车辆动态称重系统的未来发展前景和公路行业的应用

 公路交通     |      2020-08-10 13:02:30

  车辆动态称重系统的未来发展前景和公路行业的应用

  快速动态称重检测管理系统主要由称重系统、车牌识别系统、视频监控系统、站端系统、信息发布系统及相配套的通信子系统和供电子系统来实现对公路超限车辆的检测工作,系统具备了动态称重、车辆抓拍识别、视频监控、LED 显示、信息处理和统计分析等功能。

  随着动态称重系统的复杂性及对其准确性要求越来越高,该系统在保障道路安全方面的作用也越来越重要,通过限制超限超载车辆的进入来降低道路事故发生的可能性和延长道路的使用寿命。

  目前,最新一代动态称重系统的应用已经与很多地方的法律法规不相适应了,但这种情况即将在几个国家发生变化,因此在未来几年,动态称重系统应用将更加的频繁。

  自称为全球最大的便携式称重和测量产品制造商Intercomp毫无疑问也表示未来动态称重系统发挥的作用将越来越大。明尼苏达州Minneapolis公司的电子轮重称正用于16个国家和美国25个州的商用车称重系统中。在这些使用了该电子轮重称的州中,俄勒冈州已经采集了动态称重站点下游的称重数据,2016年3月至12月期间采集的这些数据可以与之前记录的数据和静态车辆总重量(GVW)进行直接的对比。

  调查实验

  在科罗拉多州,一个称重站点在一条道上同时布控了压电传感器和Intercomp公司的应变传感器,其他电子元件由加拿大公司IRD提供。据Intercomp市场专家Jon Arnold介绍,近几个月内记录的9类(5-xle)卡车数据显示出非常高的分类准确率,两类传感器所采集的数据并无多大不同。

  当该地区春季天气状况改善之后,Intercomp将与IRD展开合作进行更广泛的调查。调查实验包括在一辆卡车上安装两种类型的传感器,以提供非常精确的评估。在世界另一边,Intercomp已经开始向中国销售产品,供当局评估。

  阿诺德说:“可以用这些传感器进行数据采集,但是我认为他们需要对执法过程进行检查。”阿诺德补充说:据了解,中国许多的高速公路是要收费的,许多公司都倾向于车辆载得货物越多越好,因为他们想支付较少的收费,但是这毫无疑问会导致道路的恶化和交通事故更有可能发生。

  IRD的设备正被用在丹麦的测试场地用来检测车辆类型和车轮宽度。

  据阿诺德说,在美国,一辆载货车总重量不能超过36.3吨(8万磅),而在中国,这个数字是68吨(15万磅)。如果能够提高限制超载车辆的执法标准,他认为当局可以实行结构性收费,以鼓励卡车用户不要超载,多使用几辆车来分担货物运输而不是只使用一辆车。

  Kapsch TraffiCom是另一家正在采取这种新技术的公司,并期望其产品能够越来越多地用于限超执法工作。该公司的智能移动服务解决方案经理Stefan Daxberger表示,公司维也纳分部在世界各地拥有超过40个动态称重站,其中许多使用高速传感器,特别是在美国的称重站点,高速传感器使用的更多。

  然而,目前公司的大部分工作重心都倾向于进入高速公路收费广场,因为它主张将动态称重同时运用到收费站上。
 

车辆动态称重系统的未来发展前景和公路行业的应用
 

  治超执法

  “我们关注的下一步是治超的直接执法,类似于对超载司机现场开具超速罚票。当司机通过动态称重站点时,将会自动执行。”满足这些执法要求的某些型号的设备正在或者已经通过一些国家的审核了,多个国家正在修改相应的法律法规以适应这类要求的提出。他预计未来两年内将会发生这些改变。

