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高速公路计重收费防“拖秤”作弊的实现

时间:2018-09-12 13:33   点击数:

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。

001.jpg

 “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 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:

002.jpg

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45所示,在不同行驶情况下,采集的联体秤称重 数据。

003.jpg

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 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。