快速安装货车超载GPS/GPRS监控系统

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Truck on board over load GPS/GPRS monitoring system for fast instaledArticle abstract：This paper introduces the composition，chaeter and using result in two years of a truck overload GPS/GPRSmonitoring system for fast instaled giving an example for 6 axis truck：the static error is within 3% FS，dymamy 5% FS。

Key words：truck overload；GPS/GPRS-、 背景随着国民经济的飞速发展，我国公路运输规模不断扩大。目前 ，已有公路总里程 400万公里、高速公路8万余公里，居世界第-；各种货运车辆约 1000万辆，其中在线营运重型货车300余万辆；总货运量 5000万吨。由于经济利益的驱使 ，货车超载成为普遍现象，结果造成：坏路、跨桥、堵塞交通、破坏环境 、人员伤亡、影响政府形象 、破坏安定团结等恶果，给国家带来巨大经济政治损失。据统计 2009年 -2011年全国交通事故 67万起，约20万人死亡，其中70%以上均由超载引起，直接经济损失 30亿元。

针对前述状况，从 2005年开始 由交通部牵头，中央八部委共同下达文件，加大执法力度重拳加以治理：成立各级治超办、配备人员、车辆且投人大量专项资金。

按照国外通行办法 ，于相应路段配置固定式电子动态衡设立超载检查站外，还采用便携式轴重仪进行流动执法，均已取得相应的效果。但针对固定称重站点及流动执法人员上路状况，除违规司机普遍采取 冲磅”、 跳磅”外，又出现带路 -族”绕过检查站，及夜间行驶现象，产生新的治超漏洞。

2010年，中央已下文要求载重车辆今后必须安装限载装置，并加大对超载司机及运输公司处罚力度。故目前治超设备技术仍需补充发展。本项 目正是为解决上述难题而研发的，即对在线每台车辆于现秤装监控装置 ，集中终端监控 ，实现对每台车的源头治理。这-系统除治超外 ，尚可运用于运量统计及物流调整等领域。实现系统的难题是如何确保不拆卸 、不破坏车辆原有结构，快速安装标定，使用可靠及价格低廉等功能特点。

二 ” 01 年 第 卷 第7期 ；；· · 。 · · - ： .： ..： ： · ： ：：.""."Product Introduc 0# ☆ t 尊 ；。 。 Product IntIIodUcing ： ： ： 数学模型或小波分解加以处理，需要独 自的方法，为此花费了大量精力。GPS/GPRS可与成品厂家合作并建立后方终端监控平台，卫星通信可用美国系统或国产北斗星系统。GPS/GPRS也除配调外需增加-些功能，如行车轨迹回放及终端清零功能。

GPS/GPRS用户可选择利用公共互联回访的 Bs系统，或全新构建客户终端的 cS专用网络系统。

四、典型应用以我国目前批产最大最多的六轴拖车 /半挂车应用为例，通常其 自重为 15t，总重为 55t。在车中发现用户超载非限超重的 30%、60%、100%标准，实际有用户装货重达 90t。

(-)车辆结构与测点位置(1)六轴车结构、主体尺寸，如图2所示。

图 2 六轴车结构、主体尺寸(2)测点布置：半挂车选在 4轴、5轴、6轴，车轴中部；拖车可选择在车架纵梁磨盘前后端双侧。除外，还可选择在其他轴、板簧或半挂车横梁结构多处加装 ，需据拖车的板簧结构 (单簧 、双簧、抛物线簧)与安装人工操作难易条件决定。

(二)传感器据车型和安装操作位置睛况可分别采用夹具卡装、加胶；电焊基座，螺栓加装；带金属基座电容储能点焊或特种胶胶接等多种方式。

七述典型应用电阻应变式：内阻 350n～lkn，[作温度 -40℃～100%，本身精度(0.05～0.1)%。

带特种防水胶、胶 /金属箔 /胶与外壳防护。上述车从 2010年 11月开始已历经两年以上南方冬夏季连续工作防护性能考核。外壳、防水接头 IP65防护，按车载电缆条件加厚绝缘电缆传输。最快安装时间可 30mini台。

