超限超載一直都是世界範圍內公路普遍存在的問題。為了解決這一問題，20世紀中旬，美國、法國、德國等運輸業發展較快的國家開始對汽車動態稱重係統進行研究。但早期的動態車輛稱重技術一直局限於對硬件的研究，在傳感器及承載器如何精確地反應車輛對其壓力的問題上舉步維艱。直到1976年春，日本的小野敏郎於第七屆IMEKO TC3會議上發表《動態稱重問題估算理論的應用》.為車輛動態稱重提出了不同於以前的軟件解決方案。

20世紀80年代，隨著國內高速公路路網建設與貨運業的迅速發展，國內對車輛動態稱重技術的需求日益迫切，中國開始對動態汽車衡進行研究。隨著科學技術的不斷發展.國內廠家不斷的推陳出新，動態汽車衡完成了從模擬式到數字化的轉變，與動態汽車衡相匹配的稱重控製器即稱重儀表也完成從模擬儀表到數字式儀表的轉化，並正在向智能儀表發展。智能儀表即保留了傳統儀表實時性高、穩定性好的優點，又提供了更加多元的信息化和智能化的功能。

一、傳統稱重儀表的功能與特點

    (一)傳統稱重儀表的功能

    稱重儀表是稱重係統的控製核心，傳統的稱重儀表一般集合數據采集、數據處理、數據上傳、數據存儲、外設控製、人機交互等多項功能，具體介紹如下。

    1、數據采集

    采集稱重傳感器、胎型傳感器、光柵、線圈等設備的數據。

    2、數據處理

    處理車輛通過過程中各傳感器信號，獲得稱重結果;檢測外部設備的信號變化並進行簡單的故P}診斷和排查，如車輛分離器、欄杆機等。

    3、數據上傳

    將稱重結果數據通過外部通信端口上傳至上位機軟件。

    4、數據存儲

    存儲相關係統參數、證據鏈信息、曆史數據等。

    5、外設控製

    通過外設接口與外設進行連接，並對外設執行相應指令以完

成特定操作，如欄杆機的抬起與落下等。

    6、人機交互

    提供簡單的顯示界麵，顯示車輛的稱重結果、設備狀態信息等，供相關人員查閱;提供簡單的輸入功能，在衡器調試、計量檢定過程中通過鼠標或鍵盤等輸入設備調整與計量性能相關的參數。

    (二)傳統稱重儀表的特點

稱重儀表的實時性和穩定性是動態稱重領域兩個最基本的要求。所謂的“實時性”是指能夠快速的響應各個外部設備的中斷，在車輛行進過程中“實時”地采集並處理車輛數據，並能夠及時地給出處理結果，以保證收費係統的高效性;所謂的“穩定性”是指儀表應符合相關國家標準、檢定規程的要求，在溫濕度變化、電源不穩、電磁幹擾等條件下儀表軟硬件功能應該能夠長時間保持在正常工作狀態，以保證收費車道的正常運行，應避免因為軟件、硬件故障導致的收費車道關閉，進而造成車輛擁堵等問題。由於傳統儀表使用單CPU+實時操作係統架構，結構和功能較為簡單，具有高穩定性和高實時性的特點。

• 智能儀表在動態稱重係統中的應用

    (一)智能化的概念及特點

當今社會科學技術不斷進步，並且已經滲透到許多行業，傳統的行業壁壘正在打破.新形式、新技術產品正在成為潮流並被人們所接受，尤其是智能化產品發展迅猛。所謂的智能化可以簡單的理解為“智慧十能力”，即，在掌握相關數據的基礎上，通過自主的思維分析、綜合判斷、智慧理解，坡終做出相應決斷，並進一步給出與決斷相配合的行為，從而體現出解決問題或者應對問題的能力。總之，智能化是指由現代通信與信息技術、計算機網絡技術、行業技術、智能控製技術匯集而成的針對某一個方麵的應用。智能化一般具有如下特點:一是具有感知能力，即具有能夠感知外部世界、獲取外部信息的能力，這是產生智能活動的前提條件和必要條件;二是具有記憶和思維能力，即能夠存儲感知到的外部信息及由思維產生的知識，同時能夠利用已有的知識對信息進行分析、計算、比較、判斷、聯想、決策;三是具有K8凯发大酒店天生赢家能力和自適應能力，即通過與環境的相互作用，不斷K8凯发大酒店天生赢家積累知識.使自己能夠適應環境變化;四是具有行為決策能力，即對外界的刺激作出反應，形成決策並傳達相應的信息。具有上述特點的係統則為智能係統或智能化係統。

