基于citmagentic超微型線圈車輛檢測器高速路ETC收費車道系統(tǒng)實施方案-SPD232

1、基于微線圈車檢器的高速路ETC收費車道系統(tǒng)改造實施方案河北德冠隆電子科技有限公司通信地址：河北省石家莊市裕華區(qū)槐安路117號萬達公館5號樓2單元1801室 電話(Tel):傳真(Fax):編(POSTAL CODE): 050030 E-MAIL:CEODEGUROON.CO科技有限公司 基于微線圈的高速路收費系統(tǒng)改造實施方案目 錄1.微線圈車輛檢測器系統(tǒng)功能及特點31.1.系統(tǒng)概述31.2.系統(tǒng)功能41.3.系統(tǒng)特點42.公司簡介63.項目背景74.微線圈車輛檢測器系統(tǒng)組成84.1.系統(tǒng)組成84.2.微線圈車檢控制器94.3.微型線

2、圈傳感器104.4.信號轉(zhuǎn)換傳輸裝置114.5.系統(tǒng)技術(shù)要求115.技術(shù)方案135.1.總體設(shè)計135.2.方案設(shè)計圖145.3.系統(tǒng)工作流程圖155.4.現(xiàn)場施工圖166.系統(tǒng)防護方案176.1.系統(tǒng)防護177.系統(tǒng)施工方案及工藝197.1.安裝施工197.2.施工準(zhǔn)備207.3.傳感器安裝要求21河北德冠隆電子科技有限公司 基于微線圈傳感器的高速路收費車道系統(tǒng)改造實施方案1. 微線圈車輛檢測器系統(tǒng)功能及特點1.1. 系統(tǒng)概述微線圈車輛檢測器是一種以探測區(qū)域內(nèi)磁場變化為依據(jù)進而檢測車輛存在的傳感器。它具有體積小、靈敏度高、無串?dāng)_、耐高低溫、壽命長、穩(wěn)定性高、環(huán)境適應(yīng)性強等特點，且不易損壞終身

3、無需維護、安裝時間短、無需設(shè)置等特點。傳統(tǒng)的環(huán)行線圈車檢器應(yīng)用在高速路收費系統(tǒng)損壞率高，對路面破壞嚴重，安裝施工周期長。特別在ETC車道，需車檢器數(shù)量多，穩(wěn)定性要求更高。環(huán)行線圈車檢器布局密集時存在串?dāng)_問題，且安裝時會對路面破壞大，長時使用帶來的路面破損將影響檢測精度，甚至引起閘機砸車情況發(fā)生。微線圈車檢器與環(huán)行線圈車檢器完全兼容，功能一致，接線相同，使用戶無需改造系統(tǒng)。經(jīng)微線圈車輛檢測器改造的收費車道路面破壞極小，系統(tǒng)工作穩(wěn)定，沒有串?dāng)_等問題。區(qū)別于環(huán)行線圈僅按單一電感量變化識別車輛，微線圈車檢器采用結(jié)合信號特征辦法，經(jīng)過算法處理再給出輸出信號，有效減小砸車、尤其是砸小轎車的幾率。在特別適用

4、于ETC車道等通行效率高，穩(wěn)定性強的收費車道項目改造。 微線圈車輛檢測器在完成抓拍機配合、天線開關(guān)、閘機配合等工作的同時，還可輸出交通流量數(shù)據(jù)信息。在保證收費系統(tǒng)正常運行同時，給高速管理單位提供車道流量數(shù)據(jù)，為有關(guān)單位對收費工作以及站點運行的監(jiān)管提供了重要數(shù)據(jù)。1.2. 系統(tǒng)功能設(shè)備主要功能如下：Ø 閘機配套： 配套收費站閘機起落桿檢測車輛存在，在車輛經(jīng)過后給出落桿信號。Ø 天線開關(guān)及位置感知：配套ETC天線感知車輛存在或配合收費系統(tǒng)感知區(qū)域內(nèi)車輛數(shù)量。Ø 防砸功能：在車輛離開、閘機起落桿落下時間內(nèi)，如有車輛進入傳感器感應(yīng)范圍，則給閘機防砸信號，防止起落桿砸車。&

