1、高速公路治超方案公 路 治 超 系 统解 决 方 案成都深蓝安捷交通设备有限公司第一章公司简介1.1简介成都深蓝安捷交通设备有限公司，是专注、专业致力于石英晶体式动态公路称重技术在公路交通行业的应用推广，现长期与四川的相关军工科研院所和上市企业合作研发、生产国产石英晶体传感器、高速称重数据处理仪器等智能交通系统设备，公司致力于专业的石英称重传感器、称重数采仪器及交通信息化系统研发、生产，工程实施及技术服务，是高速公路计重收费系统和公路、桥梁超限超载检测、交通信息系统领先的整体解决方案提供商。公司的愿景：“公路高速动态称重技术专家、道路桥梁安全卫士”，两家公司经过多年努力，其自主知识产权的产品在
2、交通行业广泛推广应用，深受客户好评。凝聚雄厚的技术和产业实力，正向国内一流的高科技企业迈进。公司将发展方向定位于：“立足行业应用，专注交通服务，努力在同行业保持领先地位”，为提高公司的核心竞争力，保持持续发展的势头，通过对资产的进一步优化整合，创新机制，已建立了以交通行业为发展龙头的经营战略。通过以更加规范的管理，更加优秀的产品和高素质的服务，在业界继续保持领先地位。公司在成都总部设有硬件设备研发、实验、生产，计量算法及软件开发基地，广西公司现在主要负责工程实施及售后服务，另设有广东办事处、长沙办事处、南昌办事处、武汉办事处、重庆办事处。成都总公司具有国家计量器具生产许可证资质，公司已经在广西
3、、广东、江西、湖北、河北、四川、江苏等地成功实施一批高速公路计重收费项目、公路、桥梁超限超载检测信息化项目。1.2核心优势我们的核心优势： 国内最早专注于高速动态车辆称重技术开发及工程应用 国内最早将石英晶体式称重传感器成功应用于公路交通 拥有专业致力于石英高速动态公路车辆称重核心技术团队 具有石英式动态公路汽车衡国家计量器具生产许可证 具有高速动态公路称重计量核心算法软件著作权 提供二级、五级两个型号石英式动态公路汽车衡产品 国内高速公路、干线公路数百条车道应用及工程实施经验 负责每条车道首次国家强制检定计量器具校验/检定合格证 在各个省级市场均最少设立一个售后技术服务部或者办事处，确保各省
4、级市场用户服务抵达时间4-24小时以内，724售后技术服务制度。 全国衡器计量技术委员会单位第二章系统概述2.1概述公路货运车辆超限超载运输问题已成为危害公路交通可持续发展的的“痼疾”，近些年来，全国各级政府不断加大治理公路车辆超限超载运输的力度，取得了重要的阶段性成果。但是由于复杂的社会经济因素，全国超限检测形势仍很严峻，反弹的隐患并未消除；巩固治理成果，持久推进超限检测工作压力依然很大。因此治理车辆超限超载运输是一项长期性、日常性工作，必须持之以恒，把治理超限超载工作纳入长效机制至关重要。建立全国性车辆超限超载检测网络，是治理超限超载长效机制的重要组成部份。一个布局合理、良性运转的全国性超
5、限超载车辆检测、监控网络，既是科学检测、规范执法、遏制公路“三乱“的物质基础，也是对超限超载车辆起到法律威慑作用，还可以扩充功能使之成为道路稽查、执法的重要据点，打击非法运输经营的侥幸心理，及时把控和消除包括超限超载运输在内的各种非法运输经营行为的必然要求。超限、超载车辆作为公路运输的“第一杀手”、严重影响了人民生命财产的安全和公路的和谐健康发展。交通运输部从1989年至今，逐渐开展治超运输车辆治理办法研究，频频发布相关政策。随着2004年全国“治超工作”的全面启动，超限运输治理工作取得了良好的成效。2009年二级公路收费站收费政策取消后，公路运输业务受到利益驱动，超限超载车辆向非收费的国省干
