【摘 要】近年來(lái)，高速公路通過車輛計(jì)重系統(tǒng)的設(shè)置，有效控制了高速公路因車輛過載而發(fā)生的交通事故，同時(shí)也在很大程度上延遲了高速公路的使用壽命。然而與此同時(shí)，駕駛員也利用了車輛計(jì)重系統(tǒng)的漏洞，通過拖秤、沖秤等行駛方法進(jìn)行計(jì)重作弊，從而使計(jì)重器出現(xiàn)了計(jì)量不準(zhǔn)確的現(xiàn)象。針對(duì)這種現(xiàn)象，通過聯(lián)體計(jì)重的方法取代單體計(jì)重成為了一個(gè)比較好的應(yīng)對(duì)方式。通過增加檢測(cè)區(qū)間、增長(zhǎng)秤重平臺(tái)的縱寬、通過雙聯(lián)軸同時(shí)秤重等方法可以全面提升計(jì)重系統(tǒng)測(cè)量的準(zhǔn)確性。在此基礎(chǔ)上，本文結(jié)合作者多年從事衡器生產(chǎn)制造以及云南省內(nèi)各高速路段收費(fèi)站計(jì)重秤的維護(hù)、改造的經(jīng)驗(yàn)，依據(jù)現(xiàn)有計(jì)重秤現(xiàn)狀，具體敘述了聯(lián)體計(jì)重器的五大組成部分，通過對(duì)動(dòng)態(tài)稱重平臺(tái)、輪軸識(shí)別器、車輛分離器、環(huán)形線圈（可選）及稱重?cái)?shù)據(jù)控制柜的論述，系統(tǒng)的闡明了高速公路計(jì)重收費(fèi)中的“拖秤”作弊防護(hù)策略

【關(guān)鍵詞】秤重；高速公路；拖秤；防護(hù)策略

計(jì)重收費(fèi)的方式是高速公路所采取減輕公路承壓的一種主要方式，可以打達(dá)到減輕公路重量壓力，延長(zhǎng)公路使用壽命的目的。與此同時(shí)，部分車主也想方設(shè)法，通過多種行車方式以降低通過計(jì)重設(shè)備時(shí)的重量，這不僅會(huì)給高速公路路面維護(hù)造成嚴(yán)重影響，同時(shí)也會(huì)影響計(jì)重器的壽命，其中比較典型的就是拖秤作弊現(xiàn)象。

一、“拖秤”作弊的原理

“拖秤”作弊是比較常見的高速公路計(jì)重作弊方式，車輛以高速通過秤重平臺(tái)，并在輪胎壓在秤臺(tái)后，快速剎車從而使車輛的中心發(fā)生后移，從而使計(jì)重器的測(cè)量產(chǎn)生偏差?！巴铣印弊鞅卓梢詷O大的影響計(jì)重器的精準(zhǔn)度，最大時(shí)甚至可以使計(jì)重器少秤車重達(dá)15%。

“拖秤”作弊的原理如下：貨車的重心一般高于路面1m，在車輛加速和減速時(shí)，車輪會(huì)與路面產(chǎn)生摩擦力，此力會(huì)產(chǎn)生力矩作用從而讓車輛圍繞中心點(diǎn)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的趨勢(shì)，由此，各軸所收到的力就會(huì)相應(yīng)改變，其大小和在秤太上持續(xù)的時(shí)間對(duì)測(cè)量的結(jié)果有著很大影響。此外，車輛自身的結(jié)構(gòu)、運(yùn)載貨物的位置、水平秤的長(zhǎng)度等也會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生很大的影響。

如圖1所示，貨車在經(jīng)過臺(tái)秤時(shí)，其所有重量都會(huì)反應(yīng)在臺(tái)秤智上，因此，臺(tái)秤可以準(zhǔn)確反映車輛在各軸上的重量。但是當(dāng)貨車剎車時(shí)就會(huì)產(chǎn)生“拖秤”現(xiàn)象，這時(shí)，貨車的原始重量就會(huì)因?yàn)閼T性的原因向水平方向發(fā)生傾斜，并由此被分解。根據(jù)力矩平衡規(guī)律，原始重量G在剎車時(shí)，向下的重量就被分解為：G1 = G × cosθ。由于cosθ<1，因此G1也必然小于1。由此可知，車輛如果采用“拖秤”的作弊方式通過秤臺(tái)那么必然會(huì)使承臺(tái)所受到的垂直方向的壓力減輕。

