高速公路用整车地磅计量设备是高速公路计重收费的开展方向，该产品替代轴计量设备，可有效根绝各种作弊行为。本文分别引见了静态和动态称重的原理，并从系统组成动身，经过对各种部件优缺陷的剖析，提出了细致的设计选择意见。
1.概述
在高速公路刚刚开端施行计重收费时，对超限运输起到了较好的遏制造用，通行费收入明显增加。但是计重设备普遍运用的是轴计量设备，从计量设备原理上请求车辆必需匀速经过才干较精确的计量。局部车主受利益驱动，呈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，形成了高速公路通行费的流失，并且极易引发交通事故。为了遏制不标准过秤偷逃车辆通行费行为，减少收费争议，进步通行效率，减少平安隐患，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。整车计量可根绝各种作弊行为，是高速公路计重收费的开展方向。
2.整车计量称重原理
2.1静态称重原理
地磅是应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，电桥处于均衡状态，输出为零。当弹性体接受载荷时，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。
将多个称重传感器装置在秤台的下方，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，秤台将所受力传送到各个称重传感器上，使应变电桥的电阻发作变化，惹起输出电压变化，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处置后最终显现称重数值。
2.2动态称重原理
第一辆车在行驶到秤台计重时，车辆别离器被遮挡，系统感知到车辆开端上衡。车轴依次经过嵌入式轴重仪，系统剖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，经称重电路放大并停止AD转化为数字信号，称重单元依据数字信号计算出秤台上车辆的重量。当车辆分开光幕后，系统感知到车辆完整上衡，自动判别出车辆的车型、车速、行驶方向等数据，并依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。
在第一辆车完整下秤前，假如有第二辆车上衡，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，当第二辆车完整上衡后，系统会依据下秤端嵌入式轴辨认器的数据，确认第一辆车能否开端下秤，假如曾经开端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停止上传。
在第一辆车完整下秤前，假如有第三辆车上秤，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，当第三辆车完整上衡后，系统会依据下秤端嵌入式轴辨认器的数据，确认第一辆车能否开端下秤，假如曾经开端下秤，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停止上传。
假如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、下秤端轮轴辨认器、上秤端轮轴辨认器、计重控制系统、车辆别离器、防滑、轮胎阻隔器防擦边等局部组成。
分离收费站收费岛长度和车道宽度，秤台尺寸设计为多种规格，比方3mx 21m、3.4mx21m等。
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构造和U型梁构造两种方式的汽车衡，普遍的状况是正常车道采用U型梁构造，超宽车道采用型钢构造。汽车衡面板普通是采用两块钢板拼焊或者采用整板。两块钢板拼焊方式本钱低，但是秤台刚性低，长期运用容易呈现秤体变形，整板焊接秤台刚性强，但是本钱偏高。地磅秤台普通是米用C〇2气体维护焊接，焊接完成后需求抛丸喷砂预处置，保证漆膜附着强度。外表加铺花纹钢板，有效进步设备的耐磨性能和防滑性能。
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。因而高速公路整车计量产品中，普遍运用的是柱式传感器，性能愈加优越，牢靠性更高。
3.2车辆别离器
车辆别离器的作用是别离车辆，给计重控制系统收尾信号，以便于系统停止车辆的数据运算。高速公路计重收费运用的车辆别离器有两种，一种是红外光栅，也称为光幕;一种是地感车辆检测器。光幕的特性是检测快速、精确，能够别离间距超越0.1米的车辆，缺陷是装置在平安岛上，有可能被车辆损坏。地感车辆检测器特性是埋于道路内部，不容易损坏，但是检测精确性不高，两车间距小于1.5m容易误判。这两种设备特性鲜明，因而高速公路计重收费计重控制系统中普通是配合运用，即当光幕工作正常时系统采用光幕信号作为车辆别离信号，当光幕呈现毛病后，系统自动切换为地感车辆检测器信号，并发出光幕毛病报警。
