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高速公路车道控制器技术改造探析
摘要:本文针对车道控制器技术原理、作用、社会效益等进行阐述,并就其原理和所起的作用进行相关的技术改造,使其更好地发挥作用,降低故障率,更好地保证运行的稳定性,从而提高收费系统的保畅能力,减少运营成本,提高运营效益。福建省漳州高速公路路段收费额是福建全省收费额的主要部分,无论是收费额还是车流量都是全省最大的,在这种情况下,收费站车道保畅工作显得非常重要。在收费车道中,除计算机系统外,保证辅助设备的正常运行是重中之重,而车道控制器在其中起到的作用最为关键,它是计算机系统连接外设的桥梁,也是枢纽。在计算机系统的命令下,车道控制器开始工作,并指导各个外置设备有条不紊地工作,比如信号灯的开关、栏杆机的抬落、车道通行的开关,以及车辆非法驶入或闯关等非正常通行情况下的声光报警等功能,均由车道控制器发送指令使其工作。因此,在车道系统中,车道控制器的稳定性是决定车道能否正常使用的关键。本文根据车道控制器的原理、功能及其作用等,针对高速公路车道控制器的技术改造进行探析。
一、车道控制器主要原理和功能作用
1、主要用于收费车道的设备管理和控制,控制外围设备(如雨棚灯、车道通行灯、自动栏杆机、声光报警等);2、控制车道设备(雨棚灯、栏杆机、信号灯、声光报警等)有序联动;3、实时监测、显示、上传车道报警信息(冲卡车、离岗车、异常收费车、突发事件报警等);4、实时监测车道设备的工作状态,并对故障设备报警;5、外接雨棚信号灯将车道软件打开或关闭的信息及时显示在车道雨棚信号灯上,让车户辨别车道的开关状态;6、外接车道通行灯将收费流程是否结束的信息及时显示在车道信号灯上,让车户辨别收费流程是否已经结束,车辆是否可以驶离车道;7、每条车道(含人工和ETC车道)需配置一台车道控制器,通过车道控制器,把系统的模拟信号输入转化为数字量输入,再通过数字I/O卡将输入信号传至车道计算机;同时,通过数字I/O卡把车道计算机的输入信号转化为控制信号,从而达到控制车道设备的目的;8、控制自动栏杆起落;9、外接车道报警灯,车辆逃费声、光报警。由上可知车道控制器的重要性,而其稳定性则更加重要,否则一旦出现任何故障将导致整个车道无法使用。下文将对技术改造前后的车道控制器进行阐述和对比,通过技术改造,改善车道控制器的一些不足,从而达到降本增效,加强系统稳定性和实用性的效果。
二、技术改造前的车道控制器常见问题
(一)内部结构1、没有规则成型或是轻便实用的机箱,基本都是直接将控制器电路板用螺丝锁在特制的机柜里;2、接线繁锁,直接引用线路将电源及外设的线路用螺丝在板上的对应位置锁紧,这样容易出现线路脱落导致短路的现象;3、由于电路板较大,位置占用也大,不利于空间存放及维护;4、缺少有效的绝缘硅胶进行防腐防锈处理。车道控制器内部结构如图1所示。(二)外观及效应1、外观粗糙,不美观,机箱较大,不利于空间存放及故障维护,如图2所示;2、设备稳定性差,故障率高,使用寿命短;3、由于设备较为特殊,供应厂家单一,价格昂贵,且购买较难,需一定数量才能进行生产;4、故障的控制器板维修难度大,且维修费用高,故障后的旧板利用率低;5、价格昂贵。综上所述,现有的部分车道控制器存在问题较多,在各个线路的接触点,通过螺丝上紧线路,难免出现短路、螺丝孔位断裂,或时间久导致螺丝出现生锈引起接触不良等问题,从而导致电路板烧坏或故障,使得设备的可靠性、安全性均较低,故障率较高,车道保畅能力大大降低。此外,有时在正常收费过程中出现故障,导致收费员不得不中途停止收费,车辆需倒车退出当前车道从其他车道驶出,这样可能引起车户与收费人员的矛盾,在车户不理解的情况下,还可能出现不可预料的麻烦,从而使整个收费工作滞后,使整个收费站形象受损。由此可见,保证车道设备的正常运行至关重要,而车道控制器在车道系统中起着桥梁的作用,更加不容忽视,必须从根本上对其进行技术改造,以更好地保证设备的稳定性、可靠性,保障车道的正常运行,降低故障率。
三、技术改造后的车道控制器技术优势和社会效应
(一)结构设计优化与技术改进1、结构简洁,美观大方,体积小,放置和维护简便。采用1mm以上厚度钢制机箱,其表面喷塑,10年内不会脱落。如图3所示。2、电路板集成,设计巧妙,安装方便。如图4所示。主要电路如图5所示。3、经过电路改进,相应的功能经过精心设计,集成在一小块电路板上,很大程度上降低了故障率,消除了繁琐的接线,提高了系统稳定性和工作效率。通过加工制作了一个钢制机箱进行电路板的安装,在机箱的底部对各螺丝位设置了螺丝锁位,有效拉开了电路板与机箱底板的间距。此外,在底部垫上了绝缘塑料层,并在继电器元器件的固定位置使用了防腐防锈的硅胶进行加固和绝缘,有效杜绝了短路现象的发生。如图6所示。4、通过电路改
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