引言：

隨著國民經(jīng)濟的迅速發(fā)展，我國高速公路建設(shè)和公路運輸規(guī)模都得到了前所未有的發(fā)展。從1989年，全國第一條高速公路-上海滬嘉公路建成通車起，在這十多年的發(fā)展過程中，目前全國高速公路總里程已達3萬公里，居世界第二。高速公路的快速發(fā)展對于產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟的推動作用是巨大的，運輸、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，管理這些高速公路的收費閘口的建設(shè)，也隨著高速公路的發(fā)展，而不斷規(guī)模化。

分布于全國各地的上千家省道、國道的收費站，不僅是國家稅收的一個窗口，更要通過此閘口管理來往車輛的運行和數(shù)量。所以每天，這些收費站都要與數(shù)量龐大、規(guī)格繁多的運輸機械打交道。

然而，隨著經(jīng)濟生產(chǎn)發(fā)展的需要，運輸車輛的尺寸和規(guī)格在進幾年中的變化非常快。與此帶來的問題是， 運輸車輛的裝載幾何尺寸、超限以及改變車輛的設(shè)計參數(shù)和性能等方面給過閘的檢驗系統(tǒng)帶來一系列的問題，如何能夠在短時間內(nèi)正確區(qū)分通閘，不斷考驗著計費系統(tǒng)的自動化水平。

分車檢驗的原理:

對于計重收費站的應(yīng)用來說，準確可靠的分離前車和后車是非常重要的。傳統(tǒng)的收費站的自動化檢驗系統(tǒng)采取的是單光束的傳感器來實現(xiàn)。但是這些單光束的傳感器系統(tǒng)很難完成此檢測，其中最典型的是拖掛車的拖鉤因位置不確定而造成的漏檢。以下就以美國邦納公司的一名典型收費站用戶的實際應(yīng)用來進行具體介紹。

單光束的傳感器的缺陷主要表現(xiàn)在以下的幾個方面：

問題：

圖1 未安裝車輛分離光幕系統(tǒng).

圖1是某國道的一個高速公路的匝道口，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)，在末安裝車輛分離光幕系統(tǒng)之前，容易產(chǎn)生以下幾種錯誤：

1. 兩輛車處理成一輛車（牽引車）：因為車與車之間間距太短，系統(tǒng)容易將兩輛車誤處理成一輛車。

2. 軸型錯判，一輛車處理成兩輛車特殊軸型的車輛(多聯(lián)軸車輛的車輛一般較容易判錯)：特殊車輛可能會有不止一個掛車，系統(tǒng)會將該種特殊車輛誤判斷成幾部車輛而進行重復(fù)計費，有些場合可能無法分辨出特殊型的掛軸車輛。

3．車輛底盤較低(低于400mm)：對于低于400mm底盤的車很難檢測出來。

4．車輛連接框架較高(高于1600mm)：對于有些連接軸高于1600mm的車輛，一般的測量系統(tǒng)也很難分辨。

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

6．來回在軸重衡上行駛，車輛在軸重衡上來回行駛?cè)菀桩a(chǎn)品誤判。

7．車輛軸組處擋住光幕時間較長，如果在長時間車輛等待的場合，車輛與掛廂的車軸長時間的擋住光幕系統(tǒng)，可能導(dǎo)致計費系統(tǒng)的延時。

該國道在沒有采用邦納的車輛分離系統(tǒng)之前，發(fā)生過誤將一部特殊軸型的多聯(lián)軸拖掛車判斷成幾部車輛的事故。當該拖掛車車頭通過了收費處，該系統(tǒng)誤將該車的車廂判斷成第二輛車輛，地樁迅速頂出，損壞了這部多聯(lián)軸拖掛車。

MINI-ARRAY?解決方案：

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

車輛分離或合并單通道方案

圖中車輛分離方案由邦納的A-GAGE?MINI-ARRAY?系列車輛分離光幕系統(tǒng)而設(shè)計，它由多對同步工作的發(fā)射器／接受器組構(gòu)成，這種設(shè)計可以可靠的分離各種車輛而不會漏檢拖鉤，也不會向線圈一樣因為車輛行駛過近而誤認為一輛車，從而達到自動計重收費的目的。

MINI-ARRAY?具體參數(shù)

MINI-ARRAY?原理：

邦納的測量光幕由成對的光電發(fā)射器和接收器構(gòu)成，所有發(fā)射器包含在一個外殼中，所有接收器包含在另一個外殼中。放置在發(fā)射器和接收器之間的目標物體將會阻擋一部分光使其不能到達它們相應(yīng)的接收器。邦納測量光幕使用同步掃描來識別哪些對或通道被擋住了。首先一個發(fā)射器通道發(fā)出光脈沖而相應(yīng)的接收器同時來尋找此光脈沖，當找到后即完成一個通道的掃描，接著轉(zhuǎn)向下一個通道，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，然后基于用戶定義的功能輸出一個信號，該信號或者是模擬量信號，或者是開關(guān)量的信號。

實際實施：

在該項目的實際實施中，MINI-ARRAY?兩片式光幕采用超強的交叉掃描方式。當光幕為通路時(沒有物體遮擋光幕)，光幕將忽略小物體，準備檢測汽車的到位。只有當連續(xù)的直徑大于150MM的物體遮擋光幕，光幕才會進行有效的檢測，一旦光幕檢測到連續(xù)的150mm或大于150mm的物體，光幕才會發(fā)出信號。MINI-ARRAY?所采用的這種專用的分析模式，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，另配有堅固的不銹鋼或鋁制沖壓加熱防護外殼，以保護在室外應(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、污泥以及飛入檢測區(qū)域的鳥或昆蟲的影響。

當各種各樣，各形各態(tài)的車輛經(jīng)過光幕檢測系統(tǒng)時，直到接收器接收到所有發(fā)射光束(光幕通路)方可通過檢測。交叉掃描方式，可以使光幕在確認檢測到汽車后檢測到更小的物體，即使一條光束被遮擋，光幕仍可以可靠檢測。當接收器檢測到光幕沒有任何遮擋物體，才認為車輛已經(jīng)通過檢測，這樣的交叉掃描方式，可有效的防止特殊軸型的拖掛車帶來的多聯(lián)軸車輛較容易判錯的問題。

該項目實施分離系統(tǒng)之后現(xiàn)場圖

MINI-ARRAY?系列車輛分離光幕專為以上難題解決了上述提到的八個問題，以內(nèi)置式特征為根據(jù)實際應(yīng)用要求設(shè)計，進行可靠車輛分離檢測，操作上實分便捷。獨特的光學鏡頭具有超強的光學過量增益，可滿足室外使用的要求，增加了計費系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠性。

MINI-ARRAY?分車光幕系統(tǒng)的實施帶給企業(yè)不僅是時間上的提升，更是檢測質(zhì)量精準度的提升。檢測光幕的引用，將有效地輔助收費站的管理提升到更為科學的管理水平。收費站的地域分布雖然廣泛，但是實際的設(shè)施與應(yīng)用相似。因而對于能夠承受不同自然環(huán)境下工作的MINI-ARRAY分車光幕系統(tǒng)，能夠為用戶帶了公正、統(tǒng)一的檢驗結(jié)果。