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高速公路出口整車式動態地磅聯網監測探析

為能快速、有效地使高速公路出口整車式動態地磅聯網監測落地實現，本文提出了設備狀態采集、特定車輛輔助檢測、稱重數據軸荷檢查、倒車數據檢查和操作數據檢查等五種有效的整車式動態地磅聯網監測方法，并對運行監測數據進行統計分析，可計算整車式動態地磅設備的綜合質量指標。通過綜合質量評價，可進一步促進設備廠商提高設備質量和售后服務水平。
為有效控制高速公路計重收費車輛沖磅、點磅、走S型等計重收費舞弊行為，減少高速公路計重收費爭議，降低高速公路費源流失風險，福建省高速公路于2017年在全省高速公路實施了整車式動態地磅（以下簡稱整車秤）建設工程一期項目。為確保整車枰投入運營后計重穩定可靠，及時評估產品質量，督促生產廠家提供良好的售后服務質量，該項目同步建設了整車秤聯網監測系統。本文就有關整車秤聯網監測的類型、實現基礎、聯網監測方法、綜合質量評價等內容分別進行闡述。
一、聯網監測類型
整車秤運行監測的內容大體上可分為兩類：一類是設備狀態監測，即設備自身的可用性和穩定性，重點是準實時地監測設備狀態，檢査是否出現設備故障，計算故障出現的幾率、故障恢復時間、設備可用時長等；第二類是稱重數據監測，重點檢査稱重數值上下波動量以及稱重數據丟失、丟軸、少軸、軸型異常情況及數量等。
二、聯網監測實現基礎
為使整車秤聯網監測快速、有效落地，確保整車秤運行監測的網絡安全，采取三種措施，為整車枰聯網監測提供良好的實現基礎：
(1 )稱重設備與出口收費車道系統上位機直接通信，同時定義設備狀態反饋接口，不另外安裝監測設備，提高接入兼容性、穩定性和可靠性，減少投資成本；
（2）將稱重數據、設備狀態數據直接通過收費內網上傳到祥謙數據中心，保存到云端數據庫，不在收費站安裝使用WiFi等無線設備，確保網絡、數據和云端安全；
（3）整合收費稱重數據、車輛信息以及設備狀態，打造全方位、多層次的聯網監測平臺。
整車秤聯網監測以此為基礎，考慮相對應的、有效的、易落地的監測方法，有利于項目整體進度，提高項目投資的成效比。
三、聯網監測方法
采取有效的運行監測方法，是整車抨聯網監測的關鍵所在，根據監測數據的來源不同，本文歸納整理了以下五沖運行監測方法。
(一）設備狀態監測
整車秤設備與單坪臺、雙抨臺等其他類型的稱重設備進行比較，在結構上復雜得多，整車坪設備的電子器件（如傳感器）等也較多，相對容易出現設備自身故障，如壓力傳感器故障、車輛分離器故障、輪軸識別器故障等等。另外，整車抨設備應提供所有壓力傳感器（一般為12個)的運行狀態。
為及時準確發現設備關鍵器件的運行狀態，在設備狀態數據采集上，應對指定收費站、出口車道的整車抨設備狀態進行準實時采集，發現稱重設備狀態異常，及時生成設備狀態告警。每筆告警信息記錄告警開始與結束時間，存在相同類型的設備故障時，屬重復告警，此時只更新結束時間。告警信息記錄收費站、車道、稱重設備品牌、告警開始時間、告警結束時間、稱重設備狀態值（每種設備按位存）、故障描述等。
所有設備狀態數據，由稱重設備按指定接口，定時（如間隔5分鐘）上報到車道系統上位機，再由車道系統上報到省中心云端。
根據告警開始時間到告警結束時間，可計算出故障恢復時間、設備可用時長；從分析統計告警數量與時間關系上，可以計算故障發生的幾率和設備的可靠性。
(二）特定車輛輔助檢測
在高速公路日常運營中，有些特定車輛登記有軸型、車輛整備質量等車輛基礎信息，這些車輛包括一些公務車、軍警車、路政施救車等。通過檢査這些特定車輛在整車枰出口車道的通行流水記錄，可發現一部分稱重異常。如果稱重設備返回的重量小于特定車輛空車重量時（可以預先設定偏差值，如±5%以內），即為稱重設備稱重數據異常。
當特定車輛的空車重量與稱重設備輸出總軸重超過誤差范圍，可生成稱重異常告警信息。異常告警信息應記錄收費站、車道、收費流水標識、車牌號、實際總軸重、實際偏差以及告警描述（如：實際總重與整備質量誤差-12%)等信息，以便進一步核對。
另外，還可以定期組織高速公路內部車輛（如路政車、養護作業車等）在裝載已知重量的物品下，對出口整車枰設備進行現場檢測，記錄檢測數值并進行分析，也可發現稱重數據上下波動異常。
(三）稱重數據軸荷檢查
在相同軸型、相同總軸重范圍情況下，計重收費車輛各軸軸重比率存在一定規律；同一軸組內各軸軸重比率也存在一定的分布規律。可以根據這兩個規律，對計重數據進行軸荷分析檢査，發現偏差超過誤差范圍的，即生成稱重軸荷異常告警，可由人工介入進一步核實（如排除合法懸浮軸車輛）。
(四）倒車數據檢查
當出口整車秤收費車道稱重出現異常時，現場收費員往往會要求計重收費車輛退道重稱，對整車秤設備上報的倒車指令及倒車前后的稱重數據進行分析檢査，可以發現諸如稱重數據丟失、多軸、少軸等稱重異常情況，間接發現整車秤設備的穩定性和可靠性問題。
(五）操作數據檢査
通過檢査出口整車秤收費車道收費員操作數據，也可以間接發現整車秤設備稱重數據異常信息。如當非計重收費車輛通過時，收費員手工插入稱重數據或刪除稱重數據，表明此時稱重設備數據丟失或延遲上報；當收費員修改軸數或軸型、軸重數據分割或合并時，表明稱重設備存在軸型異判等情況。
四、綜合質量評價
通過對整車秤設備的日常運行監測數據的分析，可以依據數據對整車秤設備進行綜合質量評價。
通過設備的綜合質量評價，可進一步促進設備廠家之間的良性競爭，改進產品質量，提高售后服務質量。

根據上述5種運行監測方法獲得的數據，可以使用“全排列多邊形圖示指標法”，計算得出整車秤設備的綜合質量指標。以下圖為例，可以通過計算明影部分面積占總面積比例得出具體的綜合質量指標。
五、總結
綜上所述，對高速公路出口整車式動態地磅采取多種方法進行聯網監測，可及時發現設備自身故障、稱重數據異常等狀況，了解軸型判別的穩定性和可靠性，進而對整車枰設備作出進一步的綜合質量評價，有利于整車秤日常運營保障，減少計重收費爭議，提高高速公路收費服務水平。

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