Ngiên cứu thiết kế chế tạo hệ thống kiểm soát động tình trạng quá tải, quá khổ các phương tiện giao thông trên đường bộ

bé khoa häc vµ c«ng nghÖ

tæng côc TC-§L-CL

________________________________________________

b¸o c¸o tæng kÕt ®Ò tµi nghiªn cøu cÊp nhµ n−íc

thuéc ch−¬ng tr×nh KC 06.22CN

nghiªn cøu thiÕt kÕ, chÕ t¹o

hÖ thèng kiÓm so¸t ®éng t×nh tr¹ng qu¸ t¶i,

qu¸ khæ cña c¸c ph−¬ng tiÖn giao th«ng

®−êng bé

chñ nhiÖm ®Ò tµi: TS. vò kh¸nh xu©n

C¬ quan chñ tr×: trung t©m ®o l−êng viÖt nam

6279

15/01/2007

hµ néi – 2006

Tæng côc Tiªu chuÈn §o l−êng ChÊt l−îng

Trung t©m §o l−êng ViÖt nam

8 Hoµng quèc ViÖt, CÇu giÊy, Hµ néi

B¸o c¸o tæng kÕt Khoa häc vµ Kü thuËt

§Ò tµi

Nghiªn cøu thiÕt kÕ chÕ t¹o hÖ thèng kiÓm so¸t

®éng t×nh tr¹ng qu¸ t¶i, qu¸ tèc ®é cña c¸c

ph−¬ng tiÖn giao th«ng ®−êng bé.

M· sè: KC06.22CN

Chñ nhiÖm §Ò tµi: TS Vò Kh¸nh Xu©n

Hµ néi, th¸ng 03 n¨m 2006

-------------------------------------------------------------------------------------------------------- 2

§Ò tµi: “Nghiªn cøu thiÕt kÕ chÕ t¹o hÖ thèng kiÓm so¸t ®éng t×nh tr¹ng qu¸ t¶i, qu¸ tèc ®é

cña c¸c ph−¬ng tiÖn giao th«ng ®−êng bé.” M. sè: KC06.22CN

Lêi nãi ®Çu

Trong qu¸ tr×nh c«ng nghiÖp ho¸, hiÖn ®¹i ho¸ ®Êt n−íc ta hiÖn nay, Khoa

häc vµ C«ng nghÖ ® ®¹t ®−îc nh÷ng thµnh tùu to lín vµ cã nh÷ng b−íc tiÕn kú

diÖu, t¸c ®éng s©u s¾c ®Õn sù ph¸t triÓn kinh tÕ – X héi. Khoa häc vµ C«ng nghÖ

lµ c¬ së ®Ó t¹o nªn mét nÒn s¶n xuÊt hiÖn ®¹i cã kh¶ n¨ng chuyªn m«n ho¸ cao,

trong ®ã c«ng nghÖ ®iÒu khiÓn cã tÝnh chÊt hÖ thèng khÐp kÝn víi kü thuËt sö lý,vi

sö lý ë tr×nh ®é cao.

Cïng víi sù ph¸t triÓn nhanh chãng vµ m¹nh mÏ cña Khoa häc vµ C«ng

nghÖ lµ c¸c nhu cÇu ngµy cµng t¨ng, ngµy cµng bøc b¸ch cña c¸c ngµnh kinh tÕ

quèc d©n ®èi víi c«ng t¸c ®o l−êng. Môc tiªu vµ nhiÖm vô cña ho¹t ®éng ®o

l−êng lµ “ Gãp phÇn ®¶m b¶o c«ng b»ng x héi, b¶o vÖ quyÒn lîi, lîi Ých cña mäi

tæ chøc, c¸ nh©n, n©ng cao chÊt l−îng s¶n phÈm, hµng ho¸, ®¶m b¶o an toµn, b¶o

vÖ søc khoÎ vµ m«i tr−êng, ®Èy m¹nh ph¸t triÓn khoa häc vµ c«ng nghÖ, t¨ng

c−êng hiÖu lùc qu¶n lý nhµ n−íc….”. Cïng víi viÖc x©y dùng vµ ph¸t triÓn HÖ

thèng chuÈn ®o l−êng quèc gia, c¸c ho¹t ®éng nghiªn cøu khoa häc, øng dông ®o

l−êng trong s¶n xuÊt, ®êi sèng ®−îc coi lµ nhiÖm vô träng t©m hµng ®Çu vµ ® thu

®−îc nhiÒu thµnh tùu to lín. HÇu hÕt c¸c c«ng tr×nh nghiªn cøu trong ®o l−êng ®

nhanh chãng n¾m b¾t ®−îc kü thuËt míi, ®−a øng dông ®o l−êng tù ®éng vµo c¸c

ngµnh kinh tÕ mòi nhän nh− ngµnh ®iÖn tö, b−u chÝnh viÔn th«ng, ®iÖn lùc, giao

th«ng vËn t¶i, y tÕ, b¶o vÖ m«i tr−êng vµ an ninh quèc phßng....

§Ò tµi “Nghiªn cøu, thiÕt kÕ, chÕ t¹o hÖ thèng kiÓm so¸t ®éng t×nh tr¹ng

qu¸ t¶i, qu¸ tèc ®é c¸c ph−¬ng tiÖn giao th«ng ®−êng bé" ® øng dông kü thuËt

®o míi nh»m ph¸t huy hiÖu qu¶ ®o l−êng trong c«ng t¸c qu¶n lý ho¹t ®éng cña

c¸c ph−¬ng tiÖn tham gia giao th«ng trªn ®−êng bé víi môc ®Ých ®¶m b¶o an toµn

cho xe cé, h¹n chÕ c¸c tai n¹n giao th«ng vµ sù ph¸ háng nÒn ®−êng do c¸c xe chë

hµng ho¸ qu¸ møc quy ®Þnh, ch¹y qu¸ tèc ®é g©y nªn, ®ång thêi gãp phÇn b¶o vÖ,

duy tr× vµ n©ng cao tuæi thä cho c¸c c«ng tr×nh giao th«ng, gi¶m thiÓu c¸c chi phÝ

thùc hiÖn duy tu, söa ch÷a l¹i c¸c tuyÕn ®−êng.

