萬集計(jì)重技術(shù)方案

1、目 錄前言第一篇 計(jì)重收費(fèi)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案第二篇 技術(shù)圖紙及施工說明前 言北京中山新技術(shù)設(shè)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(jì)重收費(fèi)系統(tǒng)共計(jì)349條收費(fèi)車道。在設(shè)備設(shè)計(jì)施工、調(diào)整設(shè)備運(yùn)行及與軟件公司的配合諸方面都取得了寶貴的經(jīng)驗(yàn)，也吸取了有益的教訓(xùn)。我們將根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際情況，設(shè)計(jì)出切實(shí)可行的計(jì)重收費(fèi)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。第一篇 計(jì)重收費(fèi)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案第一章 設(shè)計(jì)方案主要遵循的原則第二章 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案及工作原理第三章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的工作界面第四章 系統(tǒng)構(gòu)成及功能介紹第五章 系統(tǒng)遵循的超限車輛判定標(biāo)準(zhǔn)第六章 系統(tǒng)的工作流程第七章 系統(tǒng)主要技術(shù)性能參數(shù)第八章 系統(tǒng)誤差分析第九章 系統(tǒng)設(shè)備的維修

2、與維護(hù)第十章 系統(tǒng)的缺陷責(zé)任承諾第十一章 系統(tǒng)稱重設(shè)備的防雷第十二章 系統(tǒng)工藝保障第十三章 設(shè)備的測試第十四章 應(yīng)對(duì)惡劣天氣及排水方案第十五章 關(guān)于線圈的說明一、 設(shè)計(jì)方案主要遵循的原則1 關(guān)于普通車道與超寬車道兩種設(shè)計(jì)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(jìn)行選用。本卷的設(shè)計(jì)方案中將不再對(duì)普通車道和超寬車道的計(jì)重收費(fèi)系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行分別的描述。2 計(jì)重收費(fèi)系統(tǒng)的一般工作環(huán)境 計(jì)重收費(fèi)系統(tǒng)通過在收費(fèi)車道入口設(shè)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(shè)備聯(lián)動(dòng)工作，并經(jīng)數(shù)據(jù)采集、計(jì)算對(duì)經(jīng)過車輛每軸重量預(yù)檢，每軸單側(cè)輪胎數(shù)及聯(lián)軸檢測，車輛分離

3、器區(qū)分前后車；對(duì)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(hào)令中超限運(yùn)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(jì)算機(jī)，車道計(jì)算機(jī)根據(jù)這些信息對(duì)車輛的重量按一定比率收費(fèi)和超限處罰；存儲(chǔ)的車輛重量、車型等信息的統(tǒng)計(jì)還可對(duì)道路，橋梁損壞，養(yǎng)護(hù)提供依據(jù)。 動(dòng)態(tài)軸計(jì)量稱重系統(tǒng)不受車型限制，占地面積小，安裝維護(hù)、方便，是一種理想的公路計(jì)重收費(fèi)和超限檢測設(shè)備。鑒于動(dòng)態(tài)稱重檢測裝置設(shè)置在收費(fèi)車道前端，遇到車流量少或收費(fèi)站設(shè)在下坡路段，車輛可能快速通過，在稱重檢測裝置前端應(yīng)設(shè)置減速墊和限速標(biāo)志；遇到車流量較大的情況時(shí)，

4、車輛依次進(jìn)入收費(fèi)車道，車輛有排隊(duì)進(jìn)入收費(fèi)車道的情況，也會(huì)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(shè)備具備動(dòng)、靜態(tài)稱量功能，而且輪胎數(shù)及聯(lián)軸也具備動(dòng)、靜態(tài)識(shí)別功能，并具有強(qiáng)大的容錯(cuò)功能。即不論車輛靜止、有明顯加減速的情況下均能正確識(shí)別。3 動(dòng)態(tài)稱重系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)主要遵循的基本原則l 可操作性：保證所提供的設(shè)備能滿足現(xiàn)場實(shí)際需要。從土建施工，安裝調(diào)試，與收費(fèi)軟件接口簡捷，無需收費(fèi)軟件做分析處理，直接調(diào)用即可得到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。系統(tǒng)維護(hù)及維修各方面均精心設(shè)計(jì)，特別是維修快速。達(dá)到不影響車輛通行的需要。使其方便易行。l 先進(jìn)性：系統(tǒng)代表目前國內(nèi)動(dòng)態(tài)計(jì)重收費(fèi)領(lǐng)域的最高水平，并且在未來的一段時(shí)間內(nèi)保持一