    (二)智能稱盆儀裹的特征擂求

    在智能處理領域，“大數據存儲”+“分析算法”是實現智能化的必要條件。這就要求控製設備能夠存儲大量的曆史數據，並能夠對這些海量的數據用複雜的K8凯发大酒店天生赢家算法進行特征提取與數據分析，進而得到相對準確的結論。上述行為要求控製儀表具備較高的處理能力與處理速度、能夠掛載大容量的存儲設備、能夠對曆史數據進行“分時”分析。作為動態稱重係統中的智能儀表，還必須滿足高實時性和高穩定性的要求。

通過上文所述.“實時性”‘穩定性”“高性能”“複雜的K8凯发大酒店天生赢家算法”等關鍵特征需要智能稱重儀表同時具備，而傳統稱重儀表采用單芯片但單係統的布局無法同時滿足高穩定性和高性能的需求。

    (三)智能稱重儀表的設計理念及特點

為了滿足智能儀表特征需求，智能儀表應采用“雙主控芯片+雙操作係統”的核心設計理念。“雙一雙”結構打破了傳統儀表單芯片單係統的舊式布局，極大程度上滿足了稱重儀表對“高性能和高穩定性”的雙方麵需求。其中，主控製芯片可采用ARMCortex-A係列等高性能芯片，運行分時操作係統Linux，主要實現人機交互、界麵顯示、數據傳輸與存儲、外接模塊控製、定製性應用開發等功能，很好地滿足了客戶的對稱重儀表的人機交互界麵友好、高性能、可定製應用等需求;協控製芯片采用ARMCortex-M係列等低功耗、高性價比芯片，運行實時操作係統ucos.主要處理秤台的數據采集、邏輯處理、算法計算等工作，很好地滿足了稱重係統對儀表的穩定性要求。二者通信技術實現既獨立運行又互相配合的運行機製，從而實現了高性能與高穩定性的統一。

    智能化儀表應該具備以下特點。

    1、強大的數據處理能力和外部設備掛載能力。儀表能夠掛載稱重傳感器、車輛分離器、相機、欄杆機等所有外部設備，進而實現對外部設備的實時監測。

    2、豐富的外部接口。智能儀表不僅應具有串口和SD卡接口等傳統接口，還應具有Can總線、網口、VGA、音視頻、USB等主流接口。接口的可擴展性為後續的新技術應用提供了強大的支持。

    3、靈活性和兼容性高。通過智能儀表的自身結構和豐富的功能選擇實現一機適應多種稱重稱台，無需其他操作，可直接與稱台、聯體稱、整車、軸組稱組合使用。

    4、良好的設備狀態監控、故障自診斷與一定的自修複

能力。

    (四)智能儀表在動態稱，係統中的應用

    智能化儀表引入了多項先進技術，另外人機交互和車輛檢測的分離使不同部分的性能都達到了最佳運行效果，進而對功能的持續改進提供了更堅實的基礎。

    1、自主K8凯发大酒店天生赢家能力

    配合豐富的外部傳感設備、強大的硬件處理能力和完善的軟件支持，智能化儀表將體現越來越強大的K8凯发大酒店天生赢家能力。這主要體現在兩個方麵，一是車道環境K8凯发大酒店天生赢家，隨著計重收費設備的安裝使用，車道環境在時刻變換，稱台本身的結構、水平、高度、電氣性能以及外部的雨、雪、霧等自然天氣的變化都給設備的使用帶來影響，而智能化儀表則能夠自主記錄、存儲不同情況下的相關參數，自主K8凯发大酒店天生赢家調整，使係統的各個部分組件調整到最適應於現在環境的狀態;二是車輛行為的K8凯发大酒店天生赢家，每天都有大量車流經過計重收費設備，通過對每一輛車過車數據的記錄和行為的監控，儀表可以自主K8凯发大酒店天生赢家行為相似車輛的共同點，進而提煉相關特征參數，從而對一類車輛能夠形成相對準確的特征數據庫，對車輛防作弊等功能具有重大意義。

