Thời gian qua, dư luận cả nước đều rất quan tâm đến việc Bộ giao thông vận tải lắp đặt hệ thống cân tải trọng các trục của xe khi xe chuyển động qua cảm biến cân. Hệ thống này đã góp phần hạn chế những xe vượt quá tải trọng lưu thông trên đường làm giảm tuổi thọ của các công trình giao thông, đặc biệt hơn là gây tai nạn giao thông, ảnh hưởng tới tính mạng con người và tài sản. Vậy hệ thống cân cảm biến thạch anh này từ đâu và ứng dụng thế nào vào thực tiễn? Mời độc giả cùng phóng viên tìm hiểu thêm về sản phẩm này.

Hệ thống WIM(Weighing-in-Motion) đã xuất hiện tại Mỹ vào giữa những năm 1950, kể từ đó đã có rất nhiều bước phát triển và các mô hình ứng dụng khác nhau trên thế giới. Thời kỳ đầu người ta đã lập ra các trạm kiểm tra tải trọng xe chỉ lắp cân tĩnh (Static Weighing Station) đặt trên các tuyến đường nhằm kiểm tra, phát hiện và cưỡng chế dỡ tải các xe chất tải quá giới hạn cầu đường. Tuy nhiên về sau, do sự tăng trưởng lưu lượng xe tải ngày càng cao trong khi năng lực thông xe của các trạm kiểm tra tải trọng xe (Trạm KTTT) bị hạn chế nên đã gây ra ùn tắc và phiền hà tại các Trạm KTTT và điều này khiến cho không thể kiểm soát được đầy đủ và chính xác tải trọng xe quá tải.

Hệ thống cân động (WIM) được sử dụng rộng rãi trên toàn cầu, từ các nước phát triển đến các nước đang phát triển. Đến năm 2006, số lượng làn xe sử dụng công nghệ WIM ở khu vực Bắc Mỹ nhiều nhất trên thế giới (3.864), tiếp sau là khu vực châu Á (1.700), châu Mỹ la tinh (1.208), châu Âu (1.188), Úc (120), châu Phi (88) và khu vực Trung Đông (56).

Ở Việt Nam, Elcom Corp đã lắp đặt hệ thống WIM cho các tuyến đường cao tốc: Nội Bài – Lào Cai, trạm thu phí BOT trên quốc lộ 1 ở Quảng Bình, quốc lộ 14 ở Đắc Nông, Mĩ Lộc, Long Thành…

QUY TRÌNH HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG

Bộ cảm biến cân: Bộ cảm biến cân: Có chức năng cảm biến và chuyển đổi các lực gây ra bởi tải trọng trục xe thành các tín hiệu điện. Cảm biến sử dụng công nghệ thạch anh (Quartz sensor) mỗi làn được lắp đặt 04 thanh cảm biến thạch anh được kết nối trực tiếp tới thiết bị Thu thập dữ liệu (Data logger) đặt tại tủ điều khiển. Các tín hiệu thu nhận được từ các cảm biến thạch anh sẽ truyền về thiết bị thu thập dữ liệu để xử lý.

Thiết bị dò xe: bao gồm vòng từ và bộ dò vòng từ. Vòng từ lắp đặt tại làn xe gần vị trí cảm biến thạch anh, kết nối tới thiết bị dò vòng từ đặt trong tủ điều khiển để xử lý tín hiệu. Tín hiệu đầu ra sau của thiết bị dò vòng từ sẽ truyền đến thiết bị thu thập dữ liệu WIM.

Thiết bị thu thập dữ liệu WIM: Được kết nối trực tiếp với cảm biến cân, bộ dò vòng từ để thu thập dữ liệu trọng tải xe khi xe di chuyển qua khu vực cảm biến thạch anh. Từ chính những số liệu về lực được ghi nhận này, thiết bị thu thập dữ liệu sẽ tính toán ra được tải trọng trục xe, từ đó tính toán được tải trọng của cả xe.

Camera quan sát biển số xe: Có chức năng thu thập các thông tin về biển số xe. Nhờ đó, khi phát hiện xe vi phạm tải trọng, các lực lượng chức năng sẽ có đủ thông tin về tải trọng và biển số để cưỡng chế xe vi phạm ra khỏi tuyến đường.