6、线公路集中，国省干线公路超限超载车辆大幅递增。同时一些地方治超预检工作出现了松懈的苗头，导致二级公路超限超载现象反弹明显。2.2建设必要性全国集中治超以来，各地陆续建设了一批治超检测站点，它们作为路面联合执法的重要载体，曾经发挥了重要的作用。但因未有一个完善的信息系统相联系，检测站点各自孤立作战，路面执法和源头治超相互脱节，基础信息和管理资源不能共享，不仅使得初期大规模设置检测站点的功效大打折扣，更少极大地影响了集中治理的效率和效益。因此，统筹建设一个互联共享，运转协调，规范高效的全市性车辆超限监控网络，对于推进治超长效机制建设极为重要。依托这一网络，不仅可以推动科学检测，规范执法，有效抑制公
7、路“三乱”，整合和优化配置行政执法资源，还可以对超限超载车辆起到长期的法律威慑作用，甚至扩充功能使之逐渐成为道路交通综合执法的基础网络，打击非法经营业户的侥幸心理，及时把控和消除各种非法运输经营行为。2.3建设意义公路治超系统的最大优势是实现信息共享，最大程度减少信息不对称，充分配置资源以减少资源浪费，提高效率和效益。政府路政相关部门还可以获得治超信息支持决策。同时通过公路治超系统的建设，可以有效保护公路，提高道路通行效率。2.3.1需求分析2.3.1.1提高社会效益的需要首先，超限对于公路的影响会缩短公路的使用寿命,公路承受的荷载以及设计使用寿命都是依据国家对行驶公路的车辆轴载质量和长宽高限
8、值来设计的。如果行驶公路的车辆超限，远远超过公路的承受能力，必将造成公路的损坏，大大缩短其使用寿命，造成柔性路面出现沉陷、车辙、疲劳、开裂、推移和壅包等病害，刚性路面则容易出现面板断裂等损坏，造成裂缝、墩台沉降，严重时造成公路断裂而无法通行。超限运输对公路的损害程度，随着载重吨位的增加，相当于正常荷载的几何倍数增长，每年政府要为此支付的养护成本数以亿计。2.3.1.2提升通行能力造成道路拥堵在利益驱动下，多装货不需要多缴费，货运车辆大多铤而走险，超限运输以降低营运成本，造成目前公立上超限运输过多的局面，而且由于超限运输是在超负荷的状态下运行，其行驶速度远低于正常车辆的速度，往往只有20-30K
9、m/h,同时其路面占有率为正常运行车辆的3-4倍，超限运输越严重，公路破损越快，通行能力越低，而且容易造成交通拥堵。2.3.1.3公路安全、环保等一系列优越效能无法发挥超限运输车辆行驶速度低，长时间占用主车道，极大地影响其他车辆的正常行驶，公路的效能无从发挥。超限运输车辆维护保养较差，机械故障频发，导致恶性交通事故时有发生，安全保障的效能无法体现。因超限运输诱发的交通事故常常造成交通拥堵，尤其是超限车大多超重一倍以上，一旦发生交通事故给排障带来严重的困难，并导致占道时间延长，严重制约了公路功能的发挥。同时由于超限车辆是在超负荷状态下运行，发动机燃料燃烧水平及其不充分，废弃排污水平相当高，对公路
10、沿线的生态，环保造成严重的破坏。通过公路治超系统的建设，可以保证公路的使用寿命，减少交通事故的发生，保护环境，提高道路通行能力，避免拥堵的发生几率。2.3.2发展趋势规范道路运输市场的需要培育和发展开放、竞争、有序的道路运输市场，是社会主义市场经济发展的必然趋势。近年来，超限运输现象增加了运输市场的实际运力，使得原本供过于求的普通货车运力更加过剩，运价下滑又进一步刺激了超限运输，导致运价持续低迷，这种恶性循环扰乱了公路运输市场秩序。通过公路治超系统的建设，有效打击超限运输，避免市场运价恶性竞争。提高执法效率的需要建设公路治超系统，运用科技手段，提高执法效率，避免人为因素而造成治超效率低下，弥补