5、#216; 流量數(shù)據(jù)傳輸：系統(tǒng)根據(jù)上位服務(wù)器的要求，在指定時間內(nèi)通過RS485接口上報經(jīng)過該地點車道的車輛數(shù)目。Ø 逆行檢測：（可選）逆向行車時系統(tǒng)自動告警。Ø ETC車道測速：ETC車道配套時可提供實時通過車輛速度及平均速度。Ø 多種檢測模式：提供快速檢測、大車檢測、常規(guī)檢測三種檢測模式以及防干擾模式一種兼容模式，可針對交通流特征更精準(zhǔn)的檢測車輛。1.3. 系統(tǒng)特點Ø 獨創(chuàng)的高導(dǎo)磁芯微線圈傳感器傳感器完全自主研發(fā)，應(yīng)用特殊高導(dǎo)磁芯并用特殊電路處理，使得系統(tǒng)可以精確檢測區(qū)域微小磁場變化，檢測精度高出同類產(chǎn)品兩個數(shù)量級。Ø 多線圈安裝無串?dāng)_、與環(huán)

6、行線圈混合安裝不干擾ETC車道改造時，多個車檢器易產(chǎn)生串?dāng)_。微線圈車檢器無串?dāng)_問題并可與環(huán)行線圈混合安裝，最小間距短至10cm大幅節(jié)約空間，且不互擾。Ø 車輛特征計算大大降低砸車幾率采用識別車輛磁場擾動信息，并以車輛特征計算輸出結(jié)束的條件，與環(huán)行線圈相比較大幅降低砸車尤其是砸小型車輛的概率。Ø 耐寒、耐壓，不易損壞路面?zhèn)鞲衅鞑捎枚鄬尤庋b，防水抗壓，核心部件工作耐受在-100至+140，完全不會受環(huán)境變化影響，傳感器自身使用壽命長達十年以上。Ø 路面損壞少，安裝布設(shè)方便傳感器體積極小，垂直地面安裝時路面投影面積僅為1c，施工僅需打直徑2cm，深12cm孔即可。在減

7、小了對路面破環(huán)的同時也降低了因路面開裂而損壞傳感器的概率。Ø 施工速度快，占用時間短無需現(xiàn)場繞制傳感器，均為直線開槽，開槽量與深度均不到環(huán)行線圈的1/4，施工時間縮短80%。系統(tǒng)自動匹配傳感器無需專業(yè)人員施工調(diào)試。Ø 良好的兼容性采用與環(huán)行線圈完全相同的輸入輸出接口，卡軌固定方式。接口的定義與一般環(huán)行線圈車輛檢測器相同。系統(tǒng)的響應(yīng)時間、檢測速度、使用體驗近似或優(yōu)于環(huán)行線圈車檢器。Ø 自動跟蹤環(huán)境變化系統(tǒng)實時跟蹤區(qū)域磁場的變化，確保車檢器設(shè)備的穩(wěn)定可靠。Ø 強大穩(wěn)定的系統(tǒng)采用嵌入式ARM Cortex M3處理器，256M高速運算芯片，帶有本地存儲功能。系

8、統(tǒng)支持內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)擴展，并可通過RS485接口輸出系統(tǒng)數(shù)據(jù)。2. 公司簡介河北德冠隆電子科技有限公司是一家集生產(chǎn)、研發(fā)、銷售為一體的高新技術(shù)企業(yè)，公司擁有包括:Deguroon視頻圖像分析系統(tǒng)、CitMagnetic超微地磁車輛檢測器、CitRader多目標(biāo)雷達跟蹤檢測系統(tǒng)CitCloud大數(shù)據(jù)云處理平臺等，具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)創(chuàng)新專利產(chǎn)品，并擁有20多款與之配套的創(chuàng)新軟件。公司始終以保持技術(shù)領(lǐng)先為產(chǎn)品追求的根本原則，以優(yōu)質(zhì)設(shè)備“零”維護的核心服務(wù)理念，更以德行孕育市場，以人文關(guān)懷為發(fā)展企業(yè)核心動力。此外公司還將國際知名品牌、高技術(shù)產(chǎn)品引入國內(nèi)來，來引領(lǐng)中國智能交通整體發(fā)展方向為公司目標(biāo)。其主要代

9、理產(chǎn)品有包括：英國NAVTECH RADAR公司的雷達事件檢測系統(tǒng)、瑞典AXIS公司的網(wǎng)絡(luò)高清高清攝像機、法國CITILOG視頻事件檢測系統(tǒng)三大主要代理產(chǎn)品，公司主營產(chǎn)品包括：視頻圖形分析、雷達預(yù)警、綜合管理平臺、地磁車輛檢測、大數(shù)據(jù)處理平臺、大型顯示設(shè)備等，其業(yè)務(wù)領(lǐng)域包括：高速公路、智慧城市、軍民機場、大型港口、油田等重要基礎(chǔ)設(shè)施。3. 項目背景環(huán)形線圈檢測器是目前交通領(lǐng)域應(yīng)用最廣，準(zhǔn)確率最高的檢測器。其技術(shù)發(fā)展成熟，國內(nèi)外生產(chǎn)廠家較多，價格合理，故被高速公路廣泛采用。環(huán)形線圈檢測器不受外界環(huán)境及天氣變化影響，抗干擾能力強，其檢測的交通參數(shù)精度非常高，性能穩(wěn)定可靠，故障率低，它也是交通檢測器