5、定的先進(jìn)性和實(shí)用性。l 可靠性：憑借多年該領(lǐng)域的設(shè)計(jì)實(shí)踐，積累了豐富的可靠性設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。系統(tǒng)具備強(qiáng)大的自動(dòng)檢測功能，即時(shí)掌握關(guān)鍵設(shè)備的工作狀態(tài)并能自動(dòng)調(diào)整，對(duì)系統(tǒng)故障做到預(yù)知容錯(cuò)處理，并配備相應(yīng)的校驗(yàn)裝置。l 開放性：系統(tǒng)具備良好的開放性和兼容性，整個(gè)系統(tǒng)易于升級(jí)，易于維護(hù)。l 高效性：保證車輛通過時(shí)所有設(shè)備聯(lián)動(dòng)高效和快速處理的能力。北京中山新技術(shù)設(shè)備研究所提供的計(jì)重收費(fèi)系統(tǒng)代表目前國內(nèi)該領(lǐng)域的最高水平，其先進(jìn)性主要體現(xiàn)在：l 最先提出軸計(jì)量理念并付諸實(shí)踐，是該項(xiàng)目發(fā)明專利擁有者。l 最早提出“計(jì)重收費(fèi)”術(shù)語，本企業(yè)最早承做計(jì)重收費(fèi)站已成功運(yùn)行3年多。 l 稱重臺(tái)面采用上翻梁設(shè)計(jì)。獨(dú)特的動(dòng)態(tài)限位

6、技術(shù)將傳感器置于地面之上，具有極強(qiáng)的防水、防潮、防腐蝕的性能，并且維修、維護(hù)不用起重設(shè)備，不影響車道通行，維修、維護(hù)十分方便、快捷。l 獨(dú)特聯(lián)軸識(shí)別裝置，在不增加設(shè)備前提下，運(yùn)用數(shù)據(jù)庫理論建模,能夠?qū)\(yùn)動(dòng)乃至靜止其上車輛識(shí)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(jìn)并率先成功使用的車輛光幕分離器。l 與收費(fèi)軟件接口以設(shè)備驅(qū)動(dòng)的形式提供，通信協(xié)議由設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序完成，界面清晰，并易于升級(jí)。重點(diǎn)說明：收費(fèi)軟件的處理將遵循計(jì)重收費(fèi)系統(tǒng)通訊規(guī)約的規(guī)定執(zhí)行。二、系統(tǒng)構(gòu)成及工作原理計(jì)重收費(fèi)系統(tǒng)整體設(shè)備主要由以下四部分構(gòu)成：1. 動(dòng)態(tài)稱重儀；2. 軸型輪胎數(shù)識(shí)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(dòng)態(tài)稱重系統(tǒng)平面圖（車道級(jí)）。第一部分 動(dòng)態(tài)稱重儀動(dòng)態(tài)稱重儀采用高精度稱重傳感器作為稱重元件，準(zhǔn)確采集通過稱重平臺(tái)的各軸的軸重?cái)?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(dòng)時(shí)對(duì)地面壓力不會(huì)改變，每個(gè)軸所稱重?cái)?shù)據(jù)的代數(shù)和就是該車的總質(zhì)量，依次通過稱重平臺(tái)的每個(gè)軸的軸載值就是該車的真實(shí)軸載值。第二部分 軸型輪胎數(shù)識(shí)別器車輛在車道內(nèi)通過，不同的車胎觸地寬度不同，本系統(tǒng)采用多個(gè)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(shí)別每軸單側(cè)的單雙胎，同時(shí)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(shí)別器的軸數(shù)數(shù)值。車輛在車道內(nèi)停車

8、、明顯加減速時(shí)，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(zhǔn)確有效。第三部分 紅外車輛分離器本系統(tǒng)采用進(jìn)口紅外光幕安裝于稱重平臺(tái)前方兩側(cè)路邊，對(duì)于從離地400mm-1500mm范圍內(nèi)，用高密度的40對(duì)光幕以每秒巡查5遍的速度連續(xù)掃描，平行掃描時(shí)能發(fā)現(xiàn)直徑大于25mm的物體，交叉掃描時(shí)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(qiáng)陽光直照、雨雪天、霧天依然可靠。當(dāng)?shù)谝惠v車進(jìn)入光幕區(qū)后，光幕被摭擋，系統(tǒng)開始進(jìn)行數(shù)據(jù)檢測，整車通過過程中至少有一對(duì)光幕被摭擋，車輛全部通過時(shí)，任何一對(duì)光幕均不被摭擋，判定本車通過，對(duì)本次車輛進(jìn)行收尾，相應(yīng)地結(jié)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(shí)，光幕正常工作，系統(tǒng)進(jìn)行第二輛車的檢測。由于收費(fèi)站交通流量大，車道內(nèi)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(shí)在稱重區(qū)域內(nèi)行駛；車輛排隊(duì)，有車輛停止于稱重區(qū)；掛車通過稱重區(qū)域；由于進(jìn)口光幕的工作性能決定了上述情況時(shí)，對(duì)車輛的分車及收尾仍然準(zhǔn)確無誤。第四部分 稱重處理器上述三個(gè)系統(tǒng)的信號(hào)全部傳入稱重處理器，以紅外光幕觸發(fā)車輛檢測信號(hào)起至光幕判定汽車收尾信號(hào)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(nèi)的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比較，判斷出車輛的車型軸型，車型軸型的判別嚴(yán)格按照交通部2000年2