    2、數字化組網

    數字化組網包括兩個方麵:第一，實現單一計重設備各個模塊的數字化組網，例如，實現數字傳感器的引入，完成傳感器內部組網，進而替代模擬傳感器等，進一步提高傳感器的抗千擾能力，保證秤量的準確性和穩定性;第二，在國家計量相關法律允許情況下通過無線網絡技術完成不同車道、不同收費站乃至不同省份的在運行動態稱重設備的數字化組網。數字化組網技術實現了同一計重設備的各個模塊以及不同計重設備之間的互聯互通，從而能夠有效地進行數據交互，實現資源共享、數據整合、故障診斷的目的。

    3、設備監控、故障自診斷與自修複

    在完成數字化組網之後，可以實時地監控現場每一個設備的運行狀態。以儀表自身強大的數據處理能力為依托采用先進的識別技術，對采集到的外部設備數據進行分析，實現對設備的自動故障檢測和報帶功能。例如，可以對傳感器的零點、瞬時值、阻抗等關鍵參數進行診斷分析，當某些參數開始出現異常時，可提前預苦並自動啟動自適應補償機製，當某一傳感器徹底損壞時，係統可實現讓步接收，自動識別、報帶並屏蔽已損壞的傳感器，可以在一定程度上確保稱重係統正常工作，同時可自主指導人員進行故障排查和修複，有效減少了設備維護費用。

三、結束語

    智能稱重儀表采用“雙主控芯片+雙操作係統”的核心設計理念，滿足了稱重儀表對“高性能和高穩定性”的雙方麵需求。自主K8凯发大酒店天生赢家功能的支持使儀具有更強的環境自適應能力與防車輛作弊能力。故障自診斷與自適應功能可大大地減少設備維護成本。數字化組網技術的應用實現對各設備運行狀態的實時監控，實現故障的提前發布與預帶。智能儀表應采用當今主流技術，為未來新技術的引入提供了很好的基礎，保證了其在未來很長一段時間內的適應性。

四、項目應用成效

    本係統於2016年開始在福泉高速公路試點開發應用，收費管理部門實現了對費源動態的實時掌握，擺脫基於紙質報表的費源統計報表，提高了管理水平，增強了對突發費源異動的反應能力，以科學的、可量化的方式實現年度工作目標的規劃與分解。向車道端收費輔助子係統發布收費車型異判數據9188條，提示並協助糾正2524趟次客車收費，挽回費源流失182077.20元。發布客貨判識數據10684條，提示並協助糾正客貨車判別6993趟次，挽回費源流失35910.45元。該係統的推廣應用，不僅降低了收費員的工作壓力，也杜絕了因車型11伍界不清及人為失誤造成的費源流失。

    近年來，互聯網技術及AI技術發展迅猛。公眾出行對高速公路的移動支付、自助繳費以及無感支付呼聲強烈。在運營層麵，降本增效、精細化管理也逐步成為管理工作的重心。要實現真正意義上的糟細化管理，就要建立一套行之有效的閉環式決策輔助係統，即通過前端生產數據的充分采集，利用後端大數據分析技術，實時地、全麵地展現企業運營動態，收費管理層可以通過這些直觀的圖表，發現存在的問題，明確發展的趨勢，繼而利用各種信息化渠道下達經營策略，前端設備接獲這些經營參數後，能迅速準確調整收費及監管行為。同時，相對於人工收費，無人值守的移動支付其難點在於收費類型、特殊車情的人工判斷，建立起相關判斷的自動化業務模型是將先進的互聯網及AI技術引進高速公路行業的必由之路。本係統建立了一個符合高速行業的業務信息化模型.以期為行業發展提供借鑒。

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