(二三)车载仪表与GPS/GPRS供电9V～24V，<30mA；仪表 4CH输入，5位LCD显示 ，供桥 5V，直读传感器起始零位 ，人工置人重量计算系数，可密码锁定，自设超载报警值；具有人T清零 、去皮、自动零位跟踪、蠕变补偿及分度值设定等基本功能；具有与GPS/GPRS通讯的 RS232接口；产品外型 ZCZ-FY-003B型为W ×H ×D75mm×40ram×150mm。配套 GPS/GPRS产品夕 型 W ×H×D：65mm×14mm×90ram附微型天线2套。终端监控平台容量可扩充监控至l0万台～100万台车。提供各车地理位置、司机姓名、手机、时间、车速等基本信息，并具有每车行车轴 测点程电子地图轨迹回放及终端监控清零等功能。

五、静态精度、动态处理及可靠性(-)静态误差六轴车产品已于 2011年 4月取得湖南势量测试研究院对 ZCZ-FY-003A型智能车载治超安全监控系统静态检验报告。新车可达 (1～1.5)%FS。

- 组实车以直径为 lm重量为 3t～6t(准确到kg级) 的钢卷作 为标 准砝码 ，采用 6.705t及3.435t两个砝码按 2点标定法进行标定，获取系数Kl0.oo88t/v、K20.093t V及 K 0.0125t缸V后 ，按图 2从半挂车载重平台从左至右依次平放后所得 ，标准重量与系统仪表显示重量的相关数据 ，如表 1所示。

标定所获系数，对相应车架结构尺寸车辆可直接沿用。对于平铺所获数据 ，可列出每通道联立方程求解并用最小二乘法优化调整。但由于车架结构的非整体性及使用后产生剩余变形已无法提高实际精度。

(二)动态处理对于固定台面动态电子秤 ，车辆通过时存在下式所列动态影响X1 rlr2r3F4 (1)式中：- - 显示重量； --真实重量；F1--高于 10Hz干扰振动；r厂- 短暂冲击；r厂-有规律低频运动；r --随机干扰。

针对 rrvr4不同特征，分别采用数字滤波 、数据扫描求特征剔除冲击分量 、台架建模及最终统- 20 年第 卷 7朗 / ㈡ l ㈠ 。l3 第 期 0 # § · · · · · ： ： ： ： ： ： ·.：：".Product IntroducinQ # 口9 々0§表1 标准重量与系统仪表显示重量的相关数据实重 显示 重 误差 百分误差(t) (t) (t) (%FS)0 0.000 0 06.705 7.432 0.727 1.0813.435 14.066 0.631 0.9417.7l1 17.958 0.247 0-3721.857 21.594 -0.263 -03926.787 25.891 -0.896 -1-3331.187 30.266 -0.921 -1-3735.864 34.677 -1.187 -1.7640.354 40.063 -0.291 -0.4345.131 45.077 -0.054 -0.0851.621 51.984 0.363 0.5455371 56.282 0.911 1.3558.806 59.349 0.543 0.863.208 63.764 0.556 0.8267.486 67.946 0.46 0.68：按 FS67.488t计算 。

本项 目 秤在车上”时，除上述 J]jf 误差外，需引入更多误差 。据大量分析及实车考车得 出，主要为：X2：R1尺2R3R4 (2)式中：广 由于车体位置或停车状态所引入的误差，多为原理误差：R --车辆停在水平、左右倾斜面上误差； 厂- 半挂车多轴系弹簧变形不-致(Nissim)误差；R --停车手刹制动时，引入横轴导人的附加误差；R --纵梁作侧点时，拖车与半挂车体歪斜引入的附加误差。

其综合式 (1)、 (2)可得最终显示值为：X3Xl 2 (3)实践表明上述 厂尺 均无法根本消除，只能采用辅助检测参数，引入或调整寻找对引入误差反应小测点位置，为上述 R 误差 CAD分析表明；拖车与半挂车互呈 9O。时，纵梁测点可引入 100%FS原理误差 ，而横轴为 7%FS误差。ZCZ-FY-O03A型系统 ，已可控制车速 lOOkm/h时 ，动态误差<5%FS水平。

(三)可靠性与寿命装置能够实用的关键可靠性、寿命至关重要。

因此花费了长达数年的分析模拟与实车考核，系统前端传感器是可靠与寿命的关键，采取了-系列措施，设计了宽丝栅、大弯头、大焊点、减小