萬集計重技術方案

1、目 錄前言第一篇 計重收費系統(tǒng)設計方案第二篇 技術圖紙及施工說明前 言北京中山新技術設備研究所已在江蘇普通公路、高速公路安裝完畢或正在施工中的計重收費系統(tǒng)共計349條收費車道。在設備設計施工、調整設備運行及與軟件公司的配合諸方面都取得了寶貴的經(jīng)驗，也吸取了有益的教訓。我們將根據(jù)項目實際情況，設計出切實可行的計重收費系統(tǒng)設計方案。第一篇 計重收費系統(tǒng)設計方案第一章 設計方案主要遵循的原則第二章 系統(tǒng)整體設計方案及工作原理第三章 系統(tǒng)設計的工作界面第四章 系統(tǒng)構成及功能介紹第五章 系統(tǒng)遵循的超限車輛判定標準第六章 系統(tǒng)的工作流程第七章 系統(tǒng)主要技術性能參數(shù)第八章 系統(tǒng)誤差分析第九章 系統(tǒng)設備的維修

2、與維護第十章 系統(tǒng)的缺陷責任承諾第十一章 系統(tǒng)稱重設備的防雷第十二章 系統(tǒng)工藝保障第十三章 設備的測試第十四章 應對惡劣天氣及排水方案第十五章 關于線圈的說明一、 設計方案主要遵循的原則1 關于普通車道與超寬車道兩種設計方案的簡要說明本公司具有3.0m至4.2m不同寬度的產(chǎn)品，供使用方根據(jù)車道不同的寬度進行選用。本卷的設計方案中將不再對普通車道和超寬車道的計重收費系統(tǒng)設計進行分別的描述。2 計重收費系統(tǒng)的一般工作環(huán)境 計重收費系統(tǒng)通過在收費車道入口設置的軸重檢測裝置、軸型輪胎數(shù)檢測裝置、紅外線車輛分離器等設備聯(lián)動工作，并經(jīng)數(shù)據(jù)采集、計算對經(jīng)過車輛每軸重量預檢，每軸單側輪胎數(shù)及聯(lián)軸檢測，車輛分離

3、器區(qū)分前后車；對這些數(shù)據(jù)分析得出每車每軸軸重、每軸輪胎數(shù)、軸型、速度、軸距、軸數(shù) 、整車重量。并根據(jù)交通部2000年第2號令中超限運輸車輛行駛公路管理規(guī)定 判別車輛是否超限；通過數(shù)據(jù)接口把這些信息傳給車道計算機，車道計算機根據(jù)這些信息對車輛的重量按一定比率收費和超限處罰；存儲的車輛重量、車型等信息的統(tǒng)計還可對道路，橋梁損壞，養(yǎng)護提供依據(jù)。 動態(tài)軸計量稱重系統(tǒng)不受車型限制，占地面積小，安裝維護、方便，是一種理想的公路計重收費和超限檢測設備。鑒于動態(tài)稱重檢測裝置設置在收費車道前端，遇到車流量少或收費站設在下坡路段，車輛可能快速通過，在稱重檢測裝置前端應設置減速墊和限速標志；遇到車流量較大的情況時，

4、車輛依次進入收費車道，車輛有排隊進入收費車道的情況，也會出現(xiàn)車輪停在稱重板上的情況。因此，本系統(tǒng)不但稱重設備具備動、靜態(tài)稱量功能，而且輪胎數(shù)及聯(lián)軸也具備動、靜態(tài)識別功能，并具有強大的容錯功能。即不論車輛靜止、有明顯加減速的情況下均能正確識別。3 動態(tài)稱重系統(tǒng)的方案設計主要遵循的基本原則l 可操作性：保證所提供的設備能滿足現(xiàn)場實際需要。從土建施工，安裝調試，與收費軟件接口簡捷，無需收費軟件做分析處理，直接調用即可得到實時數(shù)據(jù)。系統(tǒng)維護及維修各方面均精心設計，特別是維修快速。達到不影響車輛通行的需要。使其方便易行。l 先進性：系統(tǒng)代表目前國內動態(tài)計重收費領域的最高水平，并且在未來的一段時間內保持一

5、定的先進性和實用性。l 可靠性：憑借多年該領域的設計實踐，積累了豐富的可靠性設計經(jīng)驗。系統(tǒng)具備強大的自動檢測功能，即時掌握關鍵設備的工作狀態(tài)并能自動調整，對系統(tǒng)故障做到預知容錯處理，并配備相應的校驗裝置。l 開放性：系統(tǒng)具備良好的開放性和兼容性，整個系統(tǒng)易于升級，易于維護。l 高效性：保證車輛通過時所有設備聯(lián)動高效和快速處理的能力。北京中山新技術設備研究所提供的計重收費系統(tǒng)代表目前國內該領域的最高水平，其先進性主要體現(xiàn)在：l 最先提出軸計量理念并付諸實踐，是該項目發(fā)明專利擁有者。l 最早提出“計重收費”術語，本企業(yè)最早承做計重收費站已成功運行3年多。 l 稱重臺面采用上翻梁設計。獨特的動態(tài)限位

