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    淺談公路超限超載非現場執法系統 的原理和檢定中存在的問題

    2020-09-08 00:00:00

    淺談公路超限超載非現場執法系統 的原理和檢定中存在的問題

    王彥來 紹興市質量技術監督局 紹興市能源檢測院 胡威 杭州四方稱重系統有限公司 何澤勇 北京盤天新技術有限公司

     [ 摘要 ] 本文介紹了新形式的公路治理超限超載系統——公路超限超載非現場執法系統的組成、 原理和在使用和檢定過程中存在的問題,并提出相應的解決辦法。

    [ 關鍵詞 ] 公路運輸 超限超載 非現場執法 石英傳感器 平板 電阻應變

    一、前言 公路運輸具有機動靈活的優點,可以根據客戶需求提供運輸服務,大限度的滿足不同性質貨物 的運輸要求,在我國的經濟建設和滿足人民群眾的物質需求方面發揮了極大的作用。隨著我國公路 路網的不斷建設、完善和貨物運輸要求的不斷提高,公路運輸發揮了更大的作用,但由于公路運輸 成本相對較高和對利益化的盲目追求,公路運輸車輛超限超載運輸的情況有愈演愈烈之勢。

    公路運輸中車輛超限是指車輛的車貨總重量、外形超過了規定限值,如車輛、車廂尺寸超過了 限值;超載是指車輛在運輸過程中的裝載物總量超出了其允許荷載重量。根據目前國內現狀,超載 車輛少的超載 10%、20%,超載多的車輛超載 100%、200% 甚至 300%。車輛超限超載行駛行為有兩 大危害,一是給道路橋梁造成損害,縮短其使用壽命;一是威脅人民群眾生命財產安全和影響道路 暢通,超過七成的交通事故都是因為車輛超限超載導致的,一半以上的重大交通傷亡事故與車輛超 限超載有關。

    為治理公路運輸亂象,國家多次發文強調加強公路交通安全工作,各個省也根據文件精神結合自 身實際情況制定出臺相應的地方性文件,出臺了專項行動方案,但結果不能令人滿意。開展行動的 時候效果明顯,行動過后超限超載死灰復燃。超限超載難以杜絕,從根本上來說,一方面是利益驅使, 一方面是監管不到位。對于高速公路我們已經采取了計重收費的方式對超限超載的情況加以控制; 但對于國家已經發布文件逐步取消收費的一級公路、二級公路,如何治理車輛超限超載的行為又將 成為一個棘手的問題。

    治理超限超載是一項長期工作,利益驅動依然存在,今后治理工作的任務仍然十分艱巨。單獨依 靠增加執法人員和在路旁設置低速動靜態超限監測站,不能滿足高等級公路快速發展對超限檢測的 要求。上世紀 50 年代以來,美國、德國和日本等發達國家為加強對超限超載車輛的監管,已經開始 2 關注、研究和應用車輛動態稱重系統,同時制定與之相關的法令。我國近幾年也開展治超非現場執 法試點工作,以“互聯網 +”為理念,通過試點總結經驗,制定統一的標準,規范相應的工作流程。

    國內目前有廣東、浙江、江蘇、山東、河南、陜西等 10 多個省份也開展了非現場執法系統的試點工作, 公路超載超限非現場執法系統的作用已經初露端倪。 紹興市也于 2015 年 11 月 25 日印發紹興市人民政府辦公室文件紹政辦 [2015]91 號紹興市人民政 府辦公室全面治理貨運車輛超限超載等違法運輸的意見。其中規定“根據國家、省關于探索利用計 重檢測數據加強執法管理的要求,加快推進全市治超非現場執法系統建設,并明確電子檢測系統中 的計量器具由質檢部門負責檢定”。 本文將基于在紹興市范圍使用的公路超限超載非現場執法系統進行原理介紹及分析。