11、了执法人员不足的现状。从以往建设运营的固定超限检测站点可以发现，超限检测站检测方式仍存在诸多问题，主要表现为：检测程序繁、环节多、速度慢、人工可干预；设备性能不稳定、受自然环境干扰大、维修困难；称重数据与车牌识别数据不匹配等，由此带来了超限检测工作“堵、乱、难、差”四大问题，为此，我们设计开发了公路超限检测卡口联网布控系统（简称公路治超系统）。可以实时提供现场所有车辆的高清全景图像，能够辨别车辆的细目特征，能清晰的识别、记录车辆号牌、日期、时间、地点、轴数、重量、车速等信息，同时可以看清前排司乘人员的面部特征，增强证据的说服力；也可以按照车辆总重、超限率选择性的保存数据。在主要公路超限车辆密集
12、路段安装本系统，通过公网或专网将各系统融合成一个有机整体，实现整个系统科学、高效、可靠、协调的管理与运行，达到实时监视、联网布控、自动报警、快速响应、信息共享、监控、威慑、防范与打击并重的综合管理效能与目标。2.4设计依据本设计方案的主要依据包括：中华人民共和国公路法（1999年10月31日中华人民共和国主席令第25号）公路汽车征费标准计量手册（交公路发2000563号文）中华人民共和国道路交通管理条例（1988年3月9日）中华人民共和国道路交通安全法（中华人民共和国主席令第8号）公路交通管理办法（1994年12月22日公安部令第20号发布）关于加强超限运输车辆行驶公路管理的告超限运输车辆行驶
13、公路管理规定2000年交通部2令关于在全国开展车辆超限超载治理工作的实施方案（交公路发2004219号）道路车辆外廓尺寸、轴荷及质量限值（GB1589-2004）关于进一步加强车辆超限超载治理工作的通知（交公路发2004455号）关于加强车辆超限超载治理工作的通知（国办发200530号）2005年全国治超工作要点(交公路发200589号)道路货运汽车及汽车列车推荐车型表（交公路发2005170号）关于加强治超站点管理规范治超执法行为的通知（交公路发2005351号）关于印发2006年全国治超工作要点的通知（交公路发200676号）GB/12663-90防盗报警控制器材通用技术条件GB50198
14、-94民用闭路电视系统工程技术规范GA/T70-94安全防范工程费用概预算编制办法GA/T75-94安全防范工程程序与要求GA/T70-94安全防范工程费用概算编制办法GA/T74-94安全防范系统通用图形符号IEEE802.3U100BASE-TX快速以太网接口标准MPEG-2视音频编解码标准H264视音频编解码标准IEC364-4-41保护接地和防雷接地标准GB4798.4-90电工电子产品应用环境条件无气候防护场所使用GB2423.10-98电子电工产品基本试验规程GB12322-90通用性应用电视设备可靠性试验方法第三章总体规划3.1系统概述公路治超工作开展已经有近十年了，但是各地超限
15、情况还是普遍存在，目前市、省乃至全国公路长期以来一直沿用的治超检测方式已经落后，在交通要道建立治超站，所有过往货车必须进入超限检测站进行检测，要经过“进站停车检测出站”等多个环节，这种方式监测精度非常高，但致缺点有三个：1）效率低，阻碍正常交通每辆货车必须进站检测，每辆车的检测时间平均要10分钟左右，在交通要道，货车非常多，经常引起交通拥堵，耗时耗力而且不环保。2）建设费用高，建设治超站，但要投入治超检测设备，还需要大量的基础建设，如修建治超现场办公室、卸货场地、车辆引导辅道等；由于每辆货车都要进站复检，需要的车辆周转场地也相应的要增加。3）人员成本高，劳动强度高治超站需要配备2班或者3班人员
16、进行全天候值班，人员的工资，补贴和交通费用，累计起来是一笔不小的费用。为了更好的解决当前治超的困境和问题，我们建议转变治超思路，技术手段和管理手段。技术手段：建设一套高效、先进的公路治超系统，进行网格化高速采集布点，对载货车进行高速实时采集，自动筛选出超限车辆并自动预警通知；公路治超系统的主要特点是没有交通管制，车辆正常通行，实时高速采集和实时报警通知；管理手段：改变之前的单纯的罚款和卸货手段，过往的治超事实证明罚款和卸货对治超工作的效果有限；我们可以结合新型的公路治超系统，探索新的管理手段。对超限超载行为进行坚决打击，建立类似交通违章管理流程，对货车司机和货主单位进行计分制管理，建立相应的措