“WIM” trong “HÖ thèng kiÓm so¸t ®éng” lµ mét s¶n phÈm cña sù kÕt hîp

gi÷a kü thuËt ®o l−êng vµ ®iÒu khiÓn hiÖn ®¹i nhê sù kÕt hîp chÆt chÏ gi÷a lý

thuyÕt ®o l−êng vµ c¸c kü thuËt ®iÖn, ®iÖn tö, ®iÒu khiÓn häc, tin häc t¹o ra mét

hÖ thèng hoµn chØnh vµ ®−îc l¾p ®Æt trªn c¸c tuyÕn giao th«ng ®−êng bé. Gi¸

thµnh nhËp khÈu thiÕt bÞ nµy rÊt cao, ch−a thÝch hîp víi nÒn kinh tÕ n−íc ta, ch−a

thÓ ®¸p øng ®−îc nhu cÇu trang bÞ chóng víi sè l−îng t−¬ng ®èi lín trªn ph¹m vi

c¶ n−íc. MÆt kh¸c, c¸c phÇn mÒm qu¶n lý cña thiÕt bÞ nµy ® ®−îc Ên ®Þnh theo

c¸c m« h×nh cña n−íc ngoµi nªn kh«ng phï hîp víi c¸c c¸c v¨n b¶n ph¸p quy

hiÖn hµnh cña ViÖt nam. ViÖc nghiªn cøu ®Ó ®−a ra gi¶i ph¸p s¶n xuÊt thiÕt bÞ

trªn trong n−íc (chØ nhËp khÈu c¸c chi tiÕt, côm chi tiÕt ch−a s¶n xuÊt ®−îc trong

n−íc) thay thÕ nhËp khÈu cã thÓ gi¶m gi¸ thµnh thiÕt bÞ xuèng chØ cßn kho¶ng

1/2 gi¸ nhËp ngo¹i.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------- 3

§Ò tµi: “Nghiªn cøu thiÕt kÕ chÕ t¹o hÖ thèng kiÓm so¸t ®éng t×nh tr¹ng qu¸ t¶i, qu¸ tèc ®é

cña c¸c ph−¬ng tiÖn giao th«ng ®−êng bé.” M. sè: KC06.22CN

Sù gia t¨ng kh«ng ngõng c¸c ph−¬ng tiÖn giao th«ng trªn ph¹m vi c¶ n−íc

®ång nghÜa víi sù gia t¨ng nh÷ng hiÓm ho¹ tai n¹n giao th«ng g©y thiÖt h¹i lín vÒ

ng−êi vµ cña c¶i vËt chÊt nÕu chóng kh«ng ®−îc kiÓm so¸t tèt. Thùc t¹i, ch−a cã

tuyÕn ®−êng bé nµo ë n−íc ta ®−îc trang bÞ “HÖ thèng kiÓm so¸t ®éng” ®Ó kiÓm

so¸t tù ®éng t¶i träng vµ tèc ®é c¸c ph−¬ng tiÖn tham gia giao th«ng. ChÝnh v× lÏ

®ã, mét yªu cÇu hÕt søc bøc b¸ch ®èi víi c¸c c¬ quan chøc n¨ng lµm c«ng t¸c

qu¶n lý ®o l−êng lµ ph¶i nhanh chãng nghiªn cøu vµ tæ chøc thiÕt kÕ, chÕ t¹o hÖ

thèng kiÓm so¸t ®éng c¸c ph−¬ng tiÖn giao th«ng ®−êng bé ®¸p øng tèt c¸c yªu

cÇu thùc tÕ ®ßi hái.

Thùc hiÖn c¸c nhiÖm vô Nghiªn cøu Khoa häc C«ng nghÖ cÊp nhµ n−íc

giai ®o¹n 2001-2005, Trung t©m §o l−êng ViÖt Nam ®−îc Bé Khoa häc & C«ng

nghÖ vµ Ban chñ nhiÖm ch−¬ng tr×nh KC06 giao thùc hiÖn ®Ò tµi: ”Nghiªn cøu,

thiÕt kÕ, chÕ t¹o hÖ thèng kiÓm so¸t ®éng t×nh tr¹ng qu¸ t¶i, qu¸ tèc ®é c¸c

ph−¬ng tiÖn giao th«ng ®−êng bé” víi m sè: KC06.22CN. Trung t©m §o l−êng

ViÖt Nam ® phèi hîp chÆt chÏ víi Côc giao th«ng §−êng bé vµ ViÖn KHKT￾GTVT triÓn khai c¸c néi dung nghiªn cøu sÏ ®−îc tr×nh bµy ë phÇn d−íi ®©y.

Víi c¸c kÕt qu¶ cßn h¹n chÕ cña ®Ò tµi, chóng t«i chØ mong ®ãng gãp ®−îc

mét phÇn nhá bÐ vµo sù ph¸t triÓn cña khoa häc vµ c«ng nghÖ nãi riªng vµ kinh tÕ

x héi nãi chung cña n−íc nhµ. RÊt mong nhËn ®−îc sù nhËn xÐt ®ãng gãp cña

quý ®éc gi¶.

