高速公路计重收费系统常见故障及排除方法

刘洪道

摘要：随着我国道路建设与交通运输行业的快速发展，交通运输行业竞争日益加剧，导致一些运输部门企业与车主在高额利润的驱使下，违背法律地改装车辆，违法行驶超限运输，计重收费费系统可以从根本上遏制这种问题。本文主要对高速公路计重收费系统常见故障进行分析，并提出有效的排除方法。

关键词：CC系统；故障；排除方法

中图分类号： U412.36+6.1 文献标识码： A

高速公路计重收费系统的工作原理与组成单元

高速公路计重收费系统的工作原理如下：系统通过利用轮胎识别器、称重传感器、感应线圈、红外光幕车辆分离器等设备信号，将车辆的总重、轴重、轮胎数目、轴型号、车速以及加速度等数据采取后传送给计算机系统进行分析计算业务处理。

高速公路计重收费系统主要包括称重设备、检测线圈、轮胎检测器、轴型检测器、车辆分离器、中央处理器、应用软件（如图1所示）。各组成部分的主要功能如下：

称重设备。用于称重车辆的各轴轴重以及车辆总重。

检测线圈。主要用于防止车辆倒车。

轴型检测器。车辆经过时，根据前后轴经过所用时间计算轴距，然后计算判断轴数。

轮胎检测器。车辆经过时，根据车辆轮胎的触地压力感知轮胎宽度，从而判断轮胎是单轮胎还是双轮胎。

车辆分离器。一般采用红外线光栅来区分相邻的两辆车，车辆经过时，发射端的红外线信号被车辆所遮蔽，系统开始检测车辆的重量、轴数及轴型等信息，车辆通过后，发射端的红外线信号被接收端所接收，系统结束检测，通过上述原理分离前后两辆车辆。

中央处理器。用于接收、处理由称重设备、轮胎检测器、轴型检测器及车辆分离器传递的信号和数据，并将上述数据经过处理后上传到收费系统计算机。

应用软件。根据交通部及各省市规定的道路超限判定标准，及收费费率计算得到收费余额。

图1 动态称重系统组成示意图

高速公路计重收费系统的特点功能

高速公路计重收费系统的特点功能是:首先，能够对于低速行驶的车辆或者静态状况下的车辆进行计重。其次，能够对车辆自动分离，检测到车辆的轴组、轴数、整车重量以及轴重等数据。然后，当一辆车在处于没有完全退出或者为玩群进入的时候，计重的机器设备能够判断该车辆的称重数据。最后当车辆在没有完全的倒车的时候计重设备能够对该车辆进行判断。

高速公路收费系统常见故障及排除方法分析

基础故障

动态汽车衡在使用过程中，常常会发生同一车辆多次使用同一秤台，可称重数据却相差较大，同时构成波形正态分布。甚至通过液态运输车辆时，会发生超差严重的现象。

出现这种现象，首先有可能是基础施工时，未符合规定的要求。所以为了确保动态汽车衡在使用中满足规定的准确度等级，对基础施工有非常严格的要求，因此排除方法是：细致的对基础（引道）进行检查，看是否满足下列规定的要求：

1、引道的几何结构

每段引道长至少18m（秤台到减速带的距离），每段引道都应具有充足的长度能够一同支撑动态汽车衡可以称量的最长车辆的所有车轮。在充足宽度与长度的引道前面，提供十分平滑水平的路面，方便试验车辆驾驶到引道前就能够接近试验速度。影响动态汽车衡准确度的最大因素就是引道偏短；在引道的同一水平面上安装秤台。为方便排水，引道可以具有横向斜坡，但是坡度不能超过1%。为了使车辆在行进中各轴之间的载荷传递降到最低，引道不可以有纵向斜坡。在引道的同一平面上需要安装承载器。整个引道的宽度每侧最少应超出承载器宽度300mm。引道（与承载器）宽度应有充足的能够支撑动态汽车衡可以称量的最宽车辆。

引道特性

为了保证动态汽车衡的计量性能，除了整车称量的动态汽车衡外，引道还需要达到下列水平度的要求：（1）承载器两端8m的范围内，引道的横向与纵向的水平倾斜度允差为±3mm；（2）承载器两端8m以外的引道区域，引道的横向与纵向的水平倾斜度允差为±6mm。

车辆信息丢失

车辆信息丢失是计重收费系统最为常见的故障，多数表现为收费机上无信息显示，各种数据无法正常的呈现给收费人员。如：车辆通过称重区域，没有信息反应在车道收费机上，或收费机信息显示不灵敏而出现闪烁状态，故障严重时其它录入车辆的信息也会丢失。车辆信息丢失会直接影响到收费站数据处理的效率。

排除处理：

排查的关键点：（1）通信故障，可能是通信线松动，应安排检修人员测试通信线路的连接情况，及时接通线路以保持运行；（2）中控器受强烈干扰后不工作且不能自恢复，多数是外在谐波或电磁场干扰了中空器的工作状态，需采用抗干扰措施处理；（3）车辆判断系统无法正常提供车辆信息，经常出现秤台采集信息丢失的现象，因此可查看数据检测器是否正常；（4）车辆经过秤台时速度较快、采集信息过少，软件会错误的判断是干扰信号，加大台面有效长度能使车辆信息丢失故障减少。

轮轴识别错误

当车辆处于称重区域时，轮胎识别器发生判断错误，增加或者丢失车轴信息。故障发生的原因在于轮胎识别器所使用的传感器没有得到相关信息，比如秤台过紧或者过松限位。此时应该修改相关车辆信息，增加秤台的数量与判断次数，减少或者杜绝轮胎识别故障。

