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卡普什交通公司自由行驶多车道收费系统
奥地利有世界上大的自由行驶多车道收费系统。所用的微波通信技术能快速安全的收费，而又不堵塞车流。负责建立这个系统的是国际上有名的经验丰富的卡普什交通公司，它是卡普什集团的一个成员。这个总承包商和技术供应商决定在收费站上采用贝加莱工业自动化公司的工业PC。
近几个月内在奥地利高速公路和主要道路的许多地方建立了收费站，通过电子技术辨认卡车和公共汽车。它们用来方便又可靠地收费，这些费用由ASFINAG用来维护和扩展这个负担繁重的道路网络。AutoStrade公司的分公司Euro-pass公司，负责营运这个收费系统。他们的系统确定对所有重量超过3.5吨的车辆收费，并根据他们的年行驶公里数确定其允许的多总重量。作为自由行驶多车道收费系统，这个经过实验和测试的技术为运行人员和用户提供可升级的可靠而又安全的方便的网络，允许在所有路线上车辆能自由行驶。
每部规定要付费的车辆必须在它的挡风玻璃上备有一个随车携带标记，即所谓GOBox，这样它们才能被辨识和收费。至于帐单，Euro-pass使用两种系统，即合同系统和预付系统。有关路旁设施，由卡普什安装的技术也已准备营运。
基本上有两种类型的站：收费站（TCS）和站点式控制装置（SCI）。便于每个驾驶员辨认，根据道路的宽度和需要满足的技术要求，每个站由一个收费桥、一个跨轨信号架和一个窄过道组成。开关柜排列在边上，它是系统的心脏，包含用于控制收费系统的B&R工业PC。与TCS配合，安装了信标以便收费。这个正方形的部件处理微波通信并对角向下将光束发到高速公路的每个车道上，包括紧急路段。这个系统使用国际认可且安全的DSRC（专用短程通信）标准。在处理正常收费期间，读取随车携带设备（OBU），在站计算机上生成数据记录，发送进行集中处理。
与TCS不同，SCI还使用复杂的激光技术进行收费。它连续地对车道上的标记进行扫描。根据它们探测到的车辆大小，系统确定这是否是应该付费的车辆。如果应该付费，就开始登录过程。安装在SCI上的摄像机拍下有问题车辆的车头照片以及侧面的照片，以便确定车轴类型的重要信息。当确定收费金额时，车辆类型是决定性的。两轴和三轴的卡车——不管是否有拖车——和公共汽车是要收费的。
如果通过的车辆没有必需的OBU设备，或者与各自的车辆类型不符合，那么在SCI上生成一个强制数据记录。这包含自动记录车牌的号码，车辆照片，还有事件的日期和时间（时间印记）。与高速公路现场数据一起，这个数据记录被实时传送到中央计算机中心，并报告经辨认的收费违规人。
正当车辆的有效数据是不被评估的；它立即从站中删除。在这种情况下，只传递收费数据。这减轻了用户被一路跟踪的担忧。无论如何，这在法律上和技术上都是不允许的。
一旦建设完成，大约有430个TCS站分布在奥地利交通流量大的道路网络上。其中大约有100个站被设计成SCI。所有站被连接到卡普什交通公司的计算机中心，它还处理采集和合并的收费数据，并传送给经营者Europass公司。客户服务、开票，债务人清算帐目则由RIZ的莱菲森信息中心处理- 它是Europass在这个项目中的另一个合作伙伴。
收费站的另一个特性是SCI站的停-行装置，它用于高速公路的市区段，那里十分繁忙拥挤。对每部车辆用图象处理发出信号，使卡车和公共汽车可以很容易被辨认，它在某个地方塞车很长时间。这个系统由卡普什瑞典交通分公司开发。
“在梯多夫的测试路线上，专门的测试设备和贝加莱控制器全面测试了它们在日常使用中的适应性。可靠的技术和对国际道路计价项目的丰富经验使卡普什有可能很快将这个系统集成到欧洲共同使用的微波系统中。”
这个收费系统是按现代卡车道路计价严格的技术要求建立的。这是因为与GSM为基础的技术不同，它的功能是以基本设施为基础的系统，配有符合CENTC278标准的通信接口。的装置也留有开放的选项供日后使用。如果一个全欧洲的系统由于政治原因受到正视，那么当前系统可升级的设计能够应对这些技术挑战。