Chóng t«i xin ch©n thµnh c¶m ¬n sù giøp ®ì nhiÖt t×nh cña Bé Khoa häc &

C«ng nghÖ, Ban chñ nhiÖm ch−¬ng tr×nh KC06 vµ c¸c cÊp c¸c ngµnh cã liªn quan

® t¹o ®iÒu kiÖn ®Ó chóng t«i hoµn thµnh ®Ò tµi nghiªn cøu nµy.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------- 4

§Ò tµi: “Nghiªn cøu thiÕt kÕ chÕ t¹o hÖ thèng kiÓm so¸t ®éng t×nh tr¹ng qu¸ t¶i, qu¸ tèc ®é

cña c¸c ph−¬ng tiÖn giao th«ng ®−êng bé.” M. sè: KC06.22CN

Danh s¸ch C¸n bé Khoa häc chÝnh

tham gia thùc hiÖn §Ò tµi

STT Hä tªn Ghi chó

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Chñ nhiÖm §Ò tµi

TS Vò Kh¸nh Xu©n

C¸n bé tham gia nghiªn cøu

TS. Bïi xu©n Ngã

TS. §Æng C«ng ChiÕn

TS. §ç Xu©n Thä

ThS. Bïi Tè Nga

ThS. §µo Duy Hïng

ThS. NguyÔn M¹nh Dòng

KS. NguyÔn ViÕt Th¾ng

KS. D−¬ng xu©n ThiÖn

KS. Lª Hång TriÒu

Trung t©m §o l−êng ViÖt Nam

ViÖn KH vµ CN Giao th«ng vËn t¶i

Côc §−êng bé ViÖt Nam

ViÖn KH vµ CN Giao th«ng vËn t¶i

ViÖn KH vµ CN Giao th«ng vËn t¶i

Trung t©m §o l−êng ViÖt Nam

Trung t©m §o l−êng ViÖt Nam

Trung t©m §o l−êng ViÖt Nam

Trung t©m §o l−êng ViÖt Nam

ViÖn KH vµ CN Giao th«ng vËn t¶i

C¬ quan phèi hîp chÝnh:

1. Côc §−êng bé ViÖt Nam

2. ViÖn KH vµ CN Giao th«ng vËn t¶i

-------------------------------------------------------------------------------------------------------- 5

§Ò tµi: “Nghiªn cøu thiÕt kÕ chÕ t¹o hÖ thèng kiÓm so¸t ®éng t×nh tr¹ng qu¸ t¶i, qu¸ tèc ®é

cña c¸c ph−¬ng tiÖn giao th«ng ®−êng bé.” M. sè: KC06.22CN

Môc lôc

Lêi nãi ®Çu

Danh s¸ch C¸n bé Khoa häc chÝnh tham gia thùc hiÖn §Ò tµi

Môc lôc Trang

Giíi thiÖu chung

1. Tæng quan t×nh h×nh nghiªn cøu trong vµ ngoµi n−íc 11

2. Môc tiªu, néi dung nghiªn cøu 13

3. Ph−¬ng ph¸p nghiªn cøu vµ gi¶i ph¸p kü thuËt vµ c«ng nghÖ 14

4. Dù kiÕn s¶n phÈm cña ®Ò tµi 18

Néi dung chÝnh b¸o c¸o

1. KÕt qu¶ kh¶o s¸t vµ t×m hiÓu vÒ qu¶n lý giao th«ng ®−êng bé 20

1.1 Tæng quan vÒ c«ng t¸c qu¶n lý giao th«ng ®−êng bé 20

1.1.1 Ph©n tÝch hiªn tr¹ng c¸c tuyÕn ®−êng bé ViÖt Nam 20

1.1.1.1. Tæng quan vÒ m¹ng l−íi ®−êng bé ViÖt Nam.

1.1.1.2. HiÖn tr¹ng hÖ thèng quèc lé ViÖt Nam.

1.1.1.3. §−êng bé ViÖt Nam trong hÖ thèng ®−êng bé ASEAN

20

21

24

1.1.2 T×nh h×nh qu¶n lý giao th«ng ®−êng bé trong n−íc vµ trªn thÕ

giíi 25

1.1.2.1. VÊn ®Ò kiÓm so¸t qu¸ t¶i ®−êng bé trªn thÕ giíi

1.1.2.2. Sù h×nh thµnh c¸c tr¹m kiÓm tra t¶i träng xe trªn hÖ thèng

quèc lé ViÖt Nam

1.1.2.3. Qu¸ tr×nh ho¹t ®éng c¸c tr¹m kiÓm tra t¶i träng xe ë ViÖt

Nam

1.1.2.4. Ph−¬ng ¸n ®iÒu chØnh quy ho¹ch vµ hiÖn ®¹i ho¸ hÖ thèng

tr¹m kiÓm tra t¶i träng xe cã t¶i träng lín vµ xe b¸nh xÝch

trªn m¹ng l−íi ®−êng bé ViÖt Nam

25

26

28

29

-------------------------------------------------------------------------------------------------------- 6

§Ò tµi: “Nghiªn cøu thiÕt kÕ chÕ t¹o hÖ thèng kiÓm so¸t ®éng t×nh tr¹ng qu¸ t¶i, qu¸ tèc ®é

cña c¸c ph−¬ng tiÖn giao th«ng ®−êng bé.” M. sè: KC06.22CN

* WIM: Weight In Motion- C©n ®éng

1.2 T×m hiÓu c¸c v¨n b¶n ph¸p quy vµ tµi liÖu kü thuËt cã liªn quan

®Õn qu¶n lý giao th«ng ®−êng bé (QLGT§B)