    二、系統的組成及原理 長期以來,針對超限超載車輛,路政部門主要依靠設立固定超限超載檢測站點,采用人為攔車進 站檢測的傳統治理模式。但是隨著國家經濟迅速發展,公路貨運行業發展勢頭迅猛增長,隨之產生 的車輛超限超載現象也日益增多,目前傳統治理模式已不能滿足現有治超形勢的需求。新形式的非 現場治超執法系統是對違法超限超載運輸車輛進行動態監管及后續處理相結合的執法模式。對非現 場執法實行治超信息聯網,實現數據共享,多部門聯合治超模式,彌補了交通安全管理空當,為交 通管理部門治超執法提供重要的基礎和運行數據,為多部門聯合治超提供重要的技術手段和證據。

    建立非現場執法工作長效機制,將從根本上改變以往治超的被動局面,有效解決治超工作人員不足、 取證困難、治超安全等問題,實現 24 小時車輛運輸動態監控,對超限車輛形成有力威懾 , 對保護道 路和橋梁安全有著十分重要的意義。 1. 系統組成 公路超載超限非現場執法系統是一種適合多工況的動態治超非現場執法系統,根據站點公路治超 系統的當前需求及未來發展趨勢,系統設計基于分布式系統的集中管理策略,采用分層結構設計, 從邏輯關系上看主要分為:“ 前端抓拍子系 統”、“動態稱重子系統”、 “ 可變情報板 信息發布子系統”、“ 公路治超專用全景攝 像機子系統”、“中心處理信息子系統”和“公 路超限運輸電子檢測系統軟件”,強化上級 部門的管理職能、突出執行部門的應用職能, 做到全網資源的協調管理。公路治超電子檢測 系統拓撲結構圖見圖一 3 本系統由動態稱重子系統、前端抓拍子系統、可變情報板信息發布子系統和中心處理信息子系統 組成,實現對通行車輛信息的采集、傳輸、分析、處理、發布與集中管理。

    (1)前端、后端抓拍子系統 實現對車輛綜合信息的采集,包括整車車輛特征照片、前端、后端車牌號碼與顏色、車身顏色、 司乘人員面部特征、車量載重等,并完成圖片信息識別、數據緩存以及網傳等功能,主要由高清抓 拍攝像機、補光設備、車輛檢測器、攝像機終端服務器、端服、工業光纖交換機、防雷器等設備組成。

    (2)動態稱重子系統 通過設置在公路主線車道上的稱重傳感器、車輛檢測器將采集到的通過檢測區車輛的完整稱重數 據、車輛類型信息集中到高速數據采集控制器,經過高速數據采集處理器處理后,與高速稱重管理 計算機進行通訊,組成完整的高速稱重檢測系統,從而對通過高速稱重區域的貨車按照統一標準實 施準確的超限判別。

    (3)可變情報板信息發布子系統 可變情報板接收中心處理信息子系統發布的車輛超限信息 ( 車牌號、總重、超重等信息 ),在情 報板上動態顯示。

    (4)中心公路超限運輸電子檢測系統軟件 將卡口前端子系統與中心管理平臺互聯,完成卡口系統數據信息的存貯、傳輸與交換,以及數據 信息的接入、比對、記錄、分析與共享功能。 系統可以實時采集通過高速檢測區域的車輛的軸載荷、軸數、車輛總重、車速、加速度、車型、 車牌號碼、車輛圖片等詳細信息,并予以保存; 系統可以根據設定的限制參數迅速判斷出車輛超限信息,對過濾出的“超限”信息在軟件顯示界 面上給出警告標志; 系統可以向 F 型可變情報板適時發布超限車輛的詳細信息,對超限車輛予以引導; 同時還支持對車輛信息的歷史查詢和統計,管理報表的輸出和打印功能,以及對系統參數的動態 配置;可與管理計算機進行網絡通信。

    中心處理信息子系統由服務器安裝平臺軟件模塊組成,包括:數據庫服務器、管理服務器、應用 服務器、Web 服務器和時鐘服務器。其中,數據庫服務器安裝數據庫軟件保存系統各類數據信息; 管理服務器安裝管理模塊負責系統綜合管理;應用服務器安裝應用處理模塊負責數據處理、布控、 比對、報警轉發、上下級通訊等;Web 服務器安裝 Web Server 負責向 B/S 用戶提供訪問服務。 2. 稱重方式 紹興市目前的非現場執法系統中的稱重方式主要有石英式和平板式兩種形式。