10、中最傳統(tǒng)的檢測器。環(huán)形線圈在安裝維護時必須大面積開挖路面，開挖面積即檢測范圍，埋置線圈造成路面軟化易使路面受損。尤其在ETC高速收費車道，ETC系統(tǒng)判定需多組車檢器信號，采用傳統(tǒng)環(huán)行線圈布置使車道內(nèi)布滿切割槽，線圈本身受冰凍、路基、鹽堿等影響易損壞。且多線圈會產(chǎn)生串?dāng)_問題，降低系統(tǒng)穩(wěn)定性。 隨著ETC車道大面積普及以及未來移動支付等收費手段升級，車道內(nèi)需要感知車輛位置越來越多，如果沿用環(huán)形線圈會對車道路面造成大面積破壞，嚴重影響壽命。微線圈車檢器具備埋設(shè)開挖小、安裝周期短、使用壽命長、不易損壞、不受環(huán)境溫度影響等特點。有別于以門限劃定作為判斷條件的環(huán)行線圈，它采用車輛特征計算方法，更可大幅度降

11、低砸車幾率。微線圈車檢器與環(huán)行線圈車檢器完全兼容，功能一致，甚至可支持雙車檢器混合安裝，用戶無需進行系統(tǒng)改造。微線圈車檢器還可提供交通流量數(shù)據(jù)，方便收費車道的綜合管理。綜上所述，微線圈車檢器可作為高速收費車道替代環(huán)行線圈的最佳選擇。4. 微線圈車輛檢測器系統(tǒng)組成4.1. 系統(tǒng)組成系統(tǒng)由微型線圈車檢控制器、微線圈傳感器、信號轉(zhuǎn)換傳輸裝置（用于流量數(shù)據(jù)報送）三部分組成。如圖3.1所示。圖3.1兩車道系統(tǒng)組成示意圖微型線圈車檢控制器微線圈傳感器信號轉(zhuǎn)換傳輸裝置4.2. 微線圈車檢控制器微線圈車檢控制器是處理傳感器信號、并將信號轉(zhuǎn)換計算并做出響應(yīng)的設(shè)備。它采用ARM Cortex M3系列高速微處理器

12、作為信號處理單元。系統(tǒng)具備環(huán)境變化自動修正功能，無需現(xiàn)場調(diào)試設(shè)定車檢器即可自動達到最佳工作狀態(tài)。檢測盒采用標(biāo)準(zhǔn)DIN11針連接器連接，接口方式與定義與環(huán)行線圈車輛檢測器基本相同。檢測盒通過前面板指示燈顯示系統(tǒng)工作狀態(tài)，正常檢測或異常時，指示燈會通過閃爍不同告知用戶。用戶還可通過前面板DIP開關(guān)設(shè)置不同的工作模式：快速檢測、大車檢測、一般檢測三種檢測模式以及防干擾模式一種兼容模式，更好的匹配車道情況，可領(lǐng)車檢器更加出色的完成相應(yīng)功能。微線圈車檢器在作為道閘使用時可同時輸出交通流量、瞬時平均速度。數(shù)據(jù)輸出采用RS485標(biāo)準(zhǔn)，最多支持128路串接。數(shù)據(jù)編碼支持用戶定義更改，且車檢器在作為數(shù)據(jù)輸出時自

13、帶點名功能，減小業(yè)主改造的投入成本。4.3. 微型線圈傳感器微型線圈傳感器為國內(nèi)唯一的全部檢測部件自主研發(fā)，以探測微磁場變化獲取車輛信號的交通傳感器。它記錄下經(jīng)過車輛引起的微小磁場變化，并將此變化轉(zhuǎn)換成頻率信號傳送至微線圈車輛檢測器設(shè)備。微型線圈傳感器具備靈敏度高、不受環(huán)境干擾、耐高低溫、使用壽命長、穩(wěn)定性高、終身無需維護、安裝簡便無需設(shè)置等特點。特別適合環(huán)境復(fù)雜、車流量大、氣候及周邊條件嚴酷或施工要求嚴格的項目。傳感器體積極小，采用垂直地面安裝，其路面投影面積僅為1c，施工時僅需打12cm深孔即可。對比傳統(tǒng)地感線圈型車輛檢測器需現(xiàn)場絞合制作且安裝復(fù)雜施工量大，傳感器結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、施工簡單，在減小