Trang

34

1.2.1 C¸c v¨n b¶n ph¸p quy cña nhµ n−íc VN vÒ c«ng t¸c QLGT§B

1.2.2 C¸c tµi liÖu tiªu chuÈn kü thuËt vµ ®o l−êng cña ®Ò tµi nghiªn cøu

34

35

1.3 TÝnh cÊp thiÕt cña viÖc nghiªn cøu chÕ t¹o hÖ thèng kiÓm so¸t

®éng

40

2. PhÇn nghiªn cøu lý thuyÕt

42

2.1 Nghiªn cøu lý thuyÕt vÒ qu¸ tr×nh ®o l−êng ®éng 42

2.1.1. C¬ së lý thuyÕt vÒ c¶m biÕn (sensor) t¶i träng vµ c¶m biÕn

vÞ trÝ (Loop detector) dïng cho thiÕt bÞ WIM * 42

2.1.1.1. Nguyªn lý cÊu t¹o c¶m biÕn t¶i träng vµ c¶m biÕn vÞ trÝ

2.1.1.2. Ph©n lo¹i c¶m biÕn t¶i träng vµ c¶m biÕn vÞ trÝ

42

45

2.1.2 Nghiªn cøu m« h×nh tæng thÓ hÖ thiÕt bÞ kiÓm so¸t ®éng trªn thÕ

giíi 48

2.1.2.1. C¸c tr¹m c©n tÜnh

2.1.2.2. C¸c hÖ WIM

2.1.2.3. C¸c tr¹m c©n HS-WIM kÕt hîp víi c©n tÜnh

2.1.2.4. C¸c tr¹m c©n HS-WIM kÕt hîp víi Camera vµ c©n tÜnh

50

53

56

59

2.1.3 Nghiªn cøu, x©y dùng m« h×nh lý thuyÕt kiÓm so¸t « t« ë tr¹ng

th¸i ®éng

63

2.1.3.1. Tæng quan vÒ hÖ WIM trªn ®−êng bé

2.1.3.2. Lùa chän m« h×nh hÖ WIM cho phï hîp víi ®iÒu kiÖn ViÖt

nam

2.1.4 Nghiªn cøu ph−¬ng ph¸p xö lý kÕt qu¶ ®o cña hÖ WIM 71

2.1.4.1. Bè trÝ trang mµn h×nh phôc vô theo dâi tr¹m c©n theo thêi gian

thùc

2.1.4.2. Sö dông sè liÖu cña hÖ wim ®Ó tù ®éng ph©n lo¹i xe

2.1.4.3. Ph¸t hiÖn c¸c xe qu¸ t¶i, qu¸ tèc ®é

72

73

2.1.5 Nghiªn cøu lùa chän ph−¬ng ¸n kÕt cÊu phÇn cøng hÖ WIM 79

-------------------------------------------------------------------------------------------------------- 7

§Ò tµi: “Nghiªn cøu thiÕt kÕ chÕ t¹o hÖ thèng kiÓm so¸t ®éng t×nh tr¹ng qu¸ t¶i, qu¸ tèc ®é