     4 石英式主要采用進口瑞士 Kistler(奇石樂)公司的石英傳感器為主,石英傳感器總體結構如同 長的工字梁,所不同的是工字梁的腹板為空心截面,其空心是由平行工字梁上下翼緣的兩個平行面 形成的矩形通孔,如下圖 2 所示。石英傳感器埋在路面下面,梁的上表面為承載面,下表面為支撐 面,安裝結構如圖 3 所示。石英壓電式力傳感器就是利用石英晶體的壓電效應,把力轉換成電荷, 通過電荷放大器再把電荷按比例轉換成電壓,經 A/D 轉換后由處理器計算出動態重量。石英稱重傳 感器具有體積小、高度低、重量輕,安裝方便,剛度大,響應頻率高,動態范圍廣,靈敏度高的特點, 埋設到路面后與路面融為一體,無腐蝕,使用壽命與路面相當,近乎免維護,是理想的高速動態稱 重方案。

    2 石英稱重傳感器 圖 3 石英式傳感器安裝結構圖 圖 4 石英式傳感器安裝完成圖 平板式稱重系統技術原理來源于成熟的鐵路軌道衡技術,稱重部分由平板外框和定制傳感器組成, 傳感器為電阻應變式,該傳感器為可互換定制傳感器。輪軸載荷作用在上面板上,安裝在面板下方 的剪力 T 型主梁產生微形變,通過安裝在主梁外側特定位置的剪力傳感器測量形變產生的剪力,計算出輪軸載荷,如下圖 5 所示。具有承載力強、檢測區域大、稱重精度高、設備堅固耐用、壽命長、 安裝維護方便的特點,安裝結構如下圖 6 所示。

    5 圖 4 平板式稱重結構示意圖 圖 5 平板式安裝示意圖 三、存在問題及解決方法 公路超載超限非現場執法系統作為 2013 年才開始的智能化系統,全國均缺乏對整個系統的檢測 標準,相關省份起草的《公路超限不停車檢測系統建設技術規范》只涉及了公路超限不停車稱重設 備和非現場執法信息管理系統設計、建設和改造環節,沒有涉及檢測驗收這個重要環節。公路非現 場執法系統中的核心部分是動態稱重子系統,也就是車輛的高速動態稱重系統,由于缺乏相關的法 律依據,所以我們目前只能對非現場執法系統中的稱重部分實施檢定。 我們對非現場執法系統中的高速稱重部分進行檢定的過程中也遇到過很多情況,現就對檢定中出 現的問題進行探討。

    1,檢定依據選擇的問題?,F有的動態汽車衡的檢定規程是 JJG907-2006《動態公路車輛自動衡器》, 由于規程中并沒有明確涉及對高速動態稱重設備進行檢定,因此,規程只能滿足特定條件下稱重設 備的檢定工作。

    2,非標準車道的檢定問題。國內的道路設計標準多樣,國省道與鄉鎮道路的路面標準存在差異, 由于路面寬度等原因有些站點建成后機動車道與非機動車道沒有有效隔離,也沒有安裝護欄,檢定 工作存在一定的困難和危險性;有個別站點由于硬路肩的寬度不一致,可能會影響大型檢定車輛的 通過。

    3,檢定時檢定車輛速度的選擇問題。JJG907-2006 規程中規定檢定要在低、中、高三種速度下進行, 由于速度未做明確規定,導致檢定工作中會有一定的難度,有些路段在設計和安裝過程中缺乏足夠 的論證和現場實地觀察,安裝在道路的轉彎處或是車輛較多或是紅綠燈較多的路段,檢定時車輛的 速度很難達到設備型式批準的速度值或是道路的限速值。

    4,非現場執法系統中的測速裝置的檢定問題。系統中的測速裝置是否準確也在一定的程度上影 響稱量結果的有效性,目前檢定工作中主要采取的是將系統中測速裝置檢測出的車速與我們檢定裝 置中的測速儀檢測出的數據進行比對,確定其是否準確,需要相應的速度檢定裝置對其進行檢定。 但是,現行的速度檢定規程只達到 20km/h,無法滿足實際檢定的需要。

