高速公路计重收费防“拖秤”作弊的实现

联体式双台面计重收费系统（以下简称“联体秤’作为一款成熟的称重产品，防作弊各项性能都较为突出。本文 对联体秤在“拖秤”防作弊方面的识别及解决方法作简要的分析和介绍.

学院地磅室从事高速公路的计量检定多年，与高速计重 设备生产厂家在动态称重方法研究和车辆防作弊识别及重 量修正方面积累了较多的成果。

一、“拖秤”作弊现象简介

如图1所示，车辆高速通过称重平台，当轮胎碾压到秤 台上时，驾驶员迅速踩下刹车，车体发生重心偏移，造成轴重偏轻的现象,称为“拖秤”。

“拖秤”作弊行为对动态称重结果的影响是非常严重的， 这样的作弊行为主要是利用重心转移的原理，能够将重量秤 少至10%以上。同时,异常的车辆行驶行为对设备的称重精 度造成了严重的影响。

二 “拖秤”作弊原理分析

如图3 (a)所示，车辆正常通过秤台时，轴重全部压到秤 台平面上,秤台可以准确称出车辆分担到该轴上的重量。如 图3 (b)所示,在当发生“拖秤”现象时,车辆原始重量G在水 平方向上发生重力分解。此时,压到秤台平面上的实际重量 为G,。根据力矩平衡的原理,此时G,计算如下所示：

Gj = G x cos (0) (1)

由公式（1)计算可知，由于车辆行驶过程中采用了“拖 秤”的作弊方式通过秤台，造成垂直方向重量减轻。

“拖秤’、“高速冲秤’、“点刹”作弊行为，在实现原理上 是相似的。因此，这些作弊行为对称重结果造成的影响也是 一样的.

(a)正常情况下的轴重分析 （1) “拖秤”情况下的轴重分析 图3 “拖秤”现象重量分析

三、“拖秤”作弊行为识别

联体秤采用两台面搭接式机械结构设计，当车辆轮轴在A台面上，可以保证秤台1通道传感器有重量数据,3通道传 感器没有重量数据；同时，当车辆轮轴在B台面上，可以保证 秤台3通道传感器有重量数据,1通道传感器没有重量数据。 而当车辆有“拖秤”作弊行为时，由于水平方向有重力分量, 造成轮轴驶过台面时，相应通道传感器数据不“归零”。因 此,联体秤这种特殊的机械结构设计形式在设备结构上有力 地保证了拖秤作弊行为的识别.

如图4和5所示,在不同行驶情况下,采集的联体秤称重 数据。

四“拖秤”作弊行为解决

通过对大量现场采集的“拖秤”数据进行总结和分析，掌 握了“拖秤”作弊行为固有的数据特征。经过对数据的汇总、 分析,建立了车辆“拖秤”作弊行为的数学模型，并开发了识 别、判断“拖秤”作弊行为的算法，同时通过该模型可以将车 辆的作弊程度做一个数值上的量化作为重量修正的依据，使 用三角函数拟合算法对车辆的真实重量进行补偿。由于算 法处理涉及产品核心技术,此处不作深入讨论。

五、结语

采用这种识别和修正方法，能够准确判别出车辆的“拖 秤”行为，识别率高于90% ;基于对拖秤作弊行为的高识别 率，同时根据“拖秤”程度的量化值对车辆的重量进行适当修 正后，能够最大程度地还原出车辆的真实重量，并使得该设 备针对作弊车辆的称重误差可以稳定在±5%以内，置信度 为80%。基于量化值的修正方法，避免了重量的偏差，减少 了收费争议,保证了收费站的正常收费，同时也提高了车辆 的通行率。