道路上方安装一排激光扫描仪。一台扫描仪扫描观察的对角平面的景象。用这样的配置，几乎任何类型车辆的形状和速度都能确定。每台扫描仪单独地探测、测量和跟踪一个物体，在系统内部进行数据匹配，也就是说，一部车辆的测量结果仅对车道控制器输出一次。
的可靠性是重要的，因为收费站有几个部件组成，它们必须在恶劣的环境中工作。在贝加莱，我们找到了一个合作伙伴，它们因良好的性能价格比所具备的竞争力以及出色的合作使他们在这个领域中处于地位。
工业PC用专门为登录计费指定的网络路由器来处理对数据网络的连接，它是完全独立于电话或因特网工作的。其它方面，它还用一个总线系统控制存储部件的功能，并处理有关软件的引导。开放的接口功能和优良的性能确保各种收费站平稳运行。工业PC是为恶劣的现场条件设计的，这样，在各种气候条件下，开关柜都能打开工作。根据系统需要，UPS在万一停电的情况下确保必要的连续性和数据一致性，消除电压波动。
交通公司（KTC）是卡普什的一个分公司，现已成为国际上的智能通信解决方法的供应商，并且使日趋复杂的交通环境处理更加容易管理、容易访问和更可靠。多年来，从奥地利回声——点解决方法和瑞士以公里为基础的交通收费系统中获取了经验。定制的远程信息处理系统强调远程信息处理的交通解决方法，收费收集系统，智能道路和铁路通信(GSM-R火车无线电系统)，很快将卡普什交通公司推到这类产品未来世界市场主要竞争者的地位。卡普什交通公司已经对28个欧洲、亚洲、拉丁美洲和大洋州国家供货。参与奥地利收费项目的还有KTC卡普什股份有限子公司（信标和OBU的开发商和制造商）、卡普什商业公司（计算机中心）和卡普什传递公司（服务和安装工作）。
目前，路内运用的东风4型系列内燃机车均采用串励电动机由蓄电池供电进行柴油机起动，在起动过程中，由于控制的主观性、时间继电器的滞后性等问题，导致柴油机在起动过程中蓄电池亏能大，柴油机燃烧状态不好。运用PCC(programmable computercontroller)技术控制内燃机车柴油机起动，可以减少每次起动时蓄电池的放电量，改变柴油机的燃烧状态，从而实现柴油机的节能和智能起动。
1 机车柴油机起动的现状
目前, 在东风4型机车上装有电动机油泵和燃油泵，在每次起动前需延时45s~60s供机油和燃油，供机油是为了防止在柴油机停机时间较长时，其各运动部件拉伤，而提供的燃油则是为柴油机点火建立燃油压力。在供机油过程中，起动滑油泵运转时间不能过长，否则不利于蓄电池的保养。在起动过程中，起动电机转动和燃油泵向气缸内供油为同步控制。油压建立以前，起动电机不可以停转。
起动柴油机必须解决3 个问题：（1）燃油的供给；（2）运动部件的润滑；（3）蓄电池向起动电机供电，Q D带动柴油机转动。在整个起动过程中，对起动电机和喷油泵供油齿条的控制，都是通过起动接触器（Q C）来实现的。
这种控制方法存在如下缺陷：
a.操纵人员必须通过主观判断起动完成与否来控制柴油机起动，每次起动都需要耳听发火声，眼睛观察机油压力表的变化；
b.向气缸内供油过早，在柴油机低速转动时，喷油器的喷油质量很差，将降低气缸内的温度，拖延点火转速，导致起动能量耗高，排烟量大，甚至爆燃；
c. 在柴油机气缸内已经点火后，蓄电池继续向起动电机供电，造成蓄电池的放电量大；
d. 如果由于某种原因柴油机不能正常点火，将出现起动接触器烧死的情况，并且蓄电池亏能增大。
2 柴油机起动过程的编程设计
针对目前柴油机起动过程中的缺陷和不足，可以将其起动过程按时间展开，进行编程控制，采用PCC 实现检测和控制环节。
柴油机的起动过程大致可分为4个阶段，准备、柴油机被驱动转动、点火和建立油压稳定运转。准备阶段主要是预供机油和燃油。东风4型机车采用45s延时控制燃油泵和机油泵运转。实现起动前预先向管路供油。根据起动过程的不同阶段，结合前面柴油机起动过程中的问题，可逐步解决。
2.1 起动接触器得电控制
