本文通過對(duì)非規(guī)范過秤減重作弊行為進(jìn)行分析，構(gòu)建了陣列彎板式計(jì)重收費(fèi)系統(tǒng)，從而對(duì)抑制非規(guī)范過秤減重作弊行為的原理進(jìn)行了初步探討。
在高速公路收費(fèi)日常運(yùn)營(yíng)過程中，貨車司機(jī)有各種各樣的作弊方法，經(jīng)常反復(fù)倒車后以非規(guī)范過稱的行駛行為多次稱重，以達(dá)到降低稱重結(jié)果，減少繳納通行費(fèi)的目的，這不僅嚴(yán)重降低了收費(fèi)站車輛通行的能力，也助長(zhǎng)了不良的社會(huì)風(fēng)氣，嚴(yán)重干擾了高速公路正常的收費(fèi)秩序。為此本文提出了陣列彎板式計(jì)重收費(fèi)系統(tǒng)，在提高計(jì)重收費(fèi)系統(tǒng)稱重精度，抑制非規(guī)范行駛減重作弊行為方面進(jìn)行了探討分析。
一、現(xiàn)狀分析
調(diào)查和研究發(fā)現(xiàn)，車輛的非規(guī)范行駛減重作弊是造成軸重式動(dòng)態(tài)稱重設(shè)備獲得車輛總重量明顯減輕的主要原因。這些非規(guī)范行駛減重作弊方式主要包括：跳秤、扭秤、沖秤及前后沖剎過秤等。
跳秤是利用半掛或全掛貨車主動(dòng)軸在車輛的第二、三軸時(shí)的情況，過秤時(shí)使車輛駕駛樓升起、重心后移并使軸重量嚴(yán)重降低的行駛方式，因形似人立定跳遠(yuǎn)，故被稱為“跳秤”。嚴(yán)重“跳秤”行駛時(shí)，車輛首軸的稱重重量降低為其真實(shí)重量的50%以下。
扭秤是車輛過磅時(shí)采用走S形的方式，造成對(duì)車輛軸重稱量時(shí)車輛同一軸上兩側(cè)車輪不同時(shí)處在軸重秤臺(tái)上造成軸重重量降低的行駛方式。尤其對(duì)超寬車道同時(shí)采用較窄的軸重秤臺(tái)時(shí)的情況最為嚴(yán)重，部分車輛可以減少40%的軸重。
沖秤及前沖后剎過秤時(shí)利用軸重式秤臺(tái)的稱重響應(yīng)在車輛行駛速度超過一定值后急速衰減的特性，車輛采用較高的行駛速度通過稱重檢測(cè)區(qū)從而達(dá)到減輕重量的行駛行為。更有甚者，在大型多軸車輛過磅時(shí)，車輛前部各軸過秤時(shí)加速通過，車輛后部各軸組過秤時(shí)減速通行，造成車輛在稱重過程中重心變化，達(dá)到降低車輛總重的目的。
二、陣列彎板式計(jì)重收費(fèi)系統(tǒng)構(gòu)成
陣列彎板式計(jì)重系統(tǒng)主要由彎板式稱重傳感器陣列組合、一套輪重識(shí)別器、一套光柵分車器、一套地感線圈和一個(gè)數(shù)據(jù)采集與處理機(jī)柜（含多通道稱重處理器、控制及保護(hù)單元、車輛信息采集器）等組成。其平面布置圖如圖1所示。
三、陣列彎板式計(jì)重系統(tǒng)構(gòu)成
陣列彎板式計(jì)重收費(fèi)系統(tǒng)由四塊彎板式稱重傳感器構(gòu)成的陣列式組合來形成車道中行車方向較寬的前后兩道動(dòng)態(tài)稱重檢測(cè)區(qū)，可對(duì)車輛輪軸多次稱重檢測(cè)以及對(duì)車輛輪軸速度和加速度的精確檢測(cè)，可以進(jìn)一步提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)稱重精度。針對(duì)跳秤、扭秤、沖秤及前沖后剎過秤這三類主要的非規(guī)范行駛減重作弊行為，陣列彎板式計(jì)重收費(fèi)系統(tǒng)的抑制原理如下。
（一）跳秤
陣列彎板式計(jì)重收費(fèi)系統(tǒng)中彎板式稱重傳感器陣列式安裝布置方式，稱重檢測(cè)區(qū)內(nèi)有四塊同規(guī)格彎板式稱重傳感器形成兩道左右輪重（軸重）檢測(cè)區(qū)間，可對(duì)車輛各軸進(jìn)行兩次輪重稱量，完全等效于加寬了稱重檢測(cè)區(qū)間。如果車輛仍采用跳秤作弊的方式通行，則跳秤的車軸會(huì)“砸向”后方第二道稱重檢測(cè)區(qū)，反而造成車輛總重增加。
（二）扭秤
陣列彎板式計(jì)重收費(fèi)系統(tǒng)中彎板式稱重傳感器陣列式安裝布置方式，車輛扭秤時(shí)左右輪重分別計(jì)量，因此，扭秤時(shí)不存在軸重的損失，即使小車完全從單側(cè)彎板傳感器上駛過，前后稱重檢測(cè)區(qū)的兩次稱量，也足可保證動(dòng)態(tài)稱重準(zhǔn)確度不受影響。
（三）沖秤及前沖后剎過秤
沖秤及前沖后剎過秤主要依據(jù)是車輛重心變化時(shí)，車輛前后各軸即時(shí)軸重會(huì)發(fā)生變化。即車輛前沖過秤時(shí)，被檢測(cè)車輛的重心后移，致使檢測(cè)到的車輛前部各軸軸重減輕；而車輛后剎過秤時(shí)，被檢測(cè)車輛的重心前移，致使檢測(cè)到的車輛后部各軸軸重減輕，最終使車輛的總重量減輕。
原彎板式計(jì)重收費(fèi)系統(tǒng)采用彎板式稱重傳感器上重量上下門限的時(shí)間長(zhǎng)短來間接測(cè)量車輛的輪（或軸）速度，受輪胎抓地距離和輪載荷大小的影響較大，速度測(cè)量很不準(zhǔn)確，只可實(shí)現(xiàn)車輛行駛狀態(tài)粗略的定性判斷，而無法做到精確的定量分析。而陣列彎板式計(jì)重收費(fèi)系統(tǒng)，車輛的輪（或軸）速度是以同側(cè)前后兩個(gè)彎板式稱重傳感器的固定距離作為測(cè)速區(qū)間，不受車輛輪胎抓地距離的影響，因此軸速度測(cè)量很準(zhǔn)確，同一軸駛過稱重檢測(cè)區(qū)域時(shí)不僅能夠檢測(cè)到兩個(gè)稱重區(qū)間的速度，并可以得到同一軸過稱重檢測(cè)區(qū)間的加速度大小。從而可以清晰判斷出車輛過秤時(shí)的行駛狀態(tài)，為沖剎治理算法的運(yùn)行提供了充分的修正依據(jù)。
四、結(jié)束語
陣列彎板式計(jì)重系統(tǒng)是在高速公路現(xiàn)有計(jì)重收費(fèi)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，通過增加兩塊彎板式稱重傳感器，在單條車道中實(shí)現(xiàn)行車方向前后兩道動(dòng)態(tài)稱重檢測(cè)區(qū)，實(shí)現(xiàn)單個(gè)輪軸多次稱重檢測(cè)以及對(duì)車輛輪軸和加速度的精確檢測(cè)，從技術(shù)層面上實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛非規(guī)范過秤減重作弊行為的強(qiáng)力抑制。