與拖秤的原理相似，貨車還經(jīng)常通過沖秤的進(jìn)行作弊，其操作方式如下，黨貨車前軸進(jìn)入進(jìn)入計(jì)重器時(shí)，突然猛踩油門后當(dāng)車輛速度提升后在進(jìn)行剎車。當(dāng)車輛前軸過秤時(shí)，重心實(shí)際是在車輛整體靠后位置，當(dāng)車輛后軸過秤時(shí)，重心實(shí)際是在車輛整體靠前的位置，這樣就欺騙了計(jì)量器，使稱重的數(shù)量小于車輛本身的實(shí)際重量。

二、“拖秤”作弊防護(hù)策略分析——以聯(lián)體秤為例

針對(duì)拖秤作弊現(xiàn)象，目前比較常見的策略是通過聯(lián)體秤取代單體稱以達(dá)到對(duì)車輛重量的更準(zhǔn)確的測(cè)量。當(dāng)然，單體稱和聯(lián)體秤系統(tǒng)兩者的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是相同的，其最大的區(qū)別在于聯(lián)體秤計(jì)重系統(tǒng)是通過2個(gè)秤臺(tái)的組合實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛重量更加準(zhǔn)確的測(cè)量，亦即在原有臺(tái)秤的基礎(chǔ)上增加了一個(gè)秤臺(tái)用來(lái)專門測(cè)量車輛的行駛狀態(tài)。在這種情況下，聯(lián)體秤較單體秤的臺(tái)面長(zhǎng)度增加了800mm。與此相應(yīng)，相比于車輛單體稱系統(tǒng)，聯(lián)體秤系統(tǒng)在軟件上還增加了重量補(bǔ)足模型，由此，極大的避免了車輛由于拖秤、沖秤等行為而造成的車輛重量計(jì)量錯(cuò)誤等現(xiàn)象。具體而言，相比于傳統(tǒng)的單體秤，聯(lián)體秤的“拖秤”作弊防護(hù)策略主要為以下幾個(gè)方面：

一是增加了檢測(cè)區(qū)間，在心理層面減少了駕駛員的作弊意圖，從而在最大程度上減少了秤重過程中認(rèn)為因素的影響；二是增加了秤重平臺(tái)的縱寬，擴(kuò)大了稱重的范圍，從而讓系統(tǒng)能夠更加準(zhǔn)確的監(jiān)控到車輛的不規(guī)范行駛行為；三是通過雙聯(lián)軸同時(shí)秤重，提高了稱重的精度。與單體秤相比，聯(lián)體秤增加了2個(gè)傳感器，通過增加數(shù)據(jù)采集通道，增加數(shù)據(jù)的采集量，最終提升測(cè)量精準(zhǔn)度。四是通過配備數(shù)字接線盒，完成實(shí)體信息向數(shù)據(jù)信息的轉(zhuǎn)變，這就不僅能滿足動(dòng)態(tài)稱重系統(tǒng)對(duì)稱重傳感器快速響應(yīng)的要求，而且極大地提高了稱重系統(tǒng)抗干擾的能力。與此同時(shí)，聯(lián)體秤稱重平臺(tái)還具有自我診斷的功能，可以以最快速度發(fā)現(xiàn)傳感器發(fā)生的故障，減小錯(cuò)測(cè)和漏測(cè)得可能性。

三、聯(lián)體秤系統(tǒng)的構(gòu)成

聯(lián)體秤計(jì)量系統(tǒng)對(duì)于防止車輛拖秤作弊具有良好的效果，通過雙臺(tái)秤接合式的構(gòu)造實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛重量作弊的有效防控。具體而言，聯(lián)體稱稱重系統(tǒng)包括五個(gè)組成部分，分別是動(dòng)態(tài)稱重平臺(tái)、輪軸識(shí)別器、車輛分離器、環(huán)形線圈（可選）及稱重?cái)?shù)據(jù)控制柜。