cña c¸c ph−¬ng tiÖn giao th«ng ®−êng bé.” M. sè: KC06.22CN

2.1.5.1 C¸c ph−¬ng ¸n thiÕt kÕ phÇn cøng

2.1.5.2 Lùa chän ph−¬ng ¸n thiÕt kÕ phÇn cøng

Trang

81

103

2.2 Nghiªn cøu x©y dùng gi¶i ph¸p c«ng nghÖ ®¶m b¶o ®o chÝnh x¸c

c¸c chØ tiªu ®o l−êng cho thiÕt bÞ WIM

105

2.2.1 Nghiªn cøu x©y dùng gi¶i ph¸p c«ng nghÖ ®¶m b¶o yªu cÇu ®o

chÝnh x¸c t¶i träng trôc xe

105

2.2.1.1 Nghiªn cøu c¸c gi¶i ph¸p ®¸nh gi¸ t¶i träng trôc ®¬n tÜnh

2.2.1.2 C¸c nguyªn nh©n g©y ra sai sè

2.2.1.3 C¸c biÖn ph¸p n©ng cao ®é chÝnh x¸c hÖ thèng WIM

106

117

121

2.2.2 Nghiªn cøu x©y dùng gi¶i ph¸p c«ng nghÖ ®¶m b¶o yªu cÇu ®o

chÝnh x¸c t¶i träng nhãm trôc xe 125

2.2.2.1. Nghiªn cøu nhËn d¹ng nhãm trôc

2.2.2.2. ¶nh h−ëng cña t¶i träng trôc trong nhãm trôc lªn h¹ tÇng

2.2.2.3. Nghiªn cøu c¸c gi¶i ph¸p ®¸nh gi¸ chÝnh x¸c t¶i träng nhãm

trôc

2.2.2.4. C¸c nguyªn nh©n g©y sai sè x¸c ®Þnh t¶i träng nhãm trôc

2.2.2.5. C¸c biÖn ph¸p n©ng cao ®é chÝnh x¸c

127

129

132

141

142

2.2.3 Nghiªn cøu x©y dùng gi¶i ph¸p c«ng nghÖ ®¶m b¶o yªu cÇu ®o

chÝnh x¸c khèi l−îng tæng xe 143

2.2.3.1. Nghiªn cøu nhËn d¹ng xe

2.2.3.2. C¸c ph−¬ng ph¸p ®¸nh gi¸ khèi l−îng xe

2.2.3.3. C¸c biÖn ph¸p n©ng cao ®é chÝnh x¸c khèi l−îng xe

144

145

150

2.2.4 Nghiªn cøu x©y dùng gi¶i ph¸p c«ng nghÖ ®¶m b¶o ®o chÝnh x¸c

tèc ®é xe « t«

2.2.4.1 C¸c ph−¬ng ph¸p ®o tèc ®é xe «t«

2.2.4.2 Ph−¬ng ph¸p ®o tèc ®é dïng hai vßng loop

2.2.4.3 Ph−¬ng ph¸p ®o tèc ®é dïng hai sensor ®o t¶I träng trôc

156

156

159

163

2.2.5 Nghiªn cøu x©y dùng gi¶i ph¸p c«ng nghÖ ®¶m b¶o yªu cÇu ®o

chÝnh x¸c kho¶ng c¸ch c¸c trôc xe «t«

2.2.5.1 Gi¶i ph¸p c«ng nghÖ ®¶m b¶o ph©n biÖt chÝnh x¸c nhãm trôc

theo xe

2.2.5.2. c¸c gi¶i ph¸p c«ng nghÖ ®¶m b¶o yªu cÇu ®o chÝnh x¸c kho¶ng

c¸ch t©m c¸c trôc xe

171

171

176

3. Nghiªn cøu, thiÕt kÕ, chÕ t¹o vµ l¾p ®Æt hÖ thiÕt bÞ WIM

3.1 Nghiªn cøu thiÕt kÕ, chÕ t¹o 182

3.1.1 Nghiªn cøu gi¶i ph¸p c«ng nghÖ chÕ t¹o thiÕt bÞ ®iÖn tö 182

3.1.2 Nghiªn cøu thiÕt kÕ c«ng nghÖ chÕ t¹o phÇn ®iÖn tö nhËn vµ xö lý

sè liÖu 198

3.1.2.1. Nghiªn cøu thiÕt kÕ kÕt cÊu phÇn cøng hÖ thiÕt bÞ WIM

3.1.2.2. Nghiªn cøu thiÕt kÕ quy tr×nh phÇn mÒm thu nhËp vµ xö lý d÷

liÖu

198

210

3.1.3 ChÕ t¹o c¸c khèi chøc n¨ng ®iÖn- ®iÖn tö vµ hÖ WIM 217

-------------------------------------------------------------------------------------------------------- 8

§Ò tµi: “Nghiªn cøu thiÕt kÕ chÕ t¹o hÖ thèng kiÓm so¸t ®éng t×nh tr¹ng qu¸ t¶i, qu¸ tèc ®é

cña c¸c ph−¬ng tiÖn giao th«ng ®−êng bé.” M. sè: KC06.22CN

Trang

3.2 Nghiªn cøu x©y dùng cÊu tróc ch−¬ng tr×nh phÇn mÒm

3.2.1 Nghiªn cøu x©y dùng cÊu tróc phÇn mÒm ®iÒu khiÓn cña hÖ WIM 223

3.2.1.1. C¬ së ®Ó x©y dùng phÇn mÒm ch−¬ng tr×nh

3.2.1.2. CÊu tróc phÇn mÒm cña ch−¬ng tr×nh

223

228

3.2.2 Giao diÖn mµn h×nh ch−¬ng tr×nh (H−íng dÉn sö dông, vËn hµnh) 236

3.3 Nghiªn cøu x©y dùng qui tr×nh l¾p ®Æt, hiÖu chØnh, thö nghiÖm

3.3.1 Nghiªn cøu ph−¬ng ph¸p, tr×nh tù l¾p ®Æt hÖ WIM 244

3.3.1.1. Yªu cÇu vÒ vÞ trÝ m«i tr−êng, vËt liÖu, thiÕt bÞ khi l¾p ®Æt

3.3.1.2. Ph−¬ng ph¸p vµ tr×nh tù thi c«ng l¾p ®Æt c¶m biÕn cña hÖ WIM

244

247

3.3.2 H−íng dÉn vËn hµnh, sö dông, b¶o d−ìng vµ ph−¬ng ph¸p hiÖu

chØnh hÖ WIM

260

3.3.2.1. H−íng dÉn vËn hµnh, sö dông, b¶o d−ìng

3.3.2.2. Ph−¬ng ph¸p hiÖu chØnh WIM

260

261

3.3.3 Nghiªn cøu ph−¬ng ph¸p vµ qui tr×nh thö nghiÖm hÖ WIM

3.3.3.1 C¸c tµi liÖu tham kh¶o

267

267

4. KÕt qu¶ ®¸nh gi¸ thö nghiÖm s¶n phÈm WIM

4.1 KÕt qu¶ thö nghiÖm 286

4.1.1 Qu¸ tr×nh thùc hiÖn kiÓm tra vµ thö nghiÖm s¶n phÈm 286

4.1.1.1 Thö nghiÖm s¶n phÈm trong phßng thÝ nghiÖm

4.1.1.2 Thö nghiÖm s¶n phÈm t¹i hiÖn tr−êng

286

287

4.1.2 Biªn b¶n thö nghiÖm 288

4.2 §¸nh gi¸ kÕt qu¶ thö nghiÖm s¶n phÈm WIM

4.2.1. §¸nh gi¸ kÕt qu¶ kiÓm tra kü thuËt l¾p ®Æt

4.2.2. §¸nh gi¸ kÕt qu¶ kiÓm tra ®o l−êng

4.2.3 Tæng hîp kÕt qu¶ ®¸nh gi¸ thö nghiÖm

4.2.3.1 §¸nh gi¸ theo c¸c chØ tiªu ®o l−êng

4.2.3.2 §¸nh gi¸ theo chøc n¨ng

4.2.3.3 Kh¶ n¨ng ¸p dông thùc tiÔn

301

301

304

304

304

305

-------------------------------------------------------------------------------------------------------- 9

§Ò tµi: “Nghiªn cøu thiÕt kÕ chÕ t¹o hÖ thèng kiÓm so¸t ®éng t×nh tr¹ng qu¸ t¶i, qu¸ tèc ®é

cña c¸c ph−¬ng tiÖn giao th«ng ®−êng bé.” M. sè: KC06.22CN

KÕt luËn vµ Phô lôc b¸o c¸o

Trang

KÕt luËn vµ kiÕn nghÞ 306

KÕt luËn

KiÕn nghÞ

307

309

Tµi liÖu tham kh¶o 310

C¸c h×nh ¶nh s¶n phÈm chi tiÕt cña hÖ WIM sau khi chÕ t¹o 312

-------------------------------------------------------------------------------------------------------- 10

§Ò tµi: “Nghiªn cøu thiÕt kÕ chÕ t¹o hÖ thèng kiÓm so¸t ®éng t×nh tr¹ng qu¸ t¶i, qu¸ tèc ®é

cña c¸c ph−¬ng tiÖn giao th«ng ®−êng bé.” M. sè: KC06.22CN

Giíi thiÖu chung

-------------------------------------------------------------------------------------------------------- 11

