2021年货车称重基于动态称重的货车ETC系统研究.docx

货车称重基于动态称重的货车ETC系统研究

　　 　　摘 要 提出基于动态称重的货车ETC系统，采取动态称重单元前置的车道部署方案，利用弯板式传感器作为称重单元，采取射频识别技术对货车正确识别和信息读写。系统能够降低货车超限超载行驶危害，提升货车的通行能力，含有宽广的应用前景。
　　关键词 动态称重 ETC 射频识别
　　1 引言
　　伴随国民经济的快速发展，中国的交通事业也取得了巨大的进步，公路里程在不停增加，截至2021年底，全国高速公路的通车总里程达万公里，居世界第二。和此同时，货车数量和载货量也逐年递增，高速公路收费站常常引发车辆拥塞，已成为高速公路的通行瓶颈。在这种情况下，怎样提升货车的通行速度对于公路建设者来说是一个新的任务和挑战。
　　计重收费作为遏制超限超载的一个手段，自2021年至今，已在我国几乎全部省份进行了应用，取得了较大的成就，但依然存在一定的问题，其中最关键的问题在于深入加剧了收费站拥堵，降低了高速公路的服务水平。
　　电子不停车收费系统Electronic Toll Collection，简称ETC1是一个优秀的道路收费系统，其优势在于快速完成收费，可提升收费的效率和正确性。
　　要实现货车不停车收费，提升通行效率，最有效的措施就是把货车动态称重2和ETC相结合，达成快速通行的效果。
　　2 基于动态称重的货车ETC系统设计
　　本文借鉴两站式收费模式3特点，从宏观角度出发，全方位分析基于动态称重的货车ETC系统功效，建立了包含弯板式动态称重单元、车道控制单元、车载设备、路侧设备和其它辅助设备在内的系统模型，图1所表示。
　　整套系统设置于MTC车道前端，邻侧为ETC车道，其功效在于：1经过入口处的显示器1对货车预检进行提醒；2由动态称重单元即WIM区获取货车总重、速度、轴重等特征参数，为车道控制单元提供处理依据；3显示器2能够显示目前货车信息，并诱导货车从电动栏杆1处进入ETC车道或从电动栏杆2进入卸货区；4设置于龙门架上的RFID读写器能够读取识别前方已进入车道的货车，并将货车经过WIM区的正当信息写入货车车载设备，以备货车进入ETC车道后的自动不停车收费处理；5车道控制单元判定出正当车辆经过时，将控制电动栏杆1抬起使货车进入ETC车道；当车道控制单元判定出非法甚至违章车辆正在经过时，它将控制路边摄像机进行抓拍。
　　3 动态称重技术
　　本文设计的动态称重单元关键由弯板式传感器、信号调理模块及智能称重仪器三部分组成。
　　弯板式传感器含有寿命高、安装方便、可靠性高、稳定性好的优点，所以，本文将无特制秤台基础的弯板式传感器作为货车动态称重单元的关键器件，用于检测货车重量输入信号。
　　信号调理模块用于将传感器信号转换为有效的电平信号，和对电平信号进行放大、滤波、线性化赔偿、隔离、保护等功效，使电平信号符合后端仪器采集卡的阻抗匹配要求。
　　智能称重仪器是动态称重单元的控制中心，关键负责控制原始车辆数据的采集、实时处理和发送处理后的车辆特征数据。在实时处理数据过程中，本文充足利用积分理论获取货车重量数据，基础算法以下式1所表示。
　　W=K*I*V 1
　　式1中：W为重量，K为传感器重量系数；I为波形积分，V为车辆速度。
　　4 专用短程通信技术
　　在基于动态