引言：

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，我國(guó)高速公路建設(shè)和公路運(yùn)輸規(guī)模都得到了前所未有的發(fā)展。從1989年，全國(guó)第一條高速公路-上海滬嘉公路建成通車(chē)起，在這十多年的發(fā)展過(guò)程中，目前全國(guó)高速公路總里程已達(dá)3萬(wàn)公里，居世界第二。高速公路的快速發(fā)展對(duì)于產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)的推動(dòng)作用是巨大的，運(yùn)輸、交通等直接相關(guān)行業(yè)領(lǐng)域的變化是革新的。與此同時(shí)，管理這些高速公路的收費(fèi)閘口的建設(shè)，也隨著高速公路的發(fā)展，而不斷規(guī)模化。

分布于全國(guó)各地的上千家省道、國(guó)道的收費(fèi)站，不僅是國(guó)家稅收的一個(gè)窗口，更要通過(guò)此閘口管理來(lái)往車(chē)輛的運(yùn)行和數(shù)量。所以每天，這些收費(fèi)站都要與數(shù)量龐大、規(guī)格繁多的運(yùn)輸機(jī)械打交道。

然而，隨著經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)發(fā)展的需要，運(yùn)輸車(chē)輛的尺寸和規(guī)格在進(jìn)幾年中的變化非常快。與此帶來(lái)的問(wèn)題是， 運(yùn)輸車(chē)輛的裝載幾何尺寸、超限以及改變車(chē)輛的設(shè)計(jì)參數(shù)和性能等方面給過(guò)閘的檢驗(yàn)系統(tǒng)帶來(lái)一系列的問(wèn)題，如何能夠在短時(shí)間內(nèi)正確區(qū)分通閘，不斷考驗(yàn)著計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的自動(dòng)化水平。

分車(chē)檢驗(yàn)的原理:

對(duì)于計(jì)重收費(fèi)站的應(yīng)用來(lái)說(shuō)，準(zhǔn)確可靠的分離前車(chē)和后車(chē)是非常重要的。傳統(tǒng)的收費(fèi)站的自動(dòng)化檢驗(yàn)系統(tǒng)采取的是單光束的傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)。但是這些單光束的傳感器系統(tǒng)很難完成此檢測(cè)，其中最典型的是拖掛車(chē)的拖鉤因位置不確定而造成的漏檢。以下就以美國(guó)邦納公司的一名典型收費(fèi)站用戶(hù)的實(shí)際應(yīng)用來(lái)進(jìn)行具體介紹。

單光束的傳感器的缺陷主要表現(xiàn)在以下的幾個(gè)方面：

問(wèn)題：

圖1 未安裝車(chē)輛分離光幕系統(tǒng).
圖1是某國(guó)道的一個(gè)高速公路的匝道口，該高速公路安裝了指紋通關(guān)系統(tǒng)及升降柱式欄桿系統(tǒng)，在末安裝車(chē)輛分離光幕系統(tǒng)之前，容易產(chǎn)生以下幾種錯(cuò)誤：

1. 兩輛車(chē)處理成一輛車(chē)（牽引車(chē)）：因?yàn)檐?chē)與車(chē)之間間距太短，系統(tǒng)容易將兩輛車(chē)誤處理成一輛車(chē)。

2. 軸型錯(cuò)判，一輛車(chē)處理成兩輛車(chē)特殊軸型的車(chē)輛(多聯(lián)軸車(chē)輛的車(chē)輛一般較容易判錯(cuò))：特殊車(chē)輛可能會(huì)有不止一個(gè)掛車(chē)，系統(tǒng)會(huì)將該種特殊車(chē)輛誤判斷成幾部車(chē)輛而進(jìn)行重復(fù)計(jì)費(fèi)，有些場(chǎng)合可能無(wú)法分辨出特殊型的掛軸車(chē)輛。

3．車(chē)輛底盤(pán)較低(低于400mm)：對(duì)于低于400mm底盤(pán)的車(chē)很難檢測(cè)出來(lái)。

4．車(chē)輛連接框架較高(高于1600mm)：對(duì)于有些連接軸高于1600mm的車(chē)輛，一般的測(cè)量系統(tǒng)也很難分辨。

5．相鄰車(chē)輛距離太近(用地感線圈時(shí)小于1200mm)，當(dāng)?shù)馗芯€圈故障或人為的阻擋時(shí)，如果兩輛車(chē)輛相隔太近，容易產(chǎn)生將兩部車(chē)輛誤判成一部車(chē)，結(jié)果是收費(fèi)系統(tǒng)漏判。

6．來(lái)回在軸重衡上行駛，車(chē)輛在軸重衡上來(lái)回行駛?cè)菀桩a(chǎn)品誤判。

7．車(chē)輛軸組處擋住光幕時(shí)間較長(zhǎng)，如果在長(zhǎng)時(shí)間車(chē)輛等待的場(chǎng)合，車(chē)輛與掛廂的車(chē)軸長(zhǎng)時(shí)間的擋住光幕系統(tǒng)，可能導(dǎo)致計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的延時(shí)。

該國(guó)道在沒(méi)有采用邦納的車(chē)輛分離系統(tǒng)之前，發(fā)生過(guò)誤將一部特殊軸型的多聯(lián)軸拖掛車(chē)判斷成幾部車(chē)輛的事故。當(dāng)該拖掛車(chē)車(chē)頭通過(guò)了收費(fèi)處，該系統(tǒng)誤將該車(chē)的車(chē)廂判斷成第二輛車(chē)輛，地樁迅速頂出，損壞了這部多聯(lián)軸拖掛車(chē)。