3.3下秤端轴辨认器
下秤轴辨认器位于收费亭端，普通由2只压力传感器组成，整体装置，可对过衡车辆的轴数、轴重、轴重的压力比例停止自动记载。与传统轮胎辨认器相比，可大幅度进步轴数辨认率，为计重控制系统提供精确的下秤轴数据。轮轴辨认器的长度与称重平台顺应，普通车道检测宽度21100mm,超宽车道检测宽度21500mm。当轴辨认器发作毛病时，能够经过硬件和软件发出毛病报警。
3.4计量控制系统与下秤端轴辨认器相比，上秤端轴辨认器任务更重。它除了可对上衡车辆的轴数、轴重、轴重的压力比例自动记载外，还担负着判别车辆车型、行驶方向、行驶速度的重担。由于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。它普通由6只压力传感器组成，宽度与秤台宽度分歧并分为两路输出信号，为计重控制系统提供精确的上秤轴数据。依据不同的收费站，可单独停止门限值调整，顺应性更高。当轮轴辨认器发作毛病时，能够经过硬件和软件发出毛病报警。
计量控制系统是高速公路整车计重收费系统的控制中心。该系统可自动接纳来自称重传感器、上秤端辨认器、下秤端轴辨认器、车辆别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，车流量大的特性，请求计重控制性能稳定，能便当地停止参数设置，操作烦琐，工作环境顺应才能强。早期的轴计量产品中，控制系统相比照较简单，显现信息有限，曾经不能满足目前运用需求。整车计重控制系统请求采用LCD显现屏，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，便当设备检修;系统接口也请求带有规范PS/2键盘接口、以太网接口、RS- 232C串口、车辆别离器接口、轮轴辨认传感器接口、红绿灯控制接口、栏杆机控制接口等，便于后期功用晋级。
3.5防滑
防滑是高速公路整车计量的一个关键问题，特别是雨天时假如处置不好防滑问题，容易形成车辆打滑失控或者追尾，产生很多不用要的费事。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，初期防滑效果比拟好，但拉毛后棱角锋利对轮胎损伤较大，且其工艺性较差闼为该资料在涂覆前需求将钢板外表采用喷砂方式清算洁净，其涂覆后其他不掩盖局部只能手动刷漆而不能采用自动喷漆和油漆烘干，从而使其他暴露局部防腐、防锈性能以及美观性大大降低，且与金属台面的粘合力差，容易零落，而且零落后现场恢复受环境温度、湿度影响大，不易恢复，且维护本钱高，施工周期长(常温下约需15天才可运用。
2.钢筋防滑:即在秤台外表沿行车方向焊接钢筋条，特性是:焊缝强度低，钢筋易开焊零落，车辆过衡平稳感较强，驾乘感受较差。
3.满铺花纹板防滑:假如采用秤台满铺花纹钢板的方式，在部分花纹磨损后无法在现场改换。
4.断续铺花纹板防滑:在秤体外表铺设优质扁豆型花纹钢板,全部花纹钢板经调平处置后，放置在秤面子板上，用重物压实，再用二氧化碳气体维护焊停止连续焊接。花纹板共铺设四路，可以掩盖通用公路车辆的行驶区域，保证各类车辆均可取得理想的防滑效果。花纹板采用断续散布构造，经过改动车辆轮胎与防滑板的摩擦因数，到达进步最终防滑效果的目的;断续规划的构造便于现场部分改换，减少改换时间，大大进步维护效率，便于外表积水排出。
3.6轮胎阻隔器舫擦边
在整车计量产品中，为防备车轮碾压根底路面、轮胎侧向摩擦岛缘石等人为作弊，普通都装置有车辆轮胎阻隔器，俗称防擦边。市场上常见的防擦边构造有3种，分别是:反C型，倒V型和倒U型。其中反C型呈现最早，特性是构造简单本钱低，缺陷是强度差，重车挤压容易变形，目前根本被淘汰。倒V型特性是加工简单本钱低，采用两条钢板放成倒V型并焊接即可，缺陷是焊口尖利，容易割破轮胎形成争议。倒U型采用热轧板材，经一体化折弯后，呈倒U型截面，再运用周边连续焊接技术与秤台连为一体。一体化折弯工艺经过冷作硬化原理进步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，具有焊接剩余应力少、强度高、牢靠性好、外形美观等特性。车辆轮胎阻隔器呈倒U型截面，具有底宽顶圆特性，有效防止了可能存在的轮胎划伤等现象，从而保证行车平安。同时车辆轮胎阻隔器在秤台面上断续规划，便于外表积水排出。
4.完毕语
整车计量产品的工作原理和构造特性决议了车辆秤量的精确性和不可作弊性。理论也证明了它契合高速公路计重收费开展的新需求，处理了轴计量设备无法处理的很多理想问题，在将来很长的时间内将是计重收费的主流设备