17、施并与车辆年检进行挂钩；对严重超载行为，及时报警并由治超站或机动治超人员快速拦截和制止，对轻微超载行为进行违章计分，事后进行相应的行政处罚处理。3.2系统拓扑图公路治超系统前端系统拓扑图如下：公路治超系统结构图3.3公路治超系统组成公路治超系统，主要包含以下几个部分：1） 高速不停车预检2） 高精度复检3） 治超站点视频监控4） 数据存储、网络传输5） 公路治超管理平台3.4公路治超系统建设目标与主要特点可以实时提供现场所有车辆的高清全景图像，能够辨别车辆的细目特征，能清晰的识别、记录车辆号牌、日期、时间、地点、轴数、重量、车速等信息，同时可以看清前排司乘人员的面部特征，增强证据的说服力；也可
18、以按照车辆总重、超限率选择性的保存数据。系统根据不同路面宽度布设不同像素的高清车牌摄像一体机，车牌识别率白天和夜间均达到95%以上。通过独创的数据匹配技术，实现高速称重数据与车牌识别数据的精准匹配，数据匹配正确率达99.5%以上，彻底解决车辆匹配难题。系统具备高清摄录功能，可以对道路通行状况进行实时监控，为违法行为处理提供法律依据，不需另行增加设备。通过在公路逆向布设高清车牌一体机，对故意绕行的违法车辆进行抓拍和视频录像，系统可将所有逆向行驶的违法车辆信息检测并上传至治超站点管理平台子系统，通过治超站点管理平台子系统将违法车辆、违法信息实时存入路政综合平台、公安交警、交通运管等数据平台，可以进
19、行车辆年审锁定，有效打击违法车辆；系统能对车辆进行准确、有效的自动分离（能判断挂车和半挂车），保证车辆和数据一一对应；系统自带的自动缓存功能，能够保存一定数量的数据，发送数据失败时，能重发数据，保持数据的唯一性和完整性；可对超载超限车辆进行提示，LED显示告知其违章事实，提醒其主动掉头，不得上路行驶，进入指定站点接受处罚等。系统可汇总、查询卡点的车辆超载情况，为路政、运政、公安等执法部门提供基础信息作为处罚依据，形成违法车辆和司机黑名单，对卡点实时监管。可以实现联网布控，(软件规划)可以将布控内容添加到系统布控车辆名单中实现布控，支持省、市、县三级布控；能对已布控内容撤控，支持记录布控/撤控原
20、因，布控/撤控责任人；支持超过布控时限车辆自动撤控功能；可响应各级联网系统集成管理平台的布控/撤控命令。可与公安交警、交通运管部门进行数据对接，系统提供二次开发接口，可按公安交管六合一平台数据要求将违法车辆违法信息（车牌号、车重、时间、地点、违法图片）存入公安交管统一违法处罚平台，进行车辆年审锁定，有效打击违法车辆。超载数据可汇总告知给交通运输管理部门，实现超载数据的实时传入。3.5系统运行流程图3.6 系统网络结构图3.7现场示意图第四章高速不停车预检系统4.1 高速不停车预检系统概述高速不停车预检系统是治理车辆超限超载运输中的重要组成部份。主要是对正常行驶在公路上车辆进行轴重、总重、速度和
21、通过时间监测。结合车牌识别系统对车辆车牌进行识别，匹配成完整的车辆信息，并将数据实时自动上传感至相关管理部门，管理部门根据数据作为执法依据。高速不停车预检系统提供了简捷安装方式，精准称量与可追溯数据信息。可实现治超与收费数据共享和联动执法，实现了科技治超，人文治超。高速不停车预检系统目前得到广泛应用。高速不停车预检工作原理图4.2系统功能能检测速度0120Km/h车辆轴重、总重、轴距、车速、车长、通过时间，自动取牌照、自动分离车辆；无人值守；提供高清实时过车图片；激光检测车辆宽度和高度，提供超宽超高信息；具有外部显示功能，在LED情报板上显示车辆超速、超载、超宽与超高等车辆信息；人性化打操作界