6、技術將傳感器置于地面之上，具有極強的防水、防潮、防腐蝕的性能，并且維修、維護不用起重設備，不影響車道通行，維修、維護十分方便、快捷。l 獨特聯(lián)軸識別裝置，在不增加設備前提下，運用數(shù)據(jù)庫理論建模,能夠對運動乃至靜止其上車輛識別聯(lián)軸狀況。不單純依靠測速求出軸距判斷聯(lián)軸。l 引進并率先成功使用的車輛光幕分離器。l 與收費軟件接口以設備驅動的形式提供，通信協(xié)議由設備驅動程序完成，界面清晰，并易于升級。重點說明：收費軟件的處理將遵循計重收費系統(tǒng)通訊規(guī)約的規(guī)定執(zhí)行。二、系統(tǒng)構成及工作原理計重收費系統(tǒng)整體設備主要由以下四部分構成：1. 動態(tài)稱重儀；2. 軸型輪胎數(shù)識別器；3. 紅外線車輛分離器；4. 稱重處

7、理器。系統(tǒng)部件具體位置見附圖1動態(tài)稱重系統(tǒng)平面圖（車道級）。第一部分 動態(tài)稱重儀動態(tài)稱重儀采用高精度稱重傳感器作為稱重元件，準確采集通過稱重平臺的各軸的軸重數(shù)據(jù)及車貨總重，判定各軸（軸組）的超限值。汽車在水平路面上移動時對地面壓力不會改變，每個軸所稱重數(shù)據(jù)的代數(shù)和就是該車的總質量，依次通過稱重平臺的每個軸的軸載值就是該車的真實軸載值。第二部分 軸型輪胎數(shù)識別器車輛在車道內通過，不同的車胎觸地寬度不同，本系統(tǒng)采用多個高靈敏度的傳感器組成，通過檢測傳感器被車輪胎觸發(fā)的數(shù)量檢測輪胎總寬度，從而識別每軸單側的單雙胎，同時向數(shù)據(jù)采集控制器提供本次稱重中車輛通過軸型輪胎數(shù)識別器的軸數(shù)數(shù)值。車輛在車道內停車

8、、明顯加減速時，無論輪胎是否停止于傳感器上，只要輪胎在傳感器上通過，本系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)仍準確有效。第三部分 紅外車輛分離器本系統(tǒng)采用進口紅外光幕安裝于稱重平臺前方兩側路邊，對于從離地400mm-1500mm范圍內，用高密度的40對光幕以每秒巡查5遍的速度連續(xù)掃描，平行掃描時能發(fā)現(xiàn)直徑大于25mm的物體，交叉掃描時能發(fā)現(xiàn)直徑大于18mm的物體；光幕采用編碼掃描，能在惡劣環(huán)境下如強陽光直照、雨雪天、霧天依然可靠。當?shù)谝惠v車進入光幕區(qū)后，光幕被摭擋，系統(tǒng)開始進行數(shù)據(jù)檢測，整車通過過程中至少有一對光幕被摭擋，車輛全部通過時，任何一對光幕均不被摭擋，判定本車通過，對本次車輛進行收尾，相應地結束數(shù)據(jù)的檢測。

9、第二輛車相隔較近，但仍有一定間隙，間隙大于10cm時，光幕正常工作，系統(tǒng)進行第二輛車的檢測。由于收費站交通流量大，車道內通過的車輛較多，可能出現(xiàn)下列情況：兩車輛間隔較近，同時在稱重區(qū)域內行駛；車輛排隊，有車輛停止于稱重區(qū)；掛車通過稱重區(qū)域；由于進口光幕的工作性能決定了上述情況時，對車輛的分車及收尾仍然準確無誤。第四部分 稱重處理器上述三個系統(tǒng)的信號全部傳入稱重處理器，以紅外光幕觸發(fā)車輛檢測信號起至光幕判定汽車收尾信號止，形成了一組完整的數(shù)據(jù)，這組數(shù)據(jù)的數(shù)值及其組合形式形成本次檢測的完整信息，這組信息將與稱重處理器內的數(shù)據(jù)庫進行比較，判斷出車輛的車型軸型，車型軸型的判別嚴格按照交通部2000年2