  Stefan Daxberger说:“需要一个动态称重的立法基础。捷克共和国是第一个拥有这项法律的国家。”与时俱进的法律法规是非常有必要的,因为使用动态称重系统来处理执法责任意味着当局将需要采集到足够的数据证据才能具有说服力。在美国,Kapsch已经部署了一个新的,全方位的动态称重系统,其能够做到的不仅仅是重量检测,而且还能实现其他功能。它还将ANPR与复杂的称重系统执行后台相结合,可以根据当地或者国家数据库对诸如许可证的有效期限,以及其保险是否更新等问题进行审核。

  Daxberger发现了动态称重系统的一个趋势,即要求执法当局在新系统中具备更高的执法能力,并且公司正在测试多种类型的传感器,看看哪一款传感器能带来最好的效果。传统上,静态称重精确到1%左右,动态称重只能精确到+/- 5%。Daxberger说:“在我们的称重站点,往往精确到2.5%,目标是达到1%。”

  相关机构正在测试不同类型的传感器和传感器组合,以提高检测的精确性。

  发展趋势

  与此同时,在美国,高速动态称重系统越来越多地用于筛选和将潜在的违规者转移到静态称重站,而不是进行直接执法惩罚。动态称重肯定会替代静态称重成为发展趋势,因为前者的准确性更高。然而,IRD总裁兼首席执行官特里•贝根(Terry Bergan)指出,有许多地方的法律法规 - 特别是在北美地区 - 要求要达到只有静态称重才能达到的精确水平。

  另一方面,例如俄罗斯、中国、巴西、越南和一些东欧国家等其他国家正在探索高速动态称重系统的实践。对以40公里/小时(25英里每小时)速度运动的卡车,采用多套道路传感器来保障动态称重的精确度。

  特里•贝根说,目前特别是在路面坑洼或者其他任何会对传感器读数造成影响的地区,精确度主要看传感器读数的平均值。“您可以在一条不平坦的道路上获得一辆货车的相关动力数据,您可以猜测动态称重系统的准确性将会往何处发展?”

  货车的动力,道路的平坦度和用于动态称重的传感器的准确性,这三个因素是最后影响动态称重准确性的重要因素,“但是如果你和相关部门交流的话,你会发现他们现在的头号问题就是称重的准确性”。

  不足之处在于不同的传感器具有不同的精确度要求,所以实际操作的时候必须要取平均值。

  特里•贝根说:“多年来,传感器预期寿命大幅度提高:“在过去,传感器的使命寿命能达到一年都是非常了不起的。而现在,这种情况得到了极大地改善”。

  解决了耐用性问题,IRD的执行副总裁兼首席运营官Randy Hanson补充说,目前对于精度的要求正在提高。为此,大量的研发资金正在用于提高精准度的研究。

  谈及趋势,特里•贝根认为,通过轮胎制造商的介绍,我们可以发现轮胎的性能将受到更多的关注。

  动态称重系统的工作原理是将传感器嵌入到道路表面,同时还有摄像机对车辆图像细节进行采集。

  人们仍然关注的是轮胎的宽度对道路的损坏程度如何?是不是轮胎越宽,对道路损坏越大。这也就对于传感器提出了新的需求,用它来感应在大卡车上有多少个轮胎及其宽度。

  将轮胎宽度和轮胎压力测量功能赋予到现有的动态称重系统传感器中,这是目前市场上非常重要的机会。

  新一代传感器将会改善系统处理和分析的能力,因为动态称重系统在实际应用中的作用越来越明显,这将为未来的交通决策提供依据信息。美国道路与交通部门的测量技术专家 Tomas Pospisek表示:“动态称重系统越来越多地被看成是复杂ITS系统的组成部分,以满足对交通数据采集的需求。动态称重系统正变得越来越准确,能够适应更多的非正常驾驶情况,例如临时停车(通常在收费站)或多车道道路上的车道变换。”他还认为,这些要求越来越高,动态称重系统的用户(如道路管理部门,收费公司和称重执法机构)对质量,可靠数据的基本需求并没有改变。动态称重的直接执法以及高速动态称重已经成为未来的发展趋势。