22、面，用户可以根据当地标准设置超速与超重限值，可以根据需要设置LED情报板显示格式与内容；具有数据容错功能，正确匹配重量与车牌号；能自动传输和存储过往车辆图像和车辆信息。提供断点上传功能，当网络断开时，过车数据可保存24小时；当网络恢复后，数据会自断点处自动上传。可根据时间、车道、车型、轴数、超重率、超速、地点、车牌号等条件检索过车记录可根据用户按求自行定义报表；可通过远程管理设备，监测设备状态。4.3系统组成高速不停车预检称重系统：石英称重传感器、电荷放大器、车辆检测线圈、高速数据采集处理器等；车牌识别子系统：车牌抓拍摄像机、闪光灯、补光灯、车牌识别仪、L型立柱等；激光测外形系统：激光宽高测量
23、仪，L型立柱或龙门架等；信息发布系统：F型立杆或龙门架、LED情报板、交通指示标牌等；计算机管理和通信系统：检测计算机、打印机、光端机、局域网交换机、无线数据传感等；供电子系统：短路保护器、防雷模块、接地电极、防雨防尘机柜等。4.4系统工作流程4.4.1检测前端系统流程4.4.2系统流程图 车辆通过高速称重区域的车辆检测线圈和高速称重设备； 系统自动识别该车的车速、总重、轴数等信息； 高速称重控制器收到激光分车器车辆结束信号； 高速称重控制器处理来自石英传感器、车辆检测器的车辆信息和称重数据，形成一个完整的车辆信息和称重信息。 高速称重控制器通过数据接口将整车的车辆信息和称重信息，发送至数据匹
24、配处理软件，通过数据匹配软件处理匹配后打包发送至中心服务器。 完成对一辆车的检测过程，等待下一辆车的检测。 上述流程中，检测过程不间断运行，数据的传输等操作不影响高速称重控制器的正常工作。 如遇网络故障，系统自带的缓存功能，能够保存一定数量的数据，发送数据失败时，能重发数据，保持数据的唯一性和完整性。4.5高速不停车称重子系统4.5.1高速不停车称重系统特点石英式高速称重系统由石英式称重传感器、电荷放大器、称重控制器、车辆检测器（含检测线圈）和控制柜等组成。高速称重系统具有下列主要功能： 对通过公路主线车道的车辆，系统可以自动检测出该车辆的总量、轴重、连轴信息、连轴重量、轴胎数、轴距、车速等信
25、息； 系统能对车辆进行准确、有效的自动分离（能判断挂车和半挂车），保证车辆和数据一一对应； 系统自带自动缓存功能，能够保存一定数量的数据，当向前端高清摄像单元发送数据失败时，能重发数据，保持数据的唯一性和完整性； 系统具有故障自检功能，系统中各设备和线路发生故障时，系统能取得相应的故障信息，在现场的显示设备上进行显示，并能够将这些故障信息传送给高清车牌识别摄像机。 系统能够在无人值守状态下满足大于7*24小时全天候连续工作的需要； 单个车道超限超载系统的整体MTBF（平均故障间隔时间）20000h； 单个车道超限超载系统的整体故障率1%；模块化设计任意车道出现故障其余车道可正常使用；在某一根石
26、英传感器出现故障时，系统仍可正常称重； 系统的计量性能符合国家相关部门计量器具制造许可规范要求。由于高速称重系统需要安装在公路主线或桥梁上，对高速称重检测设备具有道路破坏小、施工周期短、检测精度高等特殊要求，因此，我们设计选用了具有世界领先水平的进口石英式称重设备，其特点是：安装便捷、施工周期短、适用特殊道路安装、称重精度高、动态响应快、适用速度范围广（0km/h120km/h）、温度漂移小、防护等级高、无需排水、长期稳定（我公司已实施的同类超限检测站点称重设备已经稳定运行超过5年）、寿命长（具有超过10年的使用寿命）、免维护等； 石英晶体传感器示意图石英称重传感器示意图石英式高速称重系统采用