10、號令。三、系統(tǒng)方案的工作界面1、與收費系統(tǒng)機電工程的實施界面1.1收費車道低速稱重系統(tǒng)與收費系統(tǒng)的工作界面：每條車道動態(tài)稱重系統(tǒng)需要交流220V,5t）100kg23510t）N*100kg23520t）N*100kg23510N*為靜態(tài)稱重值。c. 速度測量精度（沒有明顯加減速的前提下）：車速在130k m/h時，最大5km/hd. 軸間距測量精度（沒有明顯加減速的情況下）：兩軸：0.30m2) 工作環(huán)境：a. 溫度-30+80b. 相對濕度095 3) 設備的防護等級：a. 控制設備：IP65b. 稱重傳感器：IP674) 被測車輛以30Km/h速度通過時，能正確測量出車輛速度。1. 稱重

11、平臺對各軸分別進行計量，計量線性良好，其標準測量范圍為：a. 標準載重30t（每軸）b. 過載能力150（每軸） C使用壽命：十年以上。2 紅外線車輛分離器主要性能指標：a. 能對車間距不小于10cm的車輛進行分離；b. 能對車輛進行可靠分離，晴天可靠性應達到100%，雨雪或大霧天氣可靠性仍為99%；c. 防護等級：IP65；d. 安裝高度：1500mm，紅外發(fā)射管的最低高度為400mm；e. 紅外車輛分離器采用高性能進口紅外光幕，使用編碼掃描方式工作，不受陽光、雨、雪、霧的干擾。稱重數(shù)據(jù)與收費數(shù)據(jù)一一對應。f. 溫度-30+80g.相對濕度095h. 使用壽命：10年以上3 輪胎識別器a.

12、能對通過的貨車的軸型進行正確的識別，只對國家規(guī)定不許上路行駛的特殊車輛或改裝車輛產(chǎn)生誤判，可靠率大于99%。b. 溫度-30+80c. 相對濕度095d. 使用壽命：10年以上4 環(huán)形線圈車輛檢測器（選用）a. 使用進口線圈，在紅外線車輛分離器發(fā)生故障時對車輛進行分離，判斷精度99；b. 工作溫度：-30+80；c. 相對濕度：095%RH；5 稱重儀的其他技術性能：a. MTBF20000小時；b. 稱重儀精度的一致性好，同等條件下不同車道稱重誤差0.5%；c. 系統(tǒng)設備儀表具有開機自檢功能、空閑時每10分鐘自檢一次、具有零點校正和自動溫度補償能力；d. 按國家規(guī)定每12個月標定一次。儀表具

13、有標定功能。標定方法簡單。e. 所有設備均作多層防銹處理，因銹蝕而出現(xiàn)的系統(tǒng)故障由稱重系統(tǒng)投標人負責維護；f. 全天候工作；g. 維修響應時間：2小時；h. 維護人員到現(xiàn)場時間：8小時；i. 故障最長修復時間：16小時。八、系統(tǒng)誤差分析（1）動態(tài)稱重設備誤差稱重設備靜態(tài)誤差為0.1%，主要來源于傳感器誤差0.02%，儀表分辨率為0.01%和由于結構設計安裝引起誤差0.03%。傳感器和儀表均有溫度自動補償能力。此部分誤差包含在上述誤差之中。動態(tài)誤差3%主要來源于車輛車身機械結構、稱重平臺與路面平直度、車速、加速度、特別是急剎車引起誤差。其中，車輛車身機械結構約引起誤差占0.5%。以不同車速通過稱

14、重平臺引起誤差1%，明顯加速度引起誤差約為2%。稱重儀稱重平臺與路面平直度引起誤差范圍較大，路面縱橫坡 40m。十三、設備的測試計重收費系統(tǒng)設備由動態(tài)汽車衡、紅外分車器和輪胎識別器組成。各部件及完整系統(tǒng)驗收標準、方法如下：1、 動態(tài)汽車衡動態(tài)汽車衡由承重臺面、稱重傳感器、稱重顯示器組成。1.1驗收標準a） 衡器的安放：基礎及輔助路面水平及平整度2，每端輔助路面長度應滿足使用要求，輔助路面與衡器基礎高度差3。b） 外觀結構：外觀完好無破損；傳感器應完全高于輔助路面；c） 汽車衡精度：量程030T（單軸）；靜態(tài)精度0.5%；動態(tài)精度3%；1.2驗收方法a) 測量輔助路面兩端至稱重臺面中心，每側23

