道路超限动态检测系统的研究与设计

贺淑兰

山西省公路局大同分局 山西大同 037006

公路运输是我国综合运输体系中的一种主要交通运输方式。随着我国经济的发展，公路运输建设突飞猛进。然而，由于近年来运输市场的无序竞争，部分运输企业和个体在利益的驱使下超限超载运输货物，破坏公路、桥梁设施，扰乱公路运输市场秩序，引发大量交通事故，逃避缴纳国家交通规费和路桥收费，对国家造成极大的经济损失。在众多交通运输的违规乱象中，车辆超限超载以其占比大、危害重十分突出。由于长期的超限超载使公路桥梁始终处于超负荷运营状态，引发大量病害继而使使用寿命大大缩短，甚至发生多起因车辆超限超载引发桥梁垮塌的重大事故。

1 超限动态检测系统总体设计

根据轴重测量原理来设计超限动态检测系统，在每个轴上安装称重传感器，让被检测的车辆逐次经过，根据每个轴称重传感器检测到的轴重，累加求和后得到车辆的载重情况。将超限动态检测系统与执法车相连，可以随时移动至道路的每个路段，方便了执法工作人员对超限车辆的检测，简便快捷。其中，数据采集模块是超限动态检测系统的核心，将称重传感器测量的电信号经放大、滤波后得到数字信号，同时接收工控机发送的指令，把最终的数据信息传送给计算机；车牌识别模块负责对来往车辆的车牌进行抓拍，从而提取车牌的颜色、号码、车牌图等信息；LED屏幕用于提高检测的整体效率，在检测完成后，通过LED屏幕将车辆的检测信息显示出来；便于后续工作的开展。

2 动态检测系统关键技术

2.1 车辆超限超载界定

公路车辆超载是指公路运输车辆在装载货物时超过车辆本身核定的装载质量，即超过行驶证上核定的载货质量（标记吨位），是车辆本身对其装载的限制。公路车辆超限是指公路上行驶的运输车辆装载货物时超过国家管理规定的行为，是运输车辆装载超过公路对车辆的限值，主要研究的是车辆装载与公路的关系。

2.2 动态称重算法

低速称重系统应能有效地对进入检测站的载货车辆进行超限超载检测，检测误差范围不得大于±5%。车辆外廓检测系统应能准确获取进入检测站的载货车辆外廓尺寸（长、宽、高）数据，并能自动检测设备运行状态。信息管理系统主要完成数据库管理，数据汇总查询及上传等功能，利用通信系统将超限超载数据上传至上级管理部门。系统建设应遵循有关技术标准要求。

2.3 桥梁运营交通量大于预测设计交通量

交通量的变化在车辆超限超载的过程中也起到相当大的作用。由于经济发展原因，许多早年间修建的公路目前运营交通量远远大于预测设计交通量，使桥梁始终处于超负荷运营状态。武汉长江二桥设计车流量为5万辆/d，而目前最高车流量能达到14.54万辆/d（2016年交通调查数据），大大超过设计流量。

2.4 车牌识别技术

对车牌的识别技术是采用车牌识别仪，将图像处理、人工智能与模式识别等技术充分结合，寻找图像中车牌的位置并将其字符全部提取出来，给出真实的车牌号。首先对车牌图像进行预处理，将采集的彩色图像转换为灰度图像，用一个字节来代表每个像素的亮度；其次对车牌进行定位，也就是在灰度图像中准确找到车牌的位置；最后对车牌的字符进行分割和识别，在确定车牌位置后，将车牌中含有字符的子图像分割出来，由于车牌字符的字体、长度以及间隔都是特定的，因此利用固定字符的高度比和间距，采用投影直方图的方法[4]，将灰度图像按照一定的规则转换成有黑白等级的二值图像，然后从二值图像中分割出车牌字符。

3 规划与展望

（1）探索固定视频智能发现功能增强监管能力更好地利用公安固定探头视频，智能发现道路病害和突发事件，自动报警和快速处置，也是浦东未来发展的方向。通过固定视频弥补智能巡检车上路巡查时间有限、发现问题瞬时性和间断性等不足，实现24小时实时监管道路安全。

（2）优化治超建筑物设施建设。高速公路匝道入口治超检测系统建、构筑物设施建设规模应结合社会发展对超限检测功能的需求，根据车道数、交通量和交通组成等确定，但不宜超过规定的建议值。筑物规模表m2注：表中用地面积为不包含填（挖）方边坡、边沟等的场区用地面积。治超检测办公室两侧应根据地形条件设置工作区，周边应种植美观、整齐的常绿植被和绿化带。工作区应硬化并高于路面0.30m，沿工作区外围设置不锈钢或铁艺围栏。治超检测办公室选用适宜的结构形式，加外保温层。室内面积应控制在20-30m2，并设置独立设备间，实现人机分离。治超检测办公室室内应安装满角度覆盖监控摄像机。检测办公室建筑造型应简洁、大方，外墙可采用统一的颜色，建筑造型和色彩应易于司机识别。

（3）探索区块链技术运用提升工作效能。区块链技术作为近年备受关注的一项热门技术，在各行业的应用越来越广泛。浦东正在探索如何将此技术运用于道路基础设施管养、工程质量溯源、养护考核、下立交和超限超载监管部门协同等领域，提升工作效能，提高管理精准度，值得研究和探索。

4 结语

目前，公路治超系统建设缺少指导性文献，致使设计人员在公路匝道收费站新建及改扩建设计时往往不考虑治超设施，或者是设计时做法不尽相同，设计随意性大，设施布局、规模、形式各异，造成治超设施前期建设和后期运营困难重重。本次调查研究能够指导道路治超检测站的设计，指导新建及改扩建匝道入口治超检测站的建设，规范高速公路匝道入口治超检测站治超场所、执法雨棚、治超宣传标语（栏）的视觉形象、检测室内布置及称重检测设备。