27、模块式设计，有1.5米、1.75米、2米等长度规格自由组合，适用各种路面宽度的称重布设。主要特点如下： 石英称重传感器：石英晶体+高强度金属外壳石英晶体传感器由石英晶体经特殊加工形成，采用传感器压力/电荷转换器件，特点是工作性能稳定，不受温度变化影响，全密封结构，无机械运动及磨损，防水、防砂、耐腐蚀、坚固耐用、免维护、便于更换； 应用范围：0200km/h时速均适用，速度对测量结果影响小； 传感器无缝隙，能与路面很好地结合； 无需排水，可长期稳定工作； 开挖量小，开挖深度仅80mm，宽度80mm； 施工周期短，路面施工标准作业时间为8小时，对路面强度和交通影响最低实际寿命取决于路面的寿命； 传
28、感器免维护，无机械传动、无磨损，长期稳定性好； 坡度对测量结果影响较小； 温度漂移小，在-40至+75正常工作。4.5.2称重系统主要技术指标 整车重量检测误差：5%； 单轴额定称量：30t； 单轴最大称量：45t； 最大过载能力：150%； 车牌正确识别率：99.5%； 数据置信度：98%； 速度误差：2km/h 工作温度：-40到75； MTBF:20000h； 系统允许通过速度：0km/h-200km/h； 使用寿命：10年以上（路面完好情况下）；4.6激光测外形子系统 高速动态尺寸测量系统，主要在不影响正常交通的情况下获取高速行驶中车辆长宽高信息，并根据设定的限值，将长宽高超限的车辆遴
29、选出来，控制信息发布子系统指示引导车辆离开主线。 宽高测量系统原理：基于对激光束飞行时间的测量，其按照定义好的时间间隔发出激光脉冲，通过定时器计算发射脉冲和接收脉冲之间的时间间隔来得到与被测物体之间的距离。 脉冲激光束经过激光车辆测宽检测器内部的一个旋转反光镜的反射对周围环境形成扇面扫描。由所接收到的一系列脉冲序列来确定目标物体的轮廓线。车辆宽高激光检测系统通过激光检测器对车辆进行连续动态扫描，采集车辆的外形轮廓信息，并将采样数据实时传递给控制单元，控制单元通过处理、分析、计算采样数据，得出车辆实际的宽度和高度，并将测量值传送给上位机，供现场工作人员查看，同时根据国家规定的限宽值和限高值判断被
30、测车辆能否通行。本系统能够手动设定限宽值和限高值，可以对行进车辆进行实时检测，通过接入声光报警器和喇叭可实现声光报警和语音提示功能。4.6.1激光测外形子系统特点车辆分离：能正确分离最小间距1cm以上的车辆，能正确识别挂钩最小直径3cm以上的拖挂车；车身宽高度测量：能精准测量车身宽度和高度；轮廓扫描：能对过往车辆进行轮廓扫描，并提取车辆基本特征；采用性能优良的工业级处理器与嵌入式实时操作系统，系统稳定可靠；不依靠外界光源，不受外界光线影响，夜间检测效果良好；支持RS232/485/422串口通讯，用户可灵活选择；激光检测器达到IP66防护标准，无需另加防护装备；非接触式触发，不中断交通，不破坏
31、路面；施工、调试简单，维护及产品升级方便。4.6.2系统及设备技术指标 车辆宽高激光检测系统技术指标 车辆高度测量精度：98%（1.5m车高5m） 车辆宽度测量精度：95%； 结构稳定性：最大抗风能力40m/s； 工作电源： DC 12V24V； 大气压力：50Kpa106 Kpa； 相对湿度：98； 工作温度：-2060； 平均无故障时间：30000h；4.7高清车牌识别系统构成与技术参数高清车牌识别系统由高清抓拍一体机、摄像机防护罩、智能补光灯、嵌入式主机等组成。星光级智慧抓拍单元与智能补光灯参数分类参数参数值基本参数图片有效像素230W,1920(H)1200(V)传感器1/1.9英寸CMOS最大视频分辨率/帧率19201200, 25fps动态范围64d
