公路计重收费⼀个很重要的数据是车型信息，它直接关系着收费⾦额，所以上秤端的设计更为复杂。它⼀般由6只压⼒传感器组成，宽度与秤台宽度⼀致并分为两路输出信号，为计重控制系统提供准确的上秤轴数据。根据不同的收费站，可单独进⾏门限值调整，适应性更⾼。当轮轴识别器发⽣故障时，可以通过硬件和软件发出故障报警。
计量控制系统是⾼速公路整车计重收费系统的控制核⼼。该系统可⾃动接收来⾃称重传感器、上秤端识别器、下秤端轴识别器、车辆分离器等部件的各类信息，将各种数据信号整合计算，得出整车重量、车速、车型、轴数、轴重、轴间距等数据，与⾼速公路称重收费软件系统⽆缝对接。
因⾼速公路计重收费车道多，车流量⼤的特点，要求计重控制性能稳定，能⽅便地进⾏参数设置，操作简便，⼯作环境适应能⼒强。早期的轴计量产品中，控制系统相对⽐较简单，显⽰信息有限，已经不能满⾜⽬前使⽤需求。整车计重控制系统要求采⽤LCD显⽰屏，全中⽂操作界⾯，称重信息包括总重、轴数、轴重、轴间距、速度等等，⽅便设备检修；系统接⼝也要求带有标准PS/2键盘接⼝、以太⽹接⼝、RS- 232C串⼝、车辆分离器接⼝、轮轴识别传感器接⼝、红绿灯控制接⼝、栏杆机控制接⼝等，便于后期功能升级。
3.5防滑
防滑是⾼速公路整车计量的⼀个关键问题，特别是⾬天时如果处理不好防滑问题，容易造成车辆打滑失控或者追尾，产⽣很多不必要的⿇烦。⽬前市场上的整车产品主要有涂料防滑、焊接钢筋防滑、满铺花纹板防滑、断续铺花纹板防滑等⼏种防滑措施，它们的优缺点如下：瓷砖品牌排名
1.涂料防滑：如果采⽤公路路⾯及船甲板等常⽤的改性环氧树脂加⾦刚砂固化或专⽤防滑涂料拉⽑⼯艺的防滑⽅式，初期防滑效果⽐较好，但拉⽑后棱⾓尖锐对轮胎损伤较⼤，且其⼯艺性较差闼为该材
料在涂覆前需要将钢板表⾯采⽤喷砂⽅式清理⼲净，其涂覆后其余不覆盖部分只能⼿动刷漆⽽不能采⽤⾃动喷漆和油漆烘⼲，从⽽使其余裸露部分防腐、防锈性能以及美观性⼤⼤降低，且与⾦属台⾯的粘合⼒差，容易脱落，⽽且脱落后现场恢复受环境温度、湿度影响⼤，不易恢复，且维护成本⾼，施⼯周期长（常温下约需15天才可使⽤。
2.钢筋防滑：即在秤台表⾯沿⾏车⽅向焊接钢筋条，特点是：焊缝强度低，钢筋易开焊脱落，车辆过衡颠簸感较强，驾乘感受较差。
3.满铺花纹板防滑：如果采⽤秤台满铺花纹钢板的⽅式，在局部花纹磨损后⽆法在现场更换。
4.断续铺花纹板防滑：在秤体表⾯铺设优质扁⾖型花纹钢板，全部花纹钢板经调平处理后，放置在秤体⾯板上，⽤重物压实，再⽤⼆氧化碳⽓体保护焊进⾏连续焊接。花纹板共铺设四路，能够覆盖通⽤公路车辆的⾏驶区域，保证各类车辆均可获得理想的防滑效果。花纹板采⽤断续分布结构，通过改变车辆轮胎与防滑板的摩擦因数，达到提⾼最终防滑效果的⽬的；断续布局的结构便于现场局部更换，减少更换时间，⼤⼤提⾼维护效率，便于表⾯积⽔排出。
3.6轮胎阻隔器舫擦边二手车买卖合同
在整车计量产品中，为防范车轮碾压基础路⾯、轮胎侧向摩擦岛缘⽯等⼈为作弊，⼀般都安装有车辆
轮胎阻隔器，俗称防擦边。市场上常见的防擦边结构有3种，分别是：反C型，倒V型和倒U型。其中反C型出现最早，特点是结构简单成本低，缺点是强度差，重车挤压容易变形，⽬前基本被淘汰。倒V型特点是加⼯简单成本低，采⽤两条钢板放成倒V型并焊接即可，缺点是焊⼝锋利，容易割破轮胎造成争议。倒U型采⽤热轧板材，经⼀体化折弯后，呈倒U型截⾯，再使⽤周边连续焊接技术与秤台连为⼀体。⼀体化折弯⼯艺通过冷作硬化原理提⾼了车辆轮胎阻隔器的整体刚度，与采⽤钢板搭焊成型的车辆轮胎阻隔器⽅式相⽐，具有焊接残余应⼒少、强度⾼、可靠性好、外形美观等特点。车辆轮胎阻隔器呈倒U型截⾯，具有底宽顶圆特点，有效避免了可能存在的轮胎划伤等现象，从⽽保证⾏车安全。同时车辆轮胎阻隔器在秤台⾯上断续布局，便于表⾯积⽔排出。
4.结束语
整车计量产品的⼯作原理和结构特点决定了车辆秤量的准确性和不可作弊性。实践也证明了它符合⾼速公路计重收费发展的新需求，解决了轴计量设备⽆法解决的很多现实问题，在未来很长的时间内将是计重收费的主流设备。
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