高速公路出口整车式动态地磅联网监测探析

为能快速、有效地使高速公路出口整车式动态地磅联网监测落地实现，本文提出了设备状态采集、特定车辆辅助检测、称重数据轴荷检查、倒车数据检查和操作数据检查等五种有效的整车式动态地磅联网监测方法，并对运行监测数据进行统计分析，可计算整车式动态地磅设备的综合质量指标。通过综合质量评价，可进一步促进设备厂商提高设备质量和售后服务水平。
为有效控制高速公路计重收费车辆冲磅、点磅、走S型等计重收费舞弊行为，减少高速公路计重收费争议，降低高速公路费源流失风险，福建省高速公路于2017年在全省高速公路实施了整车式动态地磅（以下简称整车秤）建设工程一期项目。为确保整车枰投入运营后计重稳定可靠，及时评估产品质量，督促生产厂家提供良好的售后服务质量，该项目同步建设了整车秤联网监测系统。本文就有关整车秤联网监测的类型、实现基础、联网监测方法、综合质量评价等内容分别进行阐述。
一、联网监测类型
整车秤运行监测的内容大体上可分为两类：一类是设备状态监测，即设备自身的可用性和稳定性，重点是准实时地监测设备状态，检査是否出现设备故障，计算故障出现的几率、故障恢复时间、设备可用时长等；第二类是称重数据监测，重点检査称重数值上下波动量以及称重数据丢失、丢轴、少轴、轴型异常情况及数量等。
二、联网监测实现基础
为使整车秤联网监测快速、有效落地，确保整车秤运行监测的网络安全，采取三种措施，为整车枰联网监测提供良好的实现基础：
(1 )称重设备与出口收费车道系统上位机直接通信，同时定义设备状态反馈接口，不另外安装监测设备，提高接入兼容性、稳定性和可靠性，减少投资成本；
（2）将称重数据、设备状态数据直接通过收费内网上传到祥谦数据中心，保存到云端数据库，不在收费站安装使用WiFi等无线设备，确保网络、数据和云端安全；
（3）整合收费称重数据、车辆信息以及设备状态，打造全方位、多层次的联网监测平台。
整车秤联网监测以此为基础，考虑相对应的、有效的、易落地的监测方法，有利于项目整体进度，提高项目投资的成效比。
三、联网监测方法
采取有效的运行监测方法，是整车抨联网监测的关键所在，根据监测数据的来源不同，本文归纳整理了以下五沖运行监测方法。
(一）设备状态监测
整车秤设备与单坪台、双抨台等其他类型的称重设备进行比较，在结构上复杂得多，整车坪设备的电子器件（如传感器）等也较多，相对容易出现设备自身故障，如压力传感器故障、车辆分离器故障、轮轴识别器故障等等。另外，整车抨设备应提供所有压力传感器（一般为12个)的运行状态。
为及时准确发现设备关键器件的运行状态，在设备状态数据采集上，应对指定收费站、出口车道的整车抨设备状态进行准实时采集，发现称重设备状态异常，及时生成设备状态告警。每笔告警信息记录告警开始与结束时间，存在相同类型的设备故障时，属重复告警，此时只更新结束时间。告警信息记录收费站、车道、称重设备品牌、告警开始时间、告警结束时间、称重设备状态值（每种设备按位存）、故障描述等。
所有设备状态数据，由称重设备按指定接口，定时（如间隔5分钟）上报到车道系统上位机，再由车道系统上报到省中心云端。
根据告警开始时间到告警结束时间，可计算出故障恢复时间、设备可用时长；从分析统计告警数量与时间关系上，可以计算故障发生的几率和设备的可靠性。
(二）特定车辆辅助检测
在高速公路日常运营中，有些特定车辆登记有轴型、车辆整备质量等车辆基础信息，这些车辆包括一些公务车、军警车、路政施救车等。通过检査这些特定车辆在整车枰出口车道的通行流水记录，可发现一部分称重异常。如果称重设备返回的重量小于特定车辆空车重量时（可以预先设定偏差值，如±5%以内），即为称重设备称重数据异常。
当特定车辆的空车重量与称重设备输出总轴重超过误差范围，可生成称重异常告警信息。异常告警信息应记录收费站、车道、收费流水标识、车牌号、实际总轴重、实际偏差以及告警描述（如：实际总重与整备质量误差-12%)等信息，以便进一步核对。
另外，还可以定期组织高速公路内部车辆（如路政车、养护作业车等）在装载已知重量的物品下，对出口整车枰设备进行现场检测，记录检测数值并进行分析，也可发现称重数据上下波动异常。
(三）称重数据轴荷检查
在相同轴型、相同总轴重范围情况下，计重收费车辆各轴轴重比率存在一定规律；同一轴组内各轴轴重比率也存在一定的分布规律。可以根据这两个规律，对计重数据进行轴荷分析检査，发现偏差超过误差范围的，即生成称重轴荷异常告警，可由人工介入进一步核实（如排除合法悬浮轴车辆）。
(四）倒车数据检查
当出口整车秤收费车道称重出现异常时，现场收费员往往会要求计重收费车辆退道重称，对整车秤设备上报的倒车指令及倒车前后的称重数据进行分析检査，可以发现诸如称重数据丢失、多轴、少轴等称重异常情况，间接发现整车秤设备的稳定性和可靠性问题。
(五）操作数据检査
通过检査出口整车秤收费车道收费员操作数据，也可以间接发现整车秤设备称重数据异常信息。如当非计重收费车辆通过时，收费员手工插入称重数据或删除称重数据，表明此时称重设备数据丢失或延迟上报；当收费员修改轴数或轴型、轴重数据分割或合并时，表明称重设备存在轴型异判等情况。
四、综合质量评价
通过对整车秤设备的日常运行监测数据的分析，可以依据数据对整车秤设备进行综合质量评价。
通过设备的综合质量评价，可进一步促进设备厂家之间的良性竞争，改进产品质量，提高售后服务质量。

根据上述5种运行监测方法获得的数据，可以使用“全排列多边形图示指标法”，计算得出整车秤设备的综合质量指标。以下图为例，可以通过计算明影部分面积占总面积比例得出具体的综合质量指标。
五、总结
综上所述，对高速公路出口整车式动态地磅采取多种方法进行联网监测，可及时发现设备自身故障、称重数据异常等状况，了解轴型判别的稳定性和可靠性，进而对整车枰设备作出进一步的综合质量评价，有利于整车秤日常运营保障，减少计重收费争议，提高高速公路收费服务水平。

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