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    高速公路計重收費智能化防作弊系統

    作者:未知

      [摘要]:隨著我國交通事業的不斷發展,高速公路上運輸車輛越來越多,極大地促進了現代經濟的發展,帶動了社會的進步。高速公路目前施行的不停車計重系統非常容易受到作弊手段的干擾,造成計重不準確,嚴重影響了高速公路管理工作,同時也給行車安全帶來隱患。本文結合目前在實際的高速公路運行中的計重作弊情況進行研究,提出高速公路莊重收費智能化防作弊系統,從而避免這種問題再現,提高高速公路管理水平,避免遭受經濟損失。
      [關鍵詞]:高速公路 計重收費 智能化 防作弊系統 收費管理
      1.引言
      高速公路管理部門為了提高通行效率,同時便于對大型貨車進行有效管理,多年前開始施行貨車計重收費制度。但隨著駕駛員素質以及費用較高的問題,駕駛員開始利用一些手段對計重器進行干擾,造成了高速公路管理部門遭受嚴重經濟損失,同時也為高速公路的通行安全帶來了隱患。據相關統計,在大型收費站,約有一半以上的貨車駕駛員為了偷逃通行費,采用一些不規范的方式進行計重,這種作弊手段會偷逃通行費少則幾十元,多則上千元,2008年,某省貨車采用這種不規范的作弊計重手段偷逃車輛通行費上億元,給國家造成了巨大損失。為了維護經濟市場秩序,高速公路管理部門推動計重收費智能防作弊系統非常有必要。
      2.高速公路收費站主要計重作弊行為
      S型走法的作弊方式主要是駕駛員先把車輛側著進入到計重器,車輪一側先上秤,輪胎馬上下秤時,另一側開始上秤,這樣就會使軸的兩側未完全在秤臺上,幾乎沒有完整的稱重時間。稱重系統只是按照正常的算法來對軸重進行計算,把沒完全稱重的部分計算在內,就會導致稱重的結果偏輕。第二種常見的偷逃方式是把前軸開到秤臺邊后點剎車,之后再突然加速的方式,前軸會產生一定的跳動,這樣就會導致前軸稱重偏輕。第三種是后軸點剎車通過秤臺的方式,后軸將會在秤臺上滑過,軸重未完全作用于秤臺之上,造成后軸稱重偏輕。除了以上三種主工的計重作弊方式外,還有其他的人工輔助作弊手段。如,架橋、卡秤芯等,另外改型加軸、非法使用液壓千斤頂等同樣也是常見的作弊方式[1]。
      3.智能化防作弊系統設計方案
      針對常見的貨車司機對車輛通行費進行偷逃的現象,需要從技術角度對一些可能存在不規范的計重行為進行預防,準確判斷計重車輛,對重量進行補償、修正,降低通行費的流失,有效解決貨車違規行駛的問題。智能防作弊系統主要是對車輛在通過計重器時的車型、軸組類型、載荷與左右偏載等特征數據進行分析,通過車輛運動特征來建立一定的神經網絡模型,實現對不規范過秤的作弊行為進行自動識別。根據采用經驗值和車輛的動力學模型結合進行重量補償模型,車輛在通過秤臺時能夠得到軸的加減速度,根據軸重與空載重量建立動力學模型,結合不同的車型與不同的載荷行駛的軸重經驗模型,從而能夠得出相對準確的重量補償模型[2]。
      通過現場的測試經驗,最終針對跳車頭、S型走法與點剎法的作弊手段采用貝葉斯決策方案,針對墊鋼板作弊方法采用基于fisher的線性差別技術,對于頂千斤的作弊手段采用基于權重的差別方法。智能化防作弊系統利用經驗模型修正算法來對跳秤行為進行重量的修正,利用短時峰值的方法來對S型過秤法進行修正,利用車輛的動力學模型來結合軸型車輛的特點,來對瞬時加減速度信息進行采集,對軸載變化趨勢進行判斷分析,提出相應的補償算法。
      4.智能系統的軟硬件設計
      通過對智能化防作弊系統的設計方案,要對在原計重器中的動態稱重儀硬件進行改造升級,確保對四角的四個傳感器重量信息進行采集,根據重量的差異性判斷是否存在違規駕駛,這是方案進行改善的基礎思路,另外還需要對稱重數據采集器的稱重算法進行改進,加入重量修正算法[3]。
      4.1智能硬件結構設計