    5,其他相關部分的檢定檢測。非現場執法系統中測量車輛長、寬、高尺寸的部分目前還缺乏相 應的檢定規程和方法,同時前端抓拍子系統、可變情報板信息發布子系統和中心處理信息子系統也 沒有相關的國家標準。

    6,檢定工作的有效性控制。檢定之后要對影響稱量結果的可調節部分實施鉛封,但由于可調試 的設備和站點的網絡及其他設備的控制部分都安裝在現場的控制柜中,將控制柜鉛封,一旦投入使用, 如果其他設備出現問題,打開控制柜,檢定部門的鉛封也就失效了。

    為解決上述問題,我們要從以下幾個方面進行改進:

    (1)加強立法和嚴格執法。對公路運輸的超限超載行為加大處罰力度,不僅僅處罰駕駛員,對 貨物超限超載運輸的貨主也要納入處罰的主體當中,引入“黑名單”和屢犯的“禁止從業”機制, 提高違法成本,真正達到威懾和警醒的作用。

    (2)以問題為導向,緊抓主線。緊緊抓住治理公路超限超載,保障公路橋梁和人民群眾財產安 全的主線。公路超限超載非現場執法系統是新生事物,肯定會存在這樣或是那樣的缺點或是問題, 我們要摸著石頭過河的方法,各部門加強協調,發揮各自職能,使之更好地發揮治理超限超載的作用。

    (3)加快相關檢定方法、檢定規程的修訂工作。目前全國衡器計量相關部門正在修訂 JJG907- 2006《動態公路車輛自動衡器檢定規程》,相信新版本將進一步的明確和細化,使動態稱重子系統 的檢定工作具有更大的可操作性。同時加快制定其他子系統的檢測標準的制定工作,讓檢定檢驗工 作有據可循,使之更加適應現行的法律法規。

    (4)加快軟硬件和系統升級換代。生產廠家在現有的基礎上不斷提高和創新,改進和消除存在 的問題,使之更加符合我國目前治超的實際情況,更好地發揮作用。

    (5)關于型式評價的問題,由于道路情況多種多樣,導致系統的組成和企業上交的型式評價的 模式可能有些差別,面對這種情況我們就要根據實際情況,以解決問題為前提,保證現場情況與型 式批準的一致性。 7

    (6)進一步完善檢定工作。目前我院正在購買設備,籌建速度檢定裝置,標準建成之后對非現 場執法系統中的測速裝置部分進行檢定。

    三、結束語 公路超限超載非現場執法系統助力公路治超,并不是否認現場治超執法的重要性。非現場執法系 統與固定式超限超載檢測站顯著區別是采用不停車的動態稱量,實現獲取超限超載貨運車輛的信 息,實行事前告知提示,引導到固定卸載場進行卸載,事后采取處罰執法的措施,大幅度提高效率, 節省大量的人力物力,是公路固定式超限超載檢測站的補充,是一種行之有效的創新模式。非現場 執法是對超限超載行駛違法行為的事后處罰,并不能及時制止超限超載行駛的違法行為,其威脅性 并未馬上得到消除,這是非現場執法的弊端。把非現場執法與現場執法相結合,采取更完善的措施, 使超限超載行駛行為能得到及時制止,是今后工作努力的方向。治超非現場執法是公路治超從傳統 方式向現代化、智能、科技化執法的一個有益嘗試,是現有治超手段的有效補充,能夠為全天候監管, 跨區域、跨部門聯合聯動執法提供有力的支撐,也可緩解流動執法的壓力。

    【參考文獻】 1】浙江省交通運輸廳科研項目研究報告 浙江省公路管理局 交通運輸部公路科學研究院 2015. 【2】公路治超電子檢測系統方案 杭州四方稱重系統有限公司 胡威 【3】平板動態汽車衡技術特點 北京盤天新技術有限公司 何澤勇 【4】JJG 907-2006《動態公路車輛自動衡器檢定規程》 附圖:檢測站點安裝完成圖 懸臂梁上安裝前段抓拍裝置,路上埋設稱重檢測裝置,前段大屏幕實現可變情報板信息發布,站 點終端主機安裝在綠化帶中的鐵皮箱中,將信息傳送至區縣市中心平臺。

    文章來源:中國衡器網——作者:王彥來 胡威 何澤勇 發表日期:2018年4月


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