§Ò tµi: “Nghiªn cøu thiÕt kÕ chÕ t¹o hÖ thèng kiÓm so¸t ®éng t×nh tr¹ng qu¸ t¶i, qu¸ tèc ®é

cña c¸c ph−¬ng tiÖn giao th«ng ®−êng bé.” M. sè: KC06.22CN

1. Tæng quan t×nh h×nh nghiªn cøu trong vµ ngoµi n−íc

A/ T×nh h×nh nghiªn cøu trªn thÕ giíi

ë mét sè n−íc ph¸t triÓn (Mü, Canada, §øc, Ph¸p, Anh, ¤xtralia...) hÖ thèng giao

th«ng ®−êng bé ® kh¸ hoµn thiÖn c¶ vÒ m¹ng l−íi lÉn chÊt l−îng. Nhê hÖ thèng

giao th«ng hoµn thiÖn, c¸c c¬ quan kü thuËt còng nh− qu¶n lý giao th«ng ®−êng

bé ® tÝnh to¸n, x©y dùng ®−îc c¸c Tiªu chuÈn chÊt l−îng ®−êng bé theo l−u

l−îng c¸c ph−¬ng tiÖn giao th«ng cã t¶i träng lín nhÊt.

Víi nh÷ng nghiªn cøu rÊt c¬ b¶n, mét sè h ng s¶n xuÊt ë c¸c n−íc kÓ trªn ® chÕ

t¹o thµnh c«ng c¸c hÖ thiÕt bÞ ®iÖn tö kiÓm so¸t ®éng t×nh tr¹ng qu¸ t¶i, qu¸ tèc

®é cña c¸c ph−¬ng tiÖn giao th«ng ®−êng bé.

C¸c hÖ thiÕt bÞ cña c¸c H ng s¶n xuÊt n−íc ngoµi rÊt ®a d¹ng vÒ nguyªn lý, ®é

chÝnh x¸c... vµ cã thÓ ph©n lo¹i chóng theo môc ®Ých sö dông nh− sau:

• Dïng cho c¸c tr¹m c©n kiÓm tra;

• Dïng ®Ó kiÓm so¸t t×nh tr¹ng giao th«ng;

• C¸c môc ®Ých kh¸c (qu©n sù, c«ng nghiÖp).

Tuy nhiªn, c¸c hÖ thiÕt bÞ cña c¸c n−íc nãi trªn, ® ®−îc nhËp vµ l¾p ®Æt t¹i ViÖt

nam, cã mét sè ®iÓm tån t¹i nh− sau:

+ §é chÝnh x¸c kh«ng cao (6%-15%);

+ Gi¸ thµnh c¸c hÖ thiÕt bÞ rÊt cao;

+ ChØ phï hîp víi ®iÒu kiÖn ®−êng bé cô thÓ cña n−íc s¶n xuÊt (mét sè hÖ

thiÕt bÞ ® nhËp vµ ®−îc l¾p ®Æt ë ViÖt Nam nh−ng kh«ng ph¸t huy ®−îc

t¸c dông);

+ ViÖc b¶o d−ìng, b¶o tr×, söa ch÷a yªu cÇu ph¶i lµm chñ ®−îc c«ng nghÖ

cña hÖ thiÕt bÞ nhËp khÈu.

C¸c dù ¸n cña Ch©u ¢u, Hoa kú trong lÜnh vùc nµy ®ang ®−îc triÓn khai thêi gian

gÇn ®©y (1998) nh»m nghiªn cøu:

+ X©y dùng thuËt to¸n míi cho hÖ WIM nh»m n©ng cao ®é chÝnh x¸c;

+ øng dông c«ng nghÖ míi cho viÖc kiÓm so¸t chôp h×nh (bao gåm c¶ biÓn sè

xe) «t« tham gia giao th«ng ®−êng bé b»ng Camera;

+ Gi¶n tiÖn c¸c b−íc cña qu¸ tr×nh b¶o d−ìng, b¶o tr×, kiÓm tra hÖ thiÕt bÞ.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------- 12

§Ò tµi: “Nghiªn cøu thiÕt kÕ chÕ t¹o hÖ thèng kiÓm so¸t ®éng t×nh tr¹ng qu¸ t¶i, qu¸ tèc ®é

cña c¸c ph−¬ng tiÖn giao th«ng ®−êng bé.” M. sè: KC06.22CN

B/ T×nh h×nh nghiªn cøu trong n−íc

HÖ thèng giao th«ng ®−êng bé cña ViÖt nam ® vµ ®ang ®−îc c¶i t¹o, n©ng cÊp.

HÖ thèng nµy thùc sù ® trë thµnh hÖ huyÕt m¹ch thóc ®Èy sù ph¸t triÓn cña c¸c

ngµnh kinh tÕ quèc d©n cña ViÖt nam. Tuy nhiªn, t×nh tr¹ng qu¸ t¶i cña ph−¬ng

tiÖn tham gia giao th«ng trªn hÖ thèng ®−êng bé lµ nguyªn nh©n chÝnh dÉn ®Õn

t×nh tr¹ng xuèng cÊp thËm chÝ lµm h− háng ®−êng bé hiÖn nay. §©y lµ sù tæng kÕt

sau nhiÒu n¨m theo dâi vµ ®i ®Õn kÕt luËn cña c¸c ngµnh c«ng an vµ giao th«ng

vËn t¶i vÒ vÊn ®Ò nµy.