MINI-ARRAY?解決方案：

基于上述問(wèn)題，邦納推薦用戶(hù)采用了邦納的紅外車(chē)輛分離系統(tǒng)，其系統(tǒng)解決方案配置圖如下：

車(chē)輛分離或合并單通道方案
圖中車(chē)輛分離方案由邦納的A-GAGE?MINI-ARRAY?系列車(chē)輛分離光幕系統(tǒng)而設(shè)計(jì)，它由多對(duì)同步工作的發(fā)射器／接受器組構(gòu)成，這種設(shè)計(jì)可以可靠的分離各種車(chē)輛而不會(huì)漏檢拖鉤，也不會(huì)向線圈一樣因?yàn)檐?chē)輛行駛過(guò)近而誤認(rèn)為一輛車(chē)，從而達(dá)到自動(dòng)計(jì)重收費(fèi)的目的。
MINI-ARRAY?具體參數(shù)

MINI-ARRAY?原理：

邦納的測(cè)量光幕由成對(duì)的光電發(fā)射器和接收器構(gòu)成，所有發(fā)射器包含在一個(gè)外殼中，所有接收器包含在另一個(gè)外殼中。放置在發(fā)射器和接收器之間的目標(biāo)物體將會(huì)阻擋一部分光使其不能到達(dá)它們相應(yīng)的接收器。邦納測(cè)量光幕使用同步掃描來(lái)識(shí)別哪些對(duì)或通道被擋住了。首先一個(gè)發(fā)射器通道發(fā)出光脈沖而相應(yīng)的接收器同時(shí)來(lái)尋找此光脈沖，當(dāng)找到后即完成一個(gè)通道的掃描，接著轉(zhuǎn)向下一個(gè)通道，直到所有的掃描都完成。此系統(tǒng)記錄了哪些通道受阻，哪些通道暢通，然后基于用戶(hù)定義的功能輸出一個(gè)信號(hào)，該信號(hào)或者是模擬量信號(hào)，或者是開(kāi)關(guān)量的信號(hào)。

實(shí)際實(shí)施：

在該項(xiàng)目的實(shí)際實(shí)施中，MINI-ARRAY?兩片式光幕采用超強(qiáng)的交叉掃描方式。當(dāng)光幕為通路時(shí)(沒(méi)有物體遮擋光幕)，光幕將忽略小物體，準(zhǔn)備檢測(cè)汽車(chē)的到位。只有當(dāng)連續(xù)的直徑大于150MM的物體遮擋光幕，光幕才會(huì)進(jìn)行有效的檢測(cè)，一旦光幕檢測(cè)到連續(xù)的150mm或大于150mm的物體，光幕才會(huì)發(fā)出信號(hào)。MINI-ARRAY?所采用的這種專(zhuān)用的分析模式，即VHS（Vehicle Separate System）,此模式要求至少150MM高的光路被擋住后控制器才有輸出，另配有堅(jiān)固的不銹鋼或鋁制沖壓加熱防護(hù)外殼，以保護(hù)在室外應(yīng)用環(huán)境下使用的發(fā)射器或接收器，巨溫控制的電阻線將免除霧氣在玻璃窗上的凝結(jié)，在寒冷的天氣環(huán)境下，可以防止雪或冰對(duì)傳感器的影響，即使在潮濕的或大霧的日子，濕度控制器也可控制加熱窗口，以保持玻璃的清潔。這一性能可以使系統(tǒng)不受落下的雨滴、雪花、污泥以及飛入檢測(cè)區(qū)域的鳥(niǎo)或昆蟲(chóng)的影響。

當(dāng)各種各樣，各形各態(tài)的車(chē)輛經(jīng)過(guò)光幕檢測(cè)系統(tǒng)時(shí)，直到接收器接收到所有發(fā)射光束(光幕通路)方可通過(guò)檢測(cè)。交叉掃描方式，可以使光幕在確認(rèn)檢測(cè)到汽車(chē)后檢測(cè)到更小的物體，即使一條光束被遮擋，光幕仍可以可靠檢測(cè)。當(dāng)接收器檢測(cè)到光幕沒(méi)有任何遮擋物體，才認(rèn)為車(chē)輛已經(jīng)通過(guò)檢測(cè)，這樣的交叉掃描方式，可有效的防止特殊軸型的拖掛車(chē)帶來(lái)的多聯(lián)軸車(chē)輛較容易判錯(cuò)的問(wèn)題。

該項(xiàng)目實(shí)施分離系統(tǒng)之后現(xiàn)場(chǎng)圖
MINI-ARRAY?系列車(chē)輛分離光幕專(zhuān)為以上難題解決了上述提到的八個(gè)問(wèn)題，以?xún)?nèi)置式特征為根據(jù)實(shí)際應(yīng)用要求設(shè)計(jì)，進(jìn)行可靠車(chē)輛分離檢測(cè)，操作上實(shí)分便捷。獨(dú)特的光學(xué)鏡頭具有超強(qiáng)的光學(xué)過(guò)量增益，可滿(mǎn)足室外使用的要求，增加了計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠性。

MINI-ARRAY?分車(chē)光幕系統(tǒng)的實(shí)施帶給企業(yè)不僅是時(shí)間上的提升，更是檢測(cè)質(zhì)量精準(zhǔn)度的提升。檢測(cè)光幕的引用，將有效地輔助收費(fèi)站的管理提升到更為科學(xué)的管理水平。收費(fèi)站的地域分布雖然廣泛，但是實(shí)際的設(shè)施與應(yīng)用相似。因而對(duì)于能夠承受不同自然環(huán)境下工作的MINI-ARRAY分車(chē)光幕系統(tǒng)，能夠?yàn)橛脩?hù)帶了公正、統(tǒng)一的檢驗(yàn)結(jié)果。(end)