14、了對路面破環(huán)的同時也降低了因路面開裂而損壞車檢器的概率。4.4. 信號轉(zhuǎn)換傳輸裝置微線圈車輛檢測器在檢測流量數(shù)據(jù)后，在用戶設(shè)定的時間內(nèi)將數(shù)據(jù)傳輸至上級服務(wù)器。數(shù)據(jù)通過RS485接口發(fā)送至串口服務(wù)器，服務(wù)器按照指定的地址和端口，將數(shù)據(jù)報送至管理平臺。4.5. 系統(tǒng)技術(shù)要求微線圈傳感器技術(shù)參數(shù)微線圈磁場范圍：10-310-7 T磁場檢測精度：10-7 T檢測范圍3米微線圈傳感器尺寸直徑 11mm 高度 100mm微線圈傳感器安裝方式打孔20mm，埋入路面下130mm；環(huán)氧樹脂灌封、瀝青油膏車檢器技術(shù)參數(shù)頻率范圍：20k35kHZ工作模式：面板四級可調(diào)：正常、快速、大車增強、兼容脈沖輸出時間:約15

15、0毫秒響應(yīng)時間：50毫秒運行模式：1.存在時間：有限存在/永久存在 2.脈沖繼電器：車入/車出其他功能：車道流量數(shù)據(jù)報送超長車輛延時防砸功能逆向檢測功能輸出設(shè)置：兩個輸出繼電器： 繼電器1：輸出模式由撥碼控制繼電器2：輸出模式由撥碼控制1個RS485接口：主機接收 可按用戶要求設(shè)定輸出格式初始化設(shè)置：自動檢測地點磁場環(huán)境、自動歸一系統(tǒng)參數(shù)復(fù)位開關(guān)：按機殼前面下部開關(guān)漂移補償：全自動（8次分）車檢器機械特性車檢器外觀尺寸77.8mm×43.5mm×90mm車檢器材料 ABS工程塑料連接器單11引腳插頭（86CP11）安裝方式支架或DIN插座安裝車檢器材料

16、ABS工程塑料電氣及應(yīng)用特性電源要求230V AC ±15% ( 48-60Hz ) 浪涌保護線圈輸入端：穩(wěn)壓管和氣體放電管保護環(huán)境特性工作溫度-40至+80存儲溫度-40至+85相對濕度95%無冷凝5. 技術(shù)方案5.1. 總體設(shè)計基于微線圈的車輛檢測器高速路收費系統(tǒng)改造項目，主要針對廣泛使用的環(huán)行線圈車檢器路面破壞大、維修率高、使用損耗大、特殊地點適應(yīng)性差等問題，在不更換收費車道其他設(shè)備的同時，最大限度保留原有設(shè)施，減小投入成本并支持車道流量統(tǒng)計功能。設(shè)計在原環(huán)行線圈切割位置，安裝用于替代的微線圈傳感器，按照每線圈1組兩根傳感器，臨近傳感器共用饋線槽方式，最大程度減小路面破損。單車

17、道內(nèi)用于非閘機情況下，兩根傳感器布置于原環(huán)行線圈位置，以中心點為基準(zhǔn)，前后各15cm布置傳感器（相距30cm）。如系統(tǒng)作為閘機使用，仍以中心點為基準(zhǔn)則兩根傳感器相距1米。單個車輛檢測設(shè)備配合1組2根傳感器使用，替代一個環(huán)行線圈。按照施工要求打眼并切饋線槽，饋線槽沿垂直路面方向引回。傳感器安置好，并將饋線引回車檢控制器位置。用微線圈車檢控制器替代原環(huán)行線圈車輛檢測器。連接傳感器線路，并確定輸出線路與新裝的微線圈車輛檢測器一致。封膠后前端部署完成。微線圈車檢器與環(huán)行線圈車檢器混用時，要求微線圈傳感器與環(huán)行線圈車檢器的矩形邊緣最短距離不小于10cm。饋線槽可共用。微線圈車輛檢測器部署好后，將面板前端