NhiÒu n¨m qua, hÖ thèng c¸c tr¹m víi c¸c thiÕt bÞ kiÓm tra xe qu¸ t¶i cña ngµnh

giao th«ng ® gãp phÇn h¹n chÕ hiÖn t−îng qu¸ t¶i cña c¸c xe «t« tham gia giao

th«ng. Tuy nhiªn, do thiÕt bÞ kiÓm tra chñ yÕu lµ c©n tÜnh, thao t¸c kiÓm tra xe «t«

chñ yÕu phô thuéc vµo c¸n bé cña c¸c Tr¹m nµy nªn viÖc kiÓm tra chñ yÕu lµ

h×nh thøc r¨n ®e, hiÖn t−îng tiªu cùc x¶y ra rÊt nÆng nÒ. NhiÒu n¬i, nhiÒu lóc,

c¸c vô viÖc tiªu cùc nãi trªn ® ph¶i xö lý b»ng Ph¸p luËt

Trung t©m §o l−êng ® nhËn ®−îc yªu cÇu tõ mét sè c¬ quan h÷u quan vÒ viÖc

khÈn tr−¬ng nghiªn cøu hoµn thiÖn c«ng nghÖ chÕ t¹o c¸c hÖ thiÕt bÞ ®iÖn tö ®Ó

®¶m b¶o kiÓm tra tù ®éng c¸c xe «t« tham gia giao th«ng trªn hÖ thèng ®−êng bé,

nh»m:

+ Thu thËp sè liÖu, ph©n tÝch, ®¸nh gi¸ t×nh tr¹ng giao th«ng ®−êng bé trªn

c¸c tuyÕn giao th«ng hiÖn t¹i, nh»m x©y dùng ph−¬ng ¸n ®Çu t− chÝnh

x¸c, cã hiÖu qu¶ cho tõng tuyÕn giao th«ng;

+ Gi¶m thiÓu sù can thiÖp kh«ng kh¸ch quan, kh«ng chÝnh x¸c cña con

ng−êi vµo kÕt qu¶ kiÓm tra;

+ Ng¨n chÆn hiÖn t−îng tiªu cùc, gãp phÇn n©ng cao hiÖu lùc cña c«ng t¸c

qu¶n lý nhµ n−íc trong lÜnh vùc nµy;

+ Thay thÕ cho viÖc nhËp khÈu c¸c hÖ thiÕt bÞ lo¹i nµy.

ë ViÖt Nam, ch−a cã tæ chøc, c¸ nh©n nµo tiÕn hµnh nghiªn cøu, chÕ t¹o c¸c thiÕt

bÞ kiÓm tra ®éng nh− ® tr×nh bµy. Nguyªn nh©n lµ do:

+ Ch−a cã ®−îc c¸c th«ng tin chÝnh x¸c vÒ t×nh tr¹ng giao th«ng ®−êng bé

hiÖn nay cña ViÖt nam;

+ Ch−a cã c¸c th«ng tin liªn quan ®Õn nhu cÇu sö dông hÖ thiÕt bÞ nµy;

+ Kh«ng cã chuÈn vµ thiÕt bÞ ®o l−êng kh¸c phôc vô cho viÖc nghiªn cøu,

chÕ t¹o hÖ thiÕt bÞ kiÓm tra ®éng;

+ Ch−a nghiªn cøu c¸c qu¸ tr×nh ®o l−êng ®éng;

+ Ch−a nghiªn cøu c¸c qu¸ tr×nh kiÓm tra, thö nghiÖm c¸c c©n ®éng;

+ Ch−a nghiªn cøu c¸c ph−¬ng tiÖn ®o khèi l−îng kiÓu ®éng.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------- 13

§Ò tµi: “Nghiªn cøu thiÕt kÕ chÕ t¹o hÖ thèng kiÓm so¸t ®éng t×nh tr¹ng qu¸ t¶i, qu¸ tèc ®é

cña c¸c ph−¬ng tiÖn giao th«ng ®−êng bé.” M. sè: KC06.22CN

Trung t©m §o l−êng thuéc Tæng côc Tiªu chuÈn §o l−êng ChÊt l−îng lµ ®¬n vÞ

sù nghiÖp khoa häc, cã chøc n¨ng nghiªn cøu vµ øng dông khoa häc, kü thuËt,

nghiÖp vô ®o l−êng.

§éi ngò c¸n bé khoa häc c«ng nghÖ vÒ ®o l−êng Khèi l−îng cña Trung t©m §o

l−êng cã tr×nh ®é chuyªn m«n s©u, ®−îc ®µo t¹o t¹i c¸c tr−êng ®¹i häc lín trong

n−íc (§H B¸ch khoa Hµ Néi, §H giao th«ng vËn t¶i…) vµ n−íc ngoµi, cã kinh

nghiÖm c«ng t¸c ®ång thêi nhiÒu lÇn ®−îc ®µo t¹o theo c¸c ch−¬ng tr×nh cña c¸c

c¬ quan ®o l−êng, ®−îc tham quan vµ trao ®æi víi c¸c h ng s¶n xuÊt c©n næi tiÕng

thÕ giíi nh−: ViÖn VËt lý kü thuËt PTB (CHLB §øc); ViÖn tiªu chuÈn vµ c«ng

nghÖ quèc gia Hoa Kú (NIST); ViÖn ®o l−êng Ph¸p; H ng s¶n xuÊt c©n

SARTORUIS, FISHTER cña §øc; H ng METTLER-TOLEDO cña Thôy sü;

H ng EMC cña Ph¸p……; ®ñ kh¶ n¨ng vÒ trang thiÕt bÞ chuÈn ®Ó kiÓm tra, hiÖu

chuÈn vµ duy tr× ®é chÝnh x¸c cho hÖ thiÕt bÞ ®¸p øng c¸c yªu cÇu ®Æt ra cña §Ò

tµi nµy.

2. Môc tiªu, néi dung nghiªn cøu cña ®Ò tµi

I/ Môc tiªu

X©y dùng, hoµn thiÖn gi¶i ph¸p c«ng nghÖ , thiÕt kÕ, chÕ t¹o hÖ thiÕt bÞ phôc vô

c«ng t¸c kiÓm tra t×nh tr¹ng qu¸ t¶i, qu¸ tèc ®é cña c¸c ph−¬ng tiÖn vËn t¶i ®−êng

bé ë tr¹ng th¸i ®éng.