      動態的稱重系統主要包含稱重儀、輪胎識別器、稱重數據采集器與車輛分離器等。其中稱重儀包括稱重臺、應變式稱重傳感器與數字接線盒。數字接線盒采用ARM7系列的LPC2132處理器為中央處理器,采用24位高精度的芯片CS5530,在每每一個稱重傳感器都接一路數模轉換電路,把四個傳感器的數據進行稱重儀表傳輸,確保實時準確反映數值。另外在模擬數字轉換電路與核心處理器方面都需要進行細致的設計,選擇恰當的電路與芯片。
      智能化防作弊系統的硬件優勢主要在于穩定性更強,不易發生故障,電磁兼容性強,不容易受到其他作弊器的信號干擾,在人為施加電磁輻射干擾時具有較強的抵抗能力,具有較強的防護等級,適應溫度范圍廣。
      4.2智能防作弊系統軟件設計
      通過對內部運算程序的設置與更改,使用軟件接口進行連接,可以對車輛的作弊類型進行判斷,同時生成補償算法,而對于頂千斤或墊鋼板等方式的作弊方式,可以通過對可信度進行設置,車道收費軟件對車輛的信息進行顯示,對各軸的數據與作弊類型進行判斷顯示[4]。通過自動報警功能的使用,把重量明顯低于空載重量的情況與車輛通行速度過快的情況進行報警處理,強化異常監督,實現對偷逃費的控制。在進行接口設計時,為了適應不同供應商的設備兼容性,使用標準化的調用接口與參數設置標準,達到理想的檢測效果。
      5.智能化防作弊系統優勢分析
      目前,智能化防作弊系統已經開始在多條高速公路收費站進行應用,通過優化動態稱重算法的方式提高稱重精度,增加了防作弊功能,提高對車輛的識別能力,改進內部結構,提高對環境的適應能力與壽命[5]。智能化防作弊系統提出了完善的解決車輛違規計重方案,通過對車輛信息進行準確判斷,增加對車輛重量的修正,降低通行費的流失,避免了收費爭議,確保公平。智能防作弊系統實現了對違規車輛行為的自動記錄,從而為校正后的重量可追溯性提供相應的依據,能夠適應更多的車道,能夠自動控制好違規行為檢測打開或關閉。智能系統在收費車道軟件中增加了提示報警裝置與功能,有效解決了管理難的問題。
      以往貨車作弊行為造成了國家經濟損失嚴重,通過計重收費智能化防作弊系統可以有效避免作弊行為的出現,做到應征不漏的原則。以往貨車通過這種偷逃收費的辦法在運輸行業中壓低價格導致了惡意競爭的現象,通過正當合理收費制度,確保經濟市場穩定。同時智能防作弊系統避免了貨車超載不安全駕駛的行為,對高速公路的安全性提供了保障,降低了工作人員的勞動力,提高收費管理水平。另外智能化的防作弊系統隨著科技的發展將會不斷完善,功能將會不斷強大,適應社會交通事業的發展[6]。
      6.結語
      高速公路計重收費系統在多年的發展過程中,一些漏洞容易被駕駛員抓到,從而造成經濟損失。智能化防作弊系統能夠有效避免各種違規現象的發展,能夠準確掌握車輛信息與重量信息,保持收費公平合理,同時對于維護社會正常的經濟秩序、確保高速公路安全有著重要的意義。智能防作弊系統隨著科技的發展會更加完善,應用也會更加廣泛,促進著我國交通事業的不斷向前發展。
      參考文獻:
      [1]范雙成,翟軍,杜小平,李麗宏.高速公路計重收費智能化防作弊系統[J].中國質量,2011,07:27-32.
      [2]鄧永強,張盈盈,魏林林.高速公路防作弊計重系統[J].中國交通信息化,2012,S1:90-91.
      [3]蔣青林.高速公路動態稱重系統設計與開發[D].長安大學,2009.
      [4]黃志軍.高速公路聯網收費系統防逃費研究與實現[D].中南大學,2010.
      [5]練達,張東.動態公路車輛稱重設備應用研究[J].中國交通信息化,2010,06:65-69.
      [6]李玉娜.高速公路監控系統與收費系統研究[D].長安大學,2011.
      作者簡介:任其亮(1978-),男,山東萊蕪人,教授,博士后,研究方向為城市交通。
      通訊作者:王江華(1983- ),女,河南安陽人,碩士研究生,研究方向為高速公路收費管理。
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