10、號(hào)令。三、系統(tǒng)方案的工作界面1、與收費(fèi)系統(tǒng)機(jī)電工程的實(shí)施界面1.1收費(fèi)車道低速稱重系統(tǒng)與收費(fèi)系統(tǒng)的工作界面：每條車道動(dòng)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(shí)，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(duì)濕度095 3) 設(shè)備的防護(hù)等級(jí)：a. 控制設(shè)備：IP65b. 稱重傳感器：IP674) 被測車輛以30Km/h速度通過時(shí)，能正確測量出車輛速度。1. 稱重

11、平臺(tái)對(duì)各軸分別進(jìn)行計(jì)量，計(jì)量線性良好，其標(biāo)準(zhǔn)測量范圍為：a. 標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)：a. 能對(duì)車間距不小于10cm的車輛進(jìn)行分離；b. 能對(duì)車輛進(jìn)行可靠分離，晴天可靠性應(yīng)達(dá)到100%，雨雪或大霧天氣可靠性仍為99%；c. 防護(hù)等級(jí)：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(jìn)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?cái)?shù)據(jù)與收費(fèi)數(shù)據(jù)一一對(duì)應(yīng)。f. 溫度-30+80g.相對(duì)濕度095h. 使用壽命：10年以上3 輪胎識(shí)別器a.

12、能對(duì)通過的貨車的軸型進(jìn)行正確的識(shí)別，只對(duì)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(duì)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(jìn)口線圈，在紅外線車輛分離器發(fā)生故障時(shí)對(duì)車輛進(jìn)行分離，判斷精度99；b. 工作溫度：-30+80；c. 相對(duì)濕度：095%RH；5 稱重儀的其他技術(shù)性能：a. MTBF20000小時(shí)；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(shè)備儀表具有開機(jī)自檢功能、空閑時(shí)每10分鐘自檢一次、具有零點(diǎn)校正和自動(dòng)溫度補(bǔ)償能力；d. 按國家規(guī)定每12個(gè)月標(biāo)定一次。儀表具

13、有標(biāo)定功能。標(biāo)定方法簡單。e. 所有設(shè)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(biāo)人負(fù)責(zé)維護(hù)；f. 全天候工作；g. 維修響應(yīng)時(shí)間：2小時(shí)；h. 維護(hù)人員到現(xiàn)場時(shí)間：8小時(shí)；i. 故障最長修復(fù)時(shí)間：16小時(shí)。八、系統(tǒng)誤差分析（1）動(dòng)態(tài)稱重設(shè)備誤差稱重設(shè)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安裝引起誤差0.03%。傳感器和儀表均有溫度自動(dòng)補(bǔ)償能力。此部分誤差包含在上述誤差之中。動(dòng)態(tài)誤差3%主要來源于車輛車身機(jī)械結(jié)構(gòu)、稱重平臺(tái)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(jī)械結(jié)構(gòu)約引起誤差占0.5%。以不同車速通過稱

14、重平臺(tái)引起誤差1%，明顯加速度引起誤差約為2%。稱重儀稱重平臺(tái)與路面平直度引起誤差范圍較大，路面縱橫坡 40m。十三、設(shè)備的測試計(jì)重收費(fèi)系統(tǒng)設(shè)備由動(dòng)態(tài)汽車衡、紅外分車器和輪胎識(shí)別器組成。各部件及完整系統(tǒng)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)、方法如下：1、 動(dòng)態(tài)汽車衡動(dòng)態(tài)汽車衡由承重臺(tái)面、稱重傳感器、稱重顯示器組成。1.1驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)a） 衡器的安放：基礎(chǔ)及輔助路面水平及平整度2，每端輔助路面長度應(yīng)滿足使用要求，輔助路面與衡器基礎(chǔ)高度差3。b） 外觀結(jié)構(gòu)：外觀完好無破損；傳感器應(yīng)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(dòng)態(tài)精度3%；1.2驗(yàn)收方法a) 測量輔助路面兩端至稱重臺(tái)面中心，每側(cè)23

15、m，水平儀選點(diǎn)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(chǔ)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(nèi)取砝碼進(jìn)行靜壓，誤差值應(yīng)5；例：砝碼值1T時(shí)，檢測值：1T51T； 砝碼值2T時(shí)，檢測值：2T52T； 依此類推，可取稱量范圍內(nèi)的任一點(diǎn)，進(jìn)行檢測；動(dòng)態(tài)檢測：精度3%；對(duì)要進(jìn)行檢測的載重車輛（每軸負(fù)載0.5T）進(jìn)行靜態(tài)檢測。稱出車貨總重N*以此為基準(zhǔn)值，進(jìn)行動(dòng)態(tài)檢測。（1） 車速在020km/h范圍內(nèi)勻速通過, 三次稱量值均應(yīng)符合N*+3%N*（2） 在2030km/h范圍內(nèi)勻速通過,三次稱量值均應(yīng)符合N