排查处理：

根据计重收费系统的工作原理，轮抽识别器发生识别错误，一般是由于内置传感器失去了感应功能，应对其进行必要的应用改造（见图2）。检测报告显示，约70%以上的故障数据显示， 轮轴识别错误是由于判断轮轴所用传感器没能得到正确信息，如秤台限位过松、过紧等。此故障会引起计费数据的失误，造成费用少收、多收等问题。解决这一故障，主要有两种方法：一是增加秤台数， 多台识别轮轴；二是增加检测次数，需进行2次或2次以上的识别判断，有助于减少轮轴识别故障。

图2 轮轴识别器的应用

机械故障

动态汽车衡的机械一些比较直观，肉眼可以直接查看其故障。

秤台被异物卡阻

框架和秤台四周的缝隙被异物卡住，或秤台下边有异物顶住。检查秤台四周间隙与底部，将异物排除。

限位装置失灵

为确保动态称重精度与行车安全，框架与秤台之间采取无间隙限位装置，以确保秤台遭到冲击时没有显著的位移与晃动，对精度的影响降低。因为动态汽车衡使用频率高，在使用数月后限位装置逐渐地产生位移，构成间隙，导致限位装置失灵。排查方法：重新调整限位间隙，直到秤台不晃动，然而又没“卡死”为准。

称重传感器传力承载装置不能正确传力

由于没有根据要求浇筑、保养混凝土基础或使用频繁，导致铸铁底板水平度超差严重，导致传感器受力不均。检查每个连接件有没有松动，通过调整加减连接件底座下的金属垫片厚度。

称量精度偏差

车辆称量数据是收费站计费的参考指标，确保称量精度对收费系统运行效率有着决定作用。目前，由于高速公路流通车辆的持续增减，早期建成的称量系统开始出现了“失误”状态，一些重要数据信息录入失去了准确性。其中，称量精度偏差过大是比较多见的，主要故障表現：车辆通过称重区域，车辆重量有差异；大、中、小型车辆的识别率不高，误导了计费系统的费用计算。

排查处理：

导致称量精度偏差的因素复杂多样，结合实际排查经验，主要集中于：（1）车辆通过秤台时刹车或提速，称量数据瞬间性发生偏差，此外，车辆通过秤台时速度过快，采集数据不准，应提倡进入计重收费系统前减速慢行；（2）秤台有故障，如：称台安装结构不平稳，车辆施压后失去了稳定性；（3）传感器有故障， 多秤台结构增加了采集的有效数据量，有利于进行精确的数学分析，能够较大幅度地提高。

电器故障

1、称重仪表显示错误符号

（1）因为电源电压不稳，仪表所带静电偏大，造成EEROM数据丢失。因此排除故障方法就是更新一片EEROM芯片或重新设定仪表程序。

（2）焊接不合理或九芯插座接触不良造成短路，造成仪表无法正常提供桥路电压（供桥电压为直流12.5V）。检查九芯插座有没有断线虚焊与松动，如果有需要重新焊接。

2、轮胎识别器出现误判

（1）错误的判断轴型，显示轴型和实际轴型不符合。检查称重卡参数是否有误，或查轮轴传感器与轮轴卡是否正常工作。

（2）轮胎错判，显示胎型和实际胎型不符。检查轮轴卡是否正常工作，若轮轴卡有灯亮，需要检查轮轴接线是否正确。

3、车辆检测器不工作

检测车辆的位置使用地感线圈，当地感线圈上方有车辆时，车辆检测器中的继电器触点闭合，该触点信号传送到主板供识别车辆。当地感线圈装置发生故障时，车辆检测器将无法正确识别车辆。应在0.28范围内，用万用表检查地感线圈之间的电阻。如果电阻是无穷大，那么说明线圈已断开，需要更换线圈。

传感器受损

（1）传感器电缆线损坏。测量传感器电缆线的每根芯线是否和屏蔽线相碰，抖动其中一只传感器的电缆线，如果仪表显示值急剧翻动，那么判断这只传感器电缆线损坏。将其损坏处进行重新联结，使用防水胶布包好。

（2）传感器损坏。分析传感器故障，用万用表检查正激励和负激励之间电阻值，正信号和负信号之间电阻值是否满足这种传感器技术指标的要求。也可在通电情况下，使用万用表测量各个传感器的输出信号电压值是否相同，电压值相差过大，也可以说明传感器出现故障。还有偏载检查，例如加载3000kg标准砝码，如果发现某个偏角输出重量值就是仪表显示和3000kg相差过大，而不能使用可调电阻进行调整时，那么该偏载角所对应的传感器出现问题。还能让该传感器和其它角对应的传感器相互调换位置重复上述的试验，如果还是发现输出重量值（仪表显示值）和实际值（标准砝码值）相差过大，并且在秤台位置平衡、放置平稳的条件下不能调整，可肯定该传感器有故障。

5、接线盒

首先检查接线盒内的电路板是否玷污或受潮。如果严重玷污或受潮，可使用酒精擦洗，再运用电吹风机烘干或吹干。然后再用万用表检查连线有无断路与短路和信号线、屏蔽线连接是否可靠，有无及时排除。

结束语：

本文摘要对高速公路计重收费系统进行研究，分析了高速公路计重系统的组成与特点功能，并对该系统经常出现的故障进行了分析，针对其故障原因，给出了相应的排除方法。从而有效控制高速公路上的超载现象。

参考文献：

[1]潘文静.城市公路交通系统建设中新型系统的调控应用[J].计量技术,2011(05).

[2]刘波.高速公路机电设備维护与管理[J].交通世界,2010.