起动接触器得电与否，应取决于柴油机管路内的油压状况。理想的控制应是以滑油压力和燃油压力作为控制信号，这样在起动时，如果油压建立不起来或油管路中存在问题时，将不会起动柴油机。而目前在起动过程中主要是在45s~60s延时后，由人为观测滑油压力表和机油压表，假定在45s~60s 的延时过程中，油压一定会建立起来这样一种假设的情况下，进行Q C得电控制的，缺乏控制手段。为此，可采用压力传感器来提取机油和燃油压力信号，并将其通过转换输入到PCC 中，由PCC根据设定值判断和执行QC 的得电控制。
2.2 根据点火时柴油机的转速进行停止起动电机（QD）运转的控制
柴油机起动是否成功，关键在于柴油机是否能正常点火，作为起动的终止应受控于柴油机发火转速，如果因为某种原因不能正常起动，则应自动停止起动，以减少蓄电池的放电量和避免起动接触器烧死。正常情况下，东风4型系列机车柴油机起动时，点火转速在150r/min左右，稳定运转的低转速为430r/min。如果采取转速传感器测出柴油机的转速，并将转速信号输入到PCC 中，由PCC 判断和控制QC的开断，即控制蓄电池向起动电机供电：（1）可节省蓄电池的电能，有利于蓄电池的保养；（2）电动机由驱动转动变为柴油机的负载，可降低柴油机起动的转速冲击。
2.3 对电磁联锁DLS拖后供电控制，实现向气缸适时喷油
在柴油机起动过程中的低转速阶段向气缸内供油，由于油温较低不能达到完全燃烧，又会降低气缸燃烧时的温度，造成起动困难，甚至爆燃。可采用对起动接触器及调速器内DLS 电磁联锁线圈进行单独供电控制。这样，可使柴油机先转动，后拉动喷油泵供油齿条，以此来拖后向气缸内供油。
鉴于当柴油机由起动电机拖动运转，转速接近或达到点火转速时向气缸内喷油有利于柴油机点火，DLS线圈得电与否应取决于柴油机拖动转速。不同的柴油机或同一柴油机在不同的工作环境和状态下，其点火转速是不同的。与点转速有关的因素主要有气缸内的温度、压力、氧气含量和燃油的雾化状态，影响气缸内温度的主要因素为油水温度，对DLS电磁联锁线圈的控制可采用温度传感器检测油水温度来进行控制。
3 柴油机起动过程的PCC控制
从前面的分析中可以得知，在进行起动过程控制时，主要是对柴油机转速的检测、机油管路内油压的检测、油水温度的检测。采用PCC进行快速运算及判断，确定点火转速，对起动接触器、调速器内DLS线圈等进行实时控制。
3.1 控制电路
图1为采用PCC 进行柴油机起动控制的接线简图。与目前的控制方法相比， 减少了时间继电器（1SJ），由PCC内部的软继电器来实现，增加了转速传感器、温度传感器和压力传感器。该电路实现了起延时控制，蓄电池供电控制、供油齿条控制以及油压保护电路与起动电路的分离。
图l 柴油机起动PCC 控制接线简
3.2 起动流程图
图2 启动流程图
3.3 点火转速的确定
柴油机起动过程是否点火，可以采用转矩随转速的变化而定，东风4型机车阻力特性实验实侧的运动阻力转矩、电机驱动转矩、加速转矩与电机转速的关系如图3所示。
由柴油机起动系统的运动方程：
图3 空点火前后启动转矩、阻力转矩、加速转矩的变化曲线
式中：Ms：起动电机的电磁转矩，Nm；
Me：归算到起动电机的柴油机阻力转矩，Nm；
GD2 ：归算到起动电机的柴油机阻力转矩，kg㎡。
当柴油机拖动转加速后，dMa / dn ，将由负值向正值逐步变化。当dMa / dn＝O 其转速即为点火转速。
经实际测试计算，东凤4系列机车柴油机起动时点火转速不会超过15Or / min 。由此可选定15Or/min为其点火转速。
4 结束语
经试验仿真测试，发现新的控制方法与原有的技术相比，可降低柴油机起动过程中的转速冲击，排烟量减少，并且达到蓄电池节能的目的。在新方法中减少了人工长期按位IQA这一操作。
随着技术进步，已出厂机车和新造机车都需要新的手段来改造和装备。如（l）机车恒功率控制；(2）电阻制动；(3）机车电气故障的诊断。都可采用PCC来实现，由于PCC适合工业控制的优点，可以相信，在机车的其它部分也可用PCC来实现自动控制，PCC 技术的应用将给机车控制带来新的改观。