Camera quan sát làn xe: Có chức năng chụp lại hình ảnh của xe khi xe đi qua khu vực cân. Nhằm giúp các lực lượng chức năng có đầy đủ bằng chứng cũng như hình ảnh nhận diện xe vi phạm tải trọng.

Biển báo điện tử VMS: Loại biển báo LED điện tử có khả năng lập trình được và điều khiển từ xa trên đường Ethernet, có nhiệm vụ thông báo thông tin về tải trọng hoặc biển số của các xe có dấu hiệu vi phạm tải trọng.

Máy tính xử lý: Tổng hợp thông tin thu nhận được từ các bộ thu thập dữ liệu cân và hệ thống camera giám sát. Các thông tin tổng hợp sẽ được đóng gói chuyển tới trung tâm điều hành cân (nếu có) hoặc sử dụng để giám sát dữ liệu cân tại chỗ theo thời gian thực.

ƯU ĐIỂM VƯỢT TRỘI – TIÊT KIỆM CHI PHÍ

Do đặc tính của vật liệu thạch anh, độ nhạy áp điện không phụ thuộc vào nhiệt độ, thời gian và tốc độ. Tín hiệu điện tích được chuyển thành tín hiệu điện áp nhờ bộ chuyển đổi. Độ chính xác của tải trọng đo được không phụ thuộc vào loại lốp xe, số lượng trục xe hay lực ép của bánh xe.

Độ chính xác cao

Trong điều kiện lý tưởng (điều kiện trong phòng thí nghiệm), hệ thống cảm biến WIM thạch anh cho độ sai số dưới 2%. Kết quả này cho phép cảm biến thạch anh hoàn toàn thích hợp cho các phép đo WIM đòi hỏi độ chính xác cao, và có khả năng sử dụng cho các ứng dụng về xử phạt, thu phí quá tải.

Tính ổn định

Hệ thống sử dụng cảm biến thạch anh có tính ổn định cao. Hiệu quả đo của cảm biến thạch anh rất ổn định tính theo vòng đời hoạt động của hệ thống WIM, tức là không cần thường xuyên tiến hành cân chỉnh hoặc các hoạt động bảo dưỡng. Điều này rất quan trọng và có ý nghĩa trong việc giảm thiểu chi phí bảo dưỡng cũng như hạn chế việc gây ảnh hưởng tới giao thông nếu phải tiến hành bảo dưỡng hệ thống cân.

Không phụ thuộc vào nhiệt độ

Cảm biến WIM thạch anh không phụ thuộc vào nhiệt độ (sai số chỉ 0,05%/10C). Điều này rất quan trọng đối với hiệu quả của cả hệ thống WIM, đặc biệt đối với những nước có điều kiện khí hậu, môi trường thường xuyên thay đổi theo mùa trong năm như tại Việt Nam.

Tùy chỉnh theo độ lún đường

Cảm biến WIM thạch anh được lắp đặt tại mặt đường với yêu cầu không gồ ghề hoặc có lươn giảm tốc. Nghiền và rải một lớp nhựa đường lên bề mặt phía trên cùng của cảm biến là có thể đặt cảm biến WIM lên mặt đường với độ lún cho phép từ 0÷10mm.

Dễ lắp đặt

Theo kinh nghiệm của các kỹ sư và chuyên gia về cân động WIM của Elcom, các cảm biến WIM thạch anh thường được lắp đặt chỉ trong khoảng 6 tiếng. Điều này rất có lợi vì như vậy sẽ không làm ảnh hưởng lớn tới giao thông trên tuyến khi phải tiến hành lắp đặt cảm biến trên đường.

Không ảnh hưởng tới mặt đường

Tại vị trí lắp cân, với mặt đường đạt tiêu chuẩn dày trên 60mm thì việc lắp cảm biến sẽ không gây ảnh hưởng tới chất lượng mặt đường.

Tự động cảnh báo quá tải:

Thông tin xe quá tải ngay lập tức được hiển thị trên màn hình làm việc của

phần mềm hệ thống cân.

Kiểm soát độc lập

Kiểm soát kết hợp thu phí

Các đơn vị tuần tra, lực lượng chức năng (Thanh tra Sở, Cảnh sát giao thông) có thể sử dụng phần mểm hệ thống cân ở bất cứ đâu miễn là có kết nối với máy chủ trung tâm để nhận thông tin cảnh báo quá tải.

Theo http://www.elcom.com.vn/