基于道路运输安全的“源头自抄”系统

何志雄　肖心远　郑少鹏　黄景鹏

摘要：交通运输是各行各业、全球经济共同发展的重点领域，物流运输量的增加和交通道路的发展是一直处于“你追我赶”的状态，同时运输安全是交通道路发展的主要目的，而运输安全需要多方的监督与管理，本文章描述的是关于货物运输车承载量的智能管理方法。

关键词：交通运输;交通道路;运输安全;承载量;智能管理方法

1、前言

随着我国工业化及经济的快速发展，物流运输行业呈现高速增长。根据国家统计局数据，到2020年底，我国公路建设总里程达到519.81万公里。2020年货物运输总量463亿吨，货物运输周转量196618亿吨公里。数十年间，货车一直承担着约75%～77%的我国全部货物运输量。为保证交通道路的可持续发展，需对货物运输车的承载量加以监督与管理，进而推动交通道路的运输安全。其中，根据根据《中华人民共和国公路法》、《中华人民共和国道路交通安全法》的要求，对货物运输车辆超载做出了相关严格的要求，本文基于法规的要求，设计一种对货物运输源头进行智能管理与监督的系统。

2、“源头自抄”系统框架

货物运输车辆的分类可以根据货物运输类型和运输车辆结构来进行区分，本系统框架以运输车辆结构为主，结合由工信部公示的车辆数据来判定货物的运输承载量是否符合规定。

2.1 运输车辆超载无法控制的原因

以沙场为例，运输沙石的车辆按照结构来区分，有一体车和拖挂车，不同的车辆类型输运量不同;当运输车进厂装载沙石完成之后，需要通过地磅进行称重。但是传统的地磅只有简单的称重功能以便于收费，无法识别车辆类型，和该车辆的额定载重量，另外沙石密度小，具有一定的可压缩性，所以往往经常出现超载的现象。

虽然有关部门会进行设卡检查，但是往往人力资源有限，再加上车流量的增多，以及运输车辆本身车体较大，很容易造成交通拥堵，甚至交通瘫痪。

2.2 “源头自抄”系统框架设计

系统提取工信部公布的数据作为系统数据库，通过识别车辆轴数获得额定载重量，对比地磅称重数据，搭载出一套防止超量运载、警告响应、控制与上传记录等功能实现货物运输源头进行智能管理与监督。“源头自抄”系统由检测模块、警示模块、控制模块和云數据系统四个部分组成，系统框图如图1所示。

2.2.1 检测模块

该系统包含两个检测模块，一个是地磅称重，另一个轴数测量模块。地磅称重用于检测车辆装载完货物之后的整车质量;而轴数测量模块是在本系统中占领最为重要的组成部分之一。

轴数测量模块是以红外激光传感器作为主要测量部件来实现对车辆轴数的检测，安装位置在地磅两侧放置两条移动导轨，红外激光传感器借助一个固定支架在导轨上移动。当车辆停稳在地磅时，红外激光传感器从车辆前端往车辆后端移动，每经过一个车轴位置，传感器的检测信号会由“0”低电平跳转至“1”高电平再跳回“0”低电平，依次循环则可测量出该货物车辆的轴数。

2.2.2 云数据系统

该系统嵌入了工信部公示的《道路机动车辆生产企业及产品公告》数据，以及将检测数据通过上传交管部门系统，该系统可以确保数据来源的权威性，也可以有主语交管部门对货物运输车辆的超载监督与管理。通过检测模块的检测结果，与数据库中该车型的额定载货量进行对比。

2.2.3 警示模块

如果检测数据小于数据库的标准值，则表示没有超载，报警器则不工作，指示灯亮绿灯，显示屏显示检测通过，并记录此次检测数据传输给云数据系统。如果检测数据大于数据库的标准值，则表示车辆超载，报警器会发出警报声和警示灯闪烁，那么此时要进行整改，即较少载货量。

2.2.4 控制模块

如果经检测没有超载，控制模块的电机会驱动道闸栏杆打开，车辆放行;如果检测超载，则需要车辆驾驶员下车到道闸手动启动道闸，表示驾驶员对超载情况已知悉，并将数据通过云数据系统上传交管部门系统，如果没有减少载货量再次进行检测就直接上路，那么交管部门将可以定义车主为故意超载。

3、系统拟解决的问题

“源头自抄”系统是基于基于道路运输安全设计的，主要可应用于各大货物输出厂，对货物运输源头进行智能管理与监督。系统结构设计图如图2所示。

1-红外激光传感器，2-传感器支架，3-传感器移动轨道，4-地磅，

5-道闸控制电机，6-显示器，7-报警器

本系统可以的应用目的：

（1）基于原有的地磅增设了检测系统和数据系统，无需进行大规模的基建改造;

（2）可使用不同轴数的车辆，即车长不同的大小;

（3）协助交管系统智能化监督和管理运输车辆的承载量，防止超载，可以有效的保护道路路面，延长道路的使用年限;

（4）可以有效的降低部分交通事故的发生，当车辆超载的时候，车辆惯性会增大，制动时长会延长，所以严控和严管车辆超载是道路运输安全极为重要的一项举措。

4、总结

本文基于道路运输安全设计了一种对货物运输源头进行智能管理与监督的“源头自抄”系统，该系统将传统的地磅称重升级改造为一种智能管理设备，其中包含了智能检测和云数据，在道路和汽车工业，以及运输行业多领域快速发展下，本文研发设计的产品将为道路运输安全提供一个极大的助推作用。

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