16、*+5%N*關(guān)于停車狀況下精度的檢測： 車輛在秤臺(tái)上有明顯停置現(xiàn)象，停置時(shí)間超過3秒時(shí)，無論車輛停于稱重臺(tái)面的任何位置，重新啟動(dòng)，勻速通過秤臺(tái)后，檢測精度仍符合上述（1）（2）標(biāo)準(zhǔn)；2、 紅外分車器的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)及驗(yàn)收方法2.1驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)a） 外觀結(jié)構(gòu)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)：外觀完好無破損；紅外分車器光幕箱受外力沖擊可自動(dòng)放倒，以此保護(hù)光幕，并使大型車輛通過。放倒后的紅外分車器可迅速恢復(fù)原狀；b） 功能驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)：距地面4001500范圍內(nèi)可分辨大于25的物體間隙。大雨、濃霧、強(qiáng)光，光幕分辨率仍然可靠工作；2.2驗(yàn)收方法a） 目測外觀無破損；行車方向進(jìn)行外力沖擊實(shí)驗(yàn)，紅外分車器自動(dòng)放倒；光幕保護(hù)箱應(yīng)無機(jī)械性破損；立

17、起后光幕工作正常，立起時(shí)間不超過5秒； b）正常環(huán)境：用兩個(gè)相距25的物體在上述范圍內(nèi)通過紅外分車器，檢測是否可分辨為兩個(gè)物體。每對(duì)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(duì)光幕進(jìn)行全部遮擋，進(jìn)行上述測試，全部分辨為合格；強(qiáng)光模擬：用強(qiáng)烈車燈光對(duì)光幕進(jìn)行照射，燈光穿過一對(duì)光幕和對(duì)光幕直接照射時(shí)，進(jìn)行上述測試，全部分辨為合格；3、 輪胎識(shí)別器輪胎識(shí)別器由1014個(gè)檢測單元組成。 3.1驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)壓力實(shí)驗(yàn)時(shí)每個(gè)識(shí)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(shí)別器工作正常；3.2驗(yàn)收方法輪胎識(shí)別器檢測單元在一定外力范圍內(nèi)有工作

18、響應(yīng)；車道上有車輛通過時(shí)正確判別輪胎數(shù)；在030km/h車輛有明顯停止、加減速通過時(shí)，輪胎識(shí)別器均正常工作；4、 系統(tǒng)驗(yàn)收在部件驗(yàn)收合格后，進(jìn)行計(jì)重收費(fèi)系統(tǒng)的驗(yàn)收。4.1驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)a） 系統(tǒng)自動(dòng)判別車軸型功能驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)：要求系統(tǒng)全自動(dòng)判別交通部2000年2號(hào)令超限運(yùn)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(biāo)準(zhǔn)：要求系統(tǒng)能輸出車輛序號(hào)、通過時(shí)間、車軸型、各軸載質(zhì)量、各軸限載值、整車載質(zhì)量、整車超限值等完整的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，能單獨(dú)提供已超限軸中的最大超限軸的軸載質(zhì)量。c） 系統(tǒng)重復(fù)性驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)：同一輛載重汽車（每軸負(fù)載0.5T），反復(fù)通過同一車道或同一收費(fèi)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(dòng)態(tài)精度3%；系統(tǒng)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)參照4.1.a及4.1.b4.2驗(yàn)收方法a） 選擇多種車型（不低于2號(hào)令中規(guī)定的車軸型種類的80%）；在030車速范圍內(nèi)，出現(xiàn)停車、加減速現(xiàn)象時(shí)，進(jìn)行系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)：對(duì)各種車軸型的判斷應(yīng)準(zhǔn)確無誤；相鄰兩車距大于10cm時(shí)，能準(zhǔn)確判斷車輛的分離；b） 每輛車數(shù)據(jù)應(yīng)具有完整性，無缺項(xiàng)；c） 用同一輛載重汽車反復(fù)通過同一車道或同一收費(fèi)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(shí)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(yīng)出具由廠家所在地技術(shù)監(jiān)督主管部門核發(fā)的計(jì)量器具許可證、軸計(jì)量汽車衡產(chǎn)品合格證、儀表合格證以及按企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)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(jì)量器具許可證送用戶所在地技術(shù)監(jiān)督局備案。十四、 應(yīng)對(duì)惡劣天氣及排水方案本設(shè)計(jì)方案中對(duì)