動(dòng)態(tài)稱重平臺(tái)是稱重系統(tǒng)的核心，在動(dòng)態(tài)狀態(tài)下測(cè)量車輛的軸重和總重。需要注意的是，聯(lián)體稱動(dòng)態(tài)稱重平臺(tái)是有效判斷車輛是否進(jìn)行拖稱作弊的有效工具。當(dāng)車輛通過第一個(gè)臺(tái)秤時(shí)，系統(tǒng)可以確保數(shù)據(jù)傳遞至1通道的傳感器，同時(shí)讓3通道的傳感器無(wú)數(shù)據(jù)。當(dāng)車輛通過第二個(gè)臺(tái)面時(shí)，則可以讓數(shù)據(jù)傳遞至3通道，同時(shí)讓1通道無(wú)數(shù)據(jù)。此時(shí)，當(dāng)車輛嘗試做出拖秤作弊行為時(shí)，水平方向存在重力的分量。因此車輛過秤時(shí)，相應(yīng)的通道的傳感器就不會(huì)歸零，從而確保拖秤作弊行為被有效的識(shí)別。

車輛分離器主要講相鄰車輛進(jìn)行區(qū)分，由此為單輛車的稱重業(yè)務(wù)提供完整的開始和結(jié)束的信息流，目前常見的車輛分離器是紅外車輛分離器和線圈車輛分離器。輪軸識(shí)別器主要用于識(shí)別車輛的車型，由一系列傳感器和數(shù)據(jù)采集器組成，通過線陣式的分布分散在秤臺(tái)的兩側(cè)。數(shù)據(jù)控制柜，將車輛的各類信號(hào)和數(shù)據(jù)收集上傳至計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行分析，準(zhǔn)確甄別拖秤作弊行為的數(shù)據(jù)系統(tǒng)，同時(shí)對(duì)車輛作弊數(shù)據(jù)做量化處理，通過三角函數(shù)擬合算法對(duì)車輛的真實(shí)重量進(jìn)行不足。環(huán)形線圈通過對(duì)測(cè)速、倒車、收尾的檢測(cè)，排除非車輛的人物對(duì)系統(tǒng)的影響，從而減少錯(cuò)誤發(fā)生的概率。

聯(lián)體秤計(jì)量系統(tǒng)是一個(gè)動(dòng)態(tài)的稱重系統(tǒng)。當(dāng)車輛進(jìn)入稱重軌后，其輪軸會(huì)一次通過輪軸掃描器、重量感應(yīng)器、車輛紅外線掃描儀和環(huán)形線圈。輪軸掃描器會(huì)檢測(cè)出經(jīng)過的車輛的輪胎的直徑和寬度，辨識(shí)車輛是雙胎還是單胎；重量感應(yīng)器會(huì)對(duì)車輛每一個(gè)軸的重量信息，紅外線掃描儀則可以判斷車輛通過的狀態(tài)。當(dāng)車輛離開后，控制平臺(tái)會(huì)處理會(huì)對(duì)稱重系統(tǒng)對(duì)車輛稱重所形成的重量信息進(jìn)行判斷，包括軸型、軸重、胎數(shù)、軸距、速度等。收費(fèi)車道計(jì)算機(jī)會(huì)根據(jù)所得到信息數(shù)據(jù)計(jì)算出車輛的通行費(fèi)。

四、結(jié)論

近年來(lái)，高速公路通過車輛計(jì)重系統(tǒng)的設(shè)置，有效控制了高速公路因車輛過載而發(fā)生的交通事故，同時(shí)也在很大程度上延遲了高速公路的使用壽命。然而與此同時(shí)，駕駛員也利用了車輛計(jì)重系統(tǒng)的漏洞，通過拖秤、沖秤等行駛方法進(jìn)行計(jì)重作弊，從而使計(jì)重器出現(xiàn)了計(jì)量不準(zhǔn)確的現(xiàn)象。針對(duì)這種現(xiàn)象，公路管理運(yùn)營(yíng)方需要通過技術(shù)手段制定應(yīng)對(duì)高速公路計(jì)重收費(fèi)中的“拖秤”作弊的防護(hù)策略。在諸多防護(hù)手段中比較有效的策略是設(shè)置聯(lián)體秤系統(tǒng)取代單體秤系統(tǒng)，通過增加檢測(cè)區(qū)間、增長(zhǎng)秤重平臺(tái)的縱寬、通過雙聯(lián)軸同時(shí)秤重等方法全面提升計(jì)重系統(tǒng)測(cè)量的準(zhǔn)確性。

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作者簡(jiǎn)介：

李建偉，1982.5，男，漢族，云南昆鋼重型裝備制造集團(tuán)有限公司衡器廠，研究方向：自動(dòng)化電子衡器（工業(yè)）及電氣自動(dòng)化控制

（作者單位：云南昆鋼重型裝備制造集團(tuán)有限公司衡器廠）