高速公路計重收費防“拖秤”作弊的實現
聯體式雙臺面計重收費系統(以下簡稱“聯體秤’作為一款成熟的稱重產品,防作弊各項性能都較為突出。本文 對聯體秤在“拖秤”防作弊方面的識別及解決方法作簡要的分析和介紹.
學院地磅室從事高速公路的計量檢定多年,與高速計重 設備生產廠家在動態稱重方法研究和車輛防作弊識別及重 量修正方面積累了較多的成果。
一、“拖秤”作弊現象簡介
如圖1所示,車輛高速通過稱重平臺,當輪胎碾壓到秤 臺上時,駕駛員迅速踩下剎車,車體發生重心偏移,造成軸重偏輕的現象,稱為“拖秤”。
“拖秤”作弊行為對動態稱重結果的影響是非常嚴重的, 這樣的作弊行為主要是利用重心轉移的原理,能夠將重量秤 少至10%以上。同時,異常的車輛行駛行為對設備的稱重精 度造成了嚴重的影響。
二 “拖秤”作弊原理分析
如圖3 (a)所示,車輛正常通過秤臺時,軸重全部壓到秤 臺平面上,秤臺可以準確稱出車輛分擔到該軸上的重量。如 圖3 (b)所示,在當發生“拖秤”現象時,車輛原始重量G在水 平方向上發生重力分解。此時,壓到秤臺平面上的實際重量 為G,。根據力矩平衡的原理,此時G,計算如下所示:
Gj = G x cos (0) (1)
由公式(1)計算可知,由于車輛行駛過程中采用了“拖 秤”的作弊方式通過秤臺,造成垂直方向重量減輕。
“拖秤’、“高速沖秤’、“點剎”作弊行為,在實現原理上 是相似的。因此,這些作弊行為對稱重結果造成的影響也是 一樣的.
(a)正常情況下的軸重分析 (1) “拖秤”情況下的軸重分析 圖3 “拖秤”現象重量分析
三、“拖秤”作弊行為識別
聯體秤采用兩臺面搭接式機械結構設計,當車輛輪軸在A臺面上,可以保證秤臺1通道傳感器有重量數據,3通道傳 感器沒有重量數據;同時,當車輛輪軸在B臺面上,可以保證 秤臺3通道傳感器有重量數據,1通道傳感器沒有重量數據。 而當車輛有“拖秤”作弊行為時,由于水平方向有重力分量, 造成輪軸駛過臺面時,相應通道傳感器數據不“歸零”。因 此,聯體秤這種特殊的機械結構設計形式在設備結構上有力 地保證了拖秤作弊行為的識別.
如圖4和5所示,在不同行駛情況下,采集的聯體秤稱重 數據。
四“拖秤”作弊行為解決
通過對大量現場采集的“拖秤”數據進行總結和分析,掌 握了“拖秤”作弊行為固有的數據特征。經過對數據的匯總、 分析,建立了車輛“拖秤”作弊行為的數學模型,并開發了識 別、判斷“拖秤”作弊行為的算法,同時通過該模型可以將車 輛的作弊程度做一個數值上的量化作為重量修正的依據,使 用三角函數擬合算法對車輛的真實重量進行補償。由于算 法處理涉及產品核心技術,此處不作深入討論。
五、結語
采用這種識別和修正方法,能夠準確判別出車輛的“拖 秤”行為,識別率高于90% ;基于對拖秤作弊行為的高識別 率,同時根據“拖秤”程度的量化值對車輛的重量進行適當修 正后,能夠最大程度地還原出車輛的真實重量,并使得該設 備針對作弊車輛的稱重誤差可以穩定在±5%以內,置信度 為80%?;诹炕档男拚椒?,避免了重量的偏差,減少 了收費爭議,保證了收費站的正常收費,同時也提高了車輛 的通行率。