超限檢測及收費的一體化解決方案

文／圖|交通運輸部公路科學研究院

“公路貨運車輛實時載荷與制動性能集成檢測關鍵技術及應用”項目組通過研究貨運車輛軸荷及整車在線不停車快速檢測技術、車輛制動性能隱患在線快速檢測技術、多信息融合的系統集成技術，將貨運車輛連續、實時、多方向動態稱重技術和制動力、制動時序檢測技術有機結合在一起，一體化解決超載檢測、計重收費、制動隱患檢測等行業問題，研發了公路貨運車輛實時載荷與制動性能集成檢測裝置。

多項技術具有先進性

可隨坡安裝、無需檢修手井。高速公路收費島處的路面通常設計有排水坡度，對于20米長的區間（裝置長度）其高差最高可達500毫米，該設備整體結構與路基結合（固定）為一體，可隨坡安裝，且自帶檢修口，無需另外制作檢修手井，因此大大簡化了基礎施工。

維護方便。傳感器輕便易拆裝，只需通過檢修口，使用扭力扳手即可拆裝更換傳感器，檢修維護十分方便，所需工時每小時小于1人。

檢測器使用壽命長。負載作用于受力梁上，可大大提高傳感器的使用壽命，減少了沖擊、研磨、翹曲、倒伏等現象對傳感器帶來的損害。與路基結合為一體的穩定結構，增強了設備的使用壽命，結構使用壽命大于10年。

受力梁斷面圖

分軸輔助設備少。由于其結構穩定，波形清晰，可通過波形直接分軸，對輔助設施需求低。

連續過車精度高。由于整體結構無受迫移動部件，檢測區相對獨立，當連續過車時，通過檢測區車輛無相互影響，能夠保證其精度在動態1級，避免現有計重收費因連續過車而下調收費額度3%，可直接增加高速公路收費2%的收益。

提高收費通過效率。該結構實現連續過車、提高檢測速度（從每小時5公里提高到最大30公里）可大大提高通過效率，將通過時間縮短到每車10秒，通行效率提高5倍以上。

低誤差率、安裝方式簡單、集成檢測等特點突出

該項目的效益和市場競爭力主要體現在低誤差率、安裝方式簡單、集成檢測、易維修等方面。

低誤差率：該項目開發的整車動態稱重系統，能夠真正實現連續跟車過秤，車輛的稱重準確度均保證整車稱重誤差在±0.5%內（整車總重量準確度1級）。

安裝簡單：該系統完全區別于傳統整車式稱重秤臺的安裝和實現方式，車輛過平板式秤臺時秤體無晃動。車輛沖剎或起步時無秤體與基礎限位的反復撞擊，更無傳感器的“虛腳”、倒伏和秤臺塌陷之虞，完全可以隨路面安裝而不降低整車動態稱重精度的整車式動態汽車衡（3%坡度以內，無需改擴建收費廣場和對收費車道進行調坡處理）。

原理示意圖

平板式動態整車計重收費系統組成示意圖

集成檢測功能：研發的3D稱重傳感器技術，在車輛上秤稱重檢測的同時，可通過水平力測量來分析車輛各軸的制動力和整車的制動時序，從而判斷車輛的安全性能。

耐久性好：傳感器安裝時無需頂起或吊裝秤臺，其獨特的檢測原理決定了傳感器無過載等造成損壞的可能。獨有的秤臺上可拆卸檢修蓋板結構設計，無需秤臺側預留檢修手井，不破壞收費島外觀。

智能化：多通道數字化稱重處理方式，軟件實現車輛動態稱重分車和車輛輪軸類型檢測，進一步提升了整個系統的可靠性和智能化。

綜上所述，該項目的研究成果具有極好的市場競爭力，明顯優于市場上的同類產品。

減少養護經費、減少群死群傷

貨運車輛超載運輸不但容易引發交通事故、嚴重污染環境，還對公共安全、路橋使用壽命產生極大的危害。通過該項目的研究，對貨運車輛的超載及制動安全性檢測提供手段，間接經濟效益和社會效益會顯著。

減少了公路養護經費的投入

平板式動態整車計重收費系統安裝布置示意圖

超載超限貨車行駛在高速公路上，嚴重破壞高速公路設施，增加高速公路路面維護費用，縮短高速公路的使用壽命，給高速公路營運公司增加了養護成本。該項目研發設備的投入使用，可大大減少超載貨車的上路行駛，對公路養護、橋梁隧道的保護起到很好的作用。

根據交通運輸部公布的數據顯示，若貨車公路超載運輸為10%，對道路的損害就會增加40%，每輛超載2倍的車輛對道路的損害程度，等同于16輛不超載的同型號車輛的損害程度。該項目的研究與應用將減少超載車輛對于路面的破壞，減少公路的維修養護成本。

減少群死群傷，提升交通安全

據統計，一次死亡3人以上的交通事故，貨車致因占比71.5%；不同事故形態中，碰撞類事故占72.5%；貨運車輛因制動力引發的事故，占事故致因中車輛因素的50%左右。證明了超過7成的重大交通傷亡事故，與超載運輸車輛制動力有關。通過檢測貨運超載和車輛制動性能，可減少交通事故的發生，以及車輛在交通事故中的破壞程度，減少了各種財產損失。

減少擁堵及等候，環保效益明顯

通過該項目的研究與應用，大型貨運車輛在通過收費時，可減少由停車計重檢測產生的擁堵。這不僅提高了貨運車輛的通行效率，同時也減少了因停車等待，引發的能源消耗和環境污染。

減少執法過程中人為因素，促進公正

貨車制動力多維度實時檢測技術減少了人為因素對貨車檢測的干擾，進一步促進了執法公正，為新時代健康社會持續發展創造了良好環境。同時，該項技術還有效保護了路政人員在執法工作中的合法權益，對公路超載運輸車輛進行了高效、準確和及時的治理處罰，降低了公私財產的損失。

浙江寧波穿山港高速公路入口勸返系統實景圖

樣機測試