15、m，水平儀選點測試，測量輔助路面水平及平整度2，測量輔助路面與衡器基礎高度差3；b) 目測傳感器明顯高于水平面；c) 汽車衡精度的檢測：量程030T（單軸）；靜態(tài)檢測：精度5；在130T范圍內取砝碼進行靜壓，誤差值應5；例：砝碼值1T時，檢測值：1T51T； 砝碼值2T時，檢測值：2T52T； 依此類推，可取稱量范圍內的任一點，進行檢測；動態(tài)檢測：精度3%；對要進行檢測的載重車輛（每軸負載0.5T）進行靜態(tài)檢測。稱出車貨總重N*以此為基準值，進行動態(tài)檢測。（1） 車速在020km/h范圍內勻速通過, 三次稱量值均應符合N*+3%N*（2） 在2030km/h范圍內勻速通過,三次稱量值均應符合N

16、*+5%N*關于停車狀況下精度的檢測： 車輛在秤臺上有明顯停置現(xiàn)象，停置時間超過3秒時，無論車輛停于稱重臺面的任何位置，重新啟動，勻速通過秤臺后，檢測精度仍符合上述（1）（2）標準；2、 紅外分車器的驗收標準及驗收方法2.1驗收標準a） 外觀結構驗收標準：外觀完好無破損；紅外分車器光幕箱受外力沖擊可自動放倒，以此保護光幕，并使大型車輛通過。放倒后的紅外分車器可迅速恢復原狀；b） 功能驗收標準：距地面4001500范圍內可分辨大于25的物體間隙。大雨、濃霧、強光，光幕分辨率仍然可靠工作；2.2驗收方法a） 目測外觀無破損；行車方向進行外力沖擊實驗，紅外分車器自動放倒；光幕保護箱應無機械性破損；立

17、起后光幕工作正常，立起時間不超過5秒； b）正常環(huán)境：用兩個相距25的物體在上述范圍內通過紅外分車器，檢測是否可分辨為兩個物體。每對分車器檢測20次，全部分辨為合格；雨霧模擬：用透明塑料袋裝入清水，對光幕進行全部遮擋，進行上述測試，全部分辨為合格；強光模擬：用強烈車燈光對光幕進行照射，燈光穿過一對光幕和對光幕直接照射時，進行上述測試，全部分辨為合格；3、 輪胎識別器輪胎識別器由1014個檢測單元組成。 3.1驗收標準壓力實驗時每個識別器檢測單元均能正常工作；能正確判斷車道上通過的汽車輪胎數(shù)；工作環(huán)境下車速030km/h，輪軸識別器工作正常；3.2驗收方法輪胎識別器檢測單元在一定外力范圍內有工作

18、響應；車道上有車輛通過時正確判別輪胎數(shù)；在030km/h車輛有明顯停止、加減速通過時，輪胎識別器均正常工作；4、 系統(tǒng)驗收在部件驗收合格后，進行計重收費系統(tǒng)的驗收。4.1驗收標準a） 系統(tǒng)自動判別車軸型功能驗收標準：要求系統(tǒng)全自動判別交通部2000年2號令超限運輸車輛行駛公路管理規(guī)定中規(guī)定的各種車軸型，不能出現(xiàn)人為參與。b） 系統(tǒng)數(shù)據(jù)完整性標準：要求系統(tǒng)能輸出車輛序號、通過時間、車軸型、各軸載質量、各軸限載值、整車載質量、整車超限值等完整的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，能單獨提供已超限軸中的最大超限軸的軸載質量。c） 系統(tǒng)重復性驗收標準：同一輛載重汽車（每軸負載0.5T），反復通過同一車道或同一收費站的不同車道。

19、汽車衡精度：參照1.2.c；量程030T（單軸）；靜態(tài)精度0.5%；動態(tài)精度3%；系統(tǒng)驗收標準參照4.1.a及4.1.b4.2驗收方法a） 選擇多種車型（不低于2號令中規(guī)定的車軸型種類的80%）；在030車速范圍內，出現(xiàn)停車、加減速現(xiàn)象時，進行系統(tǒng)實驗：對各種車軸型的判斷應準確無誤；相鄰兩車距大于10cm時，能準確判斷車輛的分離；b） 每輛車數(shù)據(jù)應具有完整性，無缺項；c） 用同一輛載重汽車反復通過同一車道或同一收費站的不同車道；汽車衡的精度檢測參照本文1.2.c；車軸型判斷每次一致，為合格；檢查每次通過時的系統(tǒng)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)完整為合格。系統(tǒng)制造廠家應出具由廠家所在地技術監(jiān)督主管部門核發(fā)的計量器具許可證、軸計量汽車衡產(chǎn)品合格證、儀表合格證以及按企業(yè)標準開具的其它產(chǎn)品的合格證，系統(tǒng)說明及操作指南等，以上文件資料需齊備。計量器具許可證送用戶所在地技術監(jiān)督局備案。十四、 應對惡劣天氣及排水方案本設計方案中對