II/ Néi dung nghiªn cøu

A/ PhÇn nghiªn cøu lý thuyÕt

a. Nghiªn cøu lý thuyÕt qu¸ tr×nh ®o l−êng ®éng

+ Nghiªn cøu lý thuyÕt vÒ c¶m biÕn (sensor) t¶i träng vµ c¶m biÕn vÞ trÝ

(Loop detector) dïng cho thiÕt bÞ WIM;

+ Nghiªn cøu m« h×nh tæng thÓ hÖ thiÕt bÞ c©n kiÓm so¸t ®éng trªn thÕ giíi;

+ Nghiªn cøu x©y dùng gi¶i ph¸p tèi −u cho hÖ c©n kiÓm so¸t ®éng ë ViÖt

Nam;

+ Nghiªn cøu ph−¬ng ph¸p xö lý kÕt qu¶ ®o cña hÖ c©n kiÓm so¸t ®éng;

+ Nghiªn cøu lùa chän ph−¬ng ¸n kÕt cÊu phÇn cøng hÖ c©n kiÓm so¸t ®éng.

b. Nghiªn cøu, x©y dùng c¸c gi¶i ph¸p c«ng nghÖ ®¶m b¶o ®o chÝnh x¸c c¸c

chØ tiªu ®o l−êng cho hÖ thiÕt bÞ

+ §o chÝnh x¸c t¶i träng trôc xe;

+ §o chÝnh x¸c t¶i träng nhãm trôc xe;

+ §o chÝnh x¸c khèi l−îng tæng cña xe;

+ §o chÝnh x¸c tèc ®é xe;

+ §o chÝnh x¸c kho¶ng c¸ch t©m c¸c trôc xe ;

-------------------------------------------------------------------------------------------------------- 14

§Ò tµi: “Nghiªn cøu thiÕt kÕ chÕ t¹o hÖ thèng kiÓm so¸t ®éng t×nh tr¹ng qu¸ t¶i, qu¸ tèc ®é

cña c¸c ph−¬ng tiÖn giao th«ng ®−êng bé.” M. sè: KC06.22CN

B/ PhÇn nghiªn cøu thiÕt kÕ chÕ t¹o vµ l¾p ®Æt

a. Nghiªn cøu thiÕt kÕ, chÕ t¹o hÖ thiÕt bÞ

+ Nghiªn cøu gi¶i ph¸p c«ng nghÖ chÕ t¹o thiÕt bÞ ®iÖn tö;

+ ThiÕt kÕ c«ng nghÖ chÕ t¹o phÇn ®iÖn tö nhËn vµ sö lý sè liÖu;

+ ThiÕt kÕ, chÕ t¹o c¸c khèi chøc n¨ng ®iÖn - ®iÖn tö hÖ thiÕt bÞ WIM.

b. Nghiªn cøu x©y dùng cÊu tróc ch−¬ng tr×nh phÇn mÒm

+ LËp cÊu tróc phÇn mÒm ®iÒu khiÓn;

+ Ch−¬ng tr×nh tÝnh to¸n sö lý sè liÖu vµ qu¶n lý hÖ.

c. Nghiªn cøu x©y dùng ph−¬ng ph¸p vµ quy tr×nh l¾p ®Æt, hiÖu chØnh, thö

nghiÖm

+ Ph−¬ng ph¸p vµ quy tr×nh l¾p ®Æt cho hÖ thiÕt bÞ;

+ Ph−¬ng ph¸p vµ qui tr×nh hiÖu chØnh WIM;

+ Ph−¬ng ph¸p vµ qui tr×nh thö nghiÖm WIM.

3. ph−¬ng ph¸p nghiªn cøu vµ gi¶i ph¸p kü thuËt vµ

c«ng nghÖ

3.1 Lùa chän ®èi t−îng nghiªn cøu:

- XuÊt ph¸t tõ thùc tr¹ng giao th«ng ®−êng bé cña ViÖt Nam nh− ® tr×nh

bµy s¬ bé ë phÇn tæng quan;

- Theo thèng kª cña Bé Giao th«ng vËn t¶i, víi thùc tr¹ng hÖ thèng ®−êng

bé nh− hiÖn nay, ®Ó b¶o d−ìng, duy tu, hµng n¨m cÇn ®Çu t− mét l−îng

kinh phÝ rÊt lín (xÊp xØ 3000 tû VN ®ång/ n¨m);

- §Ó n©ng cÊp, hiÖn ®¹i ho¸ hÖ thèng giao th«ng ®−êng bé hiÖn t¹i, lµm

míi c¸c tuyÕn giao th«ng quan träng kh¸c phôc vô ph¸t triÓn kinh tÕ quèc

d©n, trong kÕ ho¹ch ®Õn n¨m 2010, cÇn ®Çu t− l−îng kinh phÝ xÊp xØ

45000 tû ®ång;

- Do c¸c tr¹m kiÓm tra kiÓu cò ® kh«ng ph¸t huy vai trß cña chóng trong

viÖc kiÓm so¸t t×nh tr¹ng qu¸ t¶i, qu¸ tèc ®é cña c¸c ph−¬ng tiÖn giao

th«ng ®−êng bé, Nhµ n−íc còng ® cã quyÕt ®Þnh lo¹i bá mét phÇn lín

c¸c tr¹m nµy;

§Ó ®Çu t− cña Nhµ n−íc vµo hÖ thèng giao th«ng cã hiÖu qu¶ cao, gãp phÇn gi¶m

thiÓu t¸c h¹i cña c¸c ph−¬ng tiÖn giao th«ng qu¸ t¶i, qu¸ tèc ®é, cÇn ph¶i cã gi¶i

ph¸p kü thuËt lµ:

- Thu thËp sè liÖu, ph©n tÝch, ®¸nh gi¸ t×nh tr¹ng giao th«ng ®−êng bé

trªn c¸c tuyÕn giao th«ng hiÖn t¹i, nh»m x©y dùng ph−¬ng ¸n ®Çu t−

chÝnh x¸c, cã hiÖu qu¶ cho tõng tuyÕn giao th«ng cò;

- C¸c sè liÖu, ph©n tÝch, ®¸nh gi¸ trªn sÏ lµ c¬ së cho Nhµ n−íc quyÕt

®Þnh sè l−îng, vÞ trÝ, qui m«, tÇm cì cña c¸c tuyÕn giao th«ng míi;