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(zhǔn)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(dāng)?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(dāng)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(rèn)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(biāo)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(dāng)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(dāng)光幕為通路時(沒有物體遮擋光幕)，光幕將忽略小物體，準(zhǔn)備檢測汽車的到位。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(dāng)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(rèn)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(dāng)接收器檢測到光幕沒有任何遮擋物體，才認(rèn)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(xué)鏡頭具有超強的光學(xué)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(zhǔn)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(xué)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。(end)