18、串口輸出接口按照485標(biāo)準(zhǔn)串接，并按照預(yù)設(shè)地址用撥碼撥好。在485串接的任意位置引線連接485串口服務(wù)器，上電測試整系統(tǒng)運行狀態(tài)即可。5.2. 方案設(shè)計圖ETC車道改造布局圖5.1 方案設(shè)計圖圖5.2 混合改造設(shè)計圖車檢器輸出動作車道控制軟件根據(jù)信號判斷車輛位置、天線開閉、抓拍、閘機起落車輛通過傳感器得出結(jié)果傳感器采集并傳輸車檢器根據(jù)信號運算累積得到流量數(shù)據(jù)發(fā)送至管理中心5.3. 系統(tǒng)工作流程圖 圖5.2 系統(tǒng)工作流程圖5.4. 現(xiàn)場施工圖根據(jù)實際測量結(jié)果繪制，示意圖見附件。6. 系統(tǒng)防護方案6.1. 系統(tǒng)防護Ø 防水微線圈傳感器密封于地下，不受環(huán)境影響，所有設(shè)備系統(tǒng)都有在潮濕條件下

19、工作的能力，外層保護使內(nèi)部線纜或設(shè)備處于密閉條件下，防水性能良好。Ø 防塵工作環(huán)境密閉，防塵良好。Ø 機械應(yīng)力系統(tǒng)中所有設(shè)備及線纜都有硬質(zhì)外層保護，抗機械應(yīng)力能力良好。Ø 植物、菌所有的外層保護材料和裝置，都是密閉的，且有通風(fēng)功能，植物和霉菌對系統(tǒng)無影響。Ø 動物在施工現(xiàn)場敷設(shè)的所有設(shè)備以及線纜均有硬質(zhì)外套或機箱保護，所有接線處也用填充材料進行封堵，有效防止動物尤其是鼠類誤入，破壞系統(tǒng)。Ø 電磁、靜電或電源所提供的系統(tǒng)中沒有受這些因素影響的設(shè)備，而且所有設(shè)備上都有接地裝置，敏感設(shè)備上也有屏蔽裝置。Ø 腐蝕性或污染性物質(zhì)在室外的所有設(shè)備

20、或是密封于地下，或是放置在機箱內(nèi)，都與外界隔離，線纜埋于地下，外層都有防水絕緣護管，護管連接處也用防水密封膠帶粘牢，所以腐蝕性或污染性物質(zhì)無法入內(nèi)損壞線路。設(shè)備放置于雙壁式機箱中，機箱外層涂有防腐材料，可確保設(shè)備不受腐蝕、污染。Ø 太陽輻射室外設(shè)備長時間受太陽照射可能產(chǎn)生感應(yīng)電壓，所以室外設(shè)備均有接地裝置保護。Ø 雷電為確保設(shè)備的正常運行，供電電纜應(yīng)做屏蔽接地和防雷接觸，其避雷裝置和過電壓保護裝置等都應(yīng)可靠接地。接地系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)滿足建筑物防雷設(shè)計規(guī)范（GB50057-94）、民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范（JGJ/T16-92）、電子計算機機房設(shè)計規(guī)范（GB50174-93）的要求。&

21、#216; 風(fēng)力風(fēng)力對我們所安裝的系統(tǒng)及設(shè)備沒有影響，在任何風(fēng)力條件下都可以正常運轉(zhuǎn)工作。7. 系統(tǒng)施工方案及工藝在項目的設(shè)計過程中，要結(jié)合安裝點的具體情況，綜合考慮各個方面的影響因素，從而確定系統(tǒng)的具體布設(shè)位置，并全面了解、記錄涉及通訊、電力供應(yīng)和現(xiàn)有設(shè)備運轉(zhuǎn)情況等實施保障工作后，做出系統(tǒng)施工的具體設(shè)計方案。7.1. 安裝施工7.1.1. 安裝施工組織管理公司根據(jù)合同內(nèi)容規(guī)定的供貨期供貨，特別在施工組織管理方面上的用人均為公司相關(guān)部門的骨干。7.1.2. 質(zhì)量目標(biāo)管理參考國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計安裝調(diào)試，主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)參考如下：Ø 交通部公路工程基本建設(shè)項目設(shè)計文件編制辦法Ø 合同文件中相關(guān)要求。7.1.3. 施工工期按合同文件要求，自合同簽定之日起規(guī)定時間（自然因素干擾除外）內(nèi)完成系統(tǒng)的安裝、調(diào)試及自檢工作。7.1.4. 施工順序及驗收安排 7.1.4.1. 施工順序Ø 外場設(shè)備的施工。Ø 系統(tǒng)的調(diào)試。包括設(shè)備各子系統(tǒng)與有關(guān)數(shù)據(jù)中心連接的軟件調(diào)試。