1、8.5.2基本功能 208.5.3车道称重系统软件功能 201、概述为尽可能减少动态称重系统中车辆冲跳秤行为的发生，减少人为因素干扰及收费过程中称量结果的争议，提高称重准确性，我司凭借在计重收费系统中多年积累的工程经验，集成了静态电子汽车衡技术，采用了桥梁结构设计、传感器制造、计算机应用、信息处理等先进技术，结合我公司十余年的行业技术沉淀和应用经验，最新推出的新一代高端称重产品，研发出了A双弯板计重收费系统，为客户提供满足要求的方案、产品与服务。公路通行费是政府授权的公路投资及经营者向公路使用者、受益者征收的费用，它是公路使用者或受益者对使用公路所支付的一种补偿，是收费公路管理部门或经营者获得
2、收益的主要途径之一。实践证明，收费公路的设立是解决公路建设资金不足、促进公路发展的有效途径之一。计重收费管理系统是利用设置在收费车道出口处的称重系统，得到通过的车辆的重量、轴数等信息，再由收费计算机根据相应费率对通过的货车实行计重收费。计重收费管理系统可根据车辆的载荷对公路磨损程度大小来确定收取车辆通行费的费额。根据通行车辆的载重情况来进行收费，空载的车辆按空载重量计费，重载的车辆按载重多少计费，超载则按实际载重进行计费，体现多拉多负担的原则。采用电子计重收费管理系统，可以杜绝征费人员私收票款，保持廉洁；采用电子计重收费管理系统，可以增强监督功能，健全内部监督机制，杜绝征费人员私放人情车等不廉
3、洁行为，有利于行风建设。采用计重收费管理系统，可大大减轻征管人员的劳动强度，提高售票速度，提高工作效率，同时，可以统一规范业内资料，促进规范化建设，提高服务质量，保证公路畅通。采用计重收费管理系统，可以提高现代化管理的程度。一方面可以利用现代装备的语音系统，提高服务质量，有利于“文明窗口”建设；另一方面也使通行的司机感到政策的严肃性，减少很多扯皮或人为争吵现象，以确保收费车道安全畅通。2、系统功能和特点方案中的A型双弯板称重系统是我公司最新推出的高精度称重系统，凭借我公司多年在动态称重系统应用中的经验，最新推出的A型双弯板称重系统在称重精度和处理各类异常行车上进行了大量优化，该系统主要用于对通
4、行车辆的称重和车辆超限数据进行处理，能准确输出车辆的称重及超限数据，并全天侯不间断工作。 弯板传感器在公路交通行业广泛使用。不仅具有较高的检测精度，而且寿命长。收费车道是车辆进行交费的专用车道，不同于一般的通行道路，因而有着其特殊性，动态称重系统的构成和工作流程是确保系统设计成功的关键。我司研发的双弯板动态称重系统系统其先进的技术稳定的性能、很高的检测精度、高可靠性和长寿命等特点，现已得到广大用户单位的青睐。2.1系统功能1）对静态和低速（0-30Km/h）通过的车辆进行称量，动态称重和静态称重可自动转换。由于称重检测装置设置在收费车道前端，属于减速段，遇到车流量较大的情况时，车辆依次进入收费
5、车道，车辆有排队进入收费车道的情况，也会出现车轴停在称重板上的情况，称重设备对上述情况均能进行准确称量。2）检测车辆通过车道时的速度，并能检测出车辆前进/后退的状态。3）对车辆进行自动、准确分离，能完全消除由于车辆排队间距较小产生的跟车现象，并能区别半挂车、全挂车、单车并准确分离；保证称重检测数据与车辆的一一对应关系。4）能对各种有意或无意的不规则行驶状态如S行驶、倒车、侧边行驶、加减速、振动等进行正确称重。能自动处理称重流程，形成完整的车辆称重信息，包括轴型、轴重、联轴信息、每轴轮胎数、联轴重量、轴距、总重、车速、通过时间等信息，通过数据接口将称重信息准确完整的传输给车道控制器。5）能通过标
6、准开放的数据接口安全可靠的将收费数据传输给车道计算机，具备数据缓存功能，称重数据与车辆一一对应。6）称重系统软件具有自动恢复功能，在系统死机时能自动重新启动。并且所有的处理软件、设备驱动程序、示范测试程序和示范测试程序源代码，都具有合法的使用许可，业主不需要额外付费。7）称重系统可以通过动态链接库或者按照协议直接通信的方式将称重数据上传至收费车道控制器。8）计重设备具有开机自检、空闲时定时自检、零点校正和自动温度补偿能力。部件发生故障时，系统主动提示故障信息，提醒用户及时处理，并能将故障及自检信息发送给车道计算机。9）提供进入自校状态开关。在自校状态下，通过仪表板上的按钮或相应工具，业主可很方
7、便的对称重设备进行校准。10）适应室外全天候工作，适应风、雨、雪、雾、飞鸟、沙尘、冷、热、干、潮、电磁干扰、雷等各种恶劣环境，日常维护简单方便，具备故障应急处理措施。11）系统具有良好的开放性和兼容性，易于扩展升级。12）我公司负责接线调试，并派经验丰富的技术人员到收费软件开发地配合软件开发，以及到现场配合收费软件调试，与收费软件开发商共同解决各类问题。13）提供模拟计重设备的模拟软件，用于收费软件开发和测试。该模拟软件能够方便地模拟各种情况，向车道收费软件提供各种返回值。2.2 系统特点1、双弯板称重设备单元结构空间上紧密相连、力学上相互独立的4只弯板传感器单独采集信号后进行数据分析，由于有
8、效长度加大1倍多，相应的称重信息量也就远远大于单台面，单弯板等，进而得到更准确的数据，抗干扰能力强，具有数据精度高、重复性好、一致性好的特点，可避免载重货车择道通行和反复过秤问题。2、两台面设备行车向长度大于1600cm，常见的计重逃费现象如：跳秤、走S形、加装千斤顶等情况根本无法实施。3、结构科学合理，两排弯板独立工作，当其中一排弯板出现故障时，另一排弯板满足计量要求能单独工作，待修期间不必封闭车道。4、独特的数据采集处理技术采用传感器分路采集，使车轮载荷在每一个弯板上的数据既可独立分析也可合成处理。 5、提升称重准确度采用联排称重，与单排相比，称重准确度更容易保障。由于数据采集通道增加，有
9、利于提高不规范行驶状态下的称重准确度。6、运行稳定性的保障拓宽的检测区间，阻止了驾驶员的作弊心理，减少了称重过程中的人为干扰。双联轴同时称重，更加保证了称重准确度。7、抗干扰能力秤台配置称重数字接线盒，完成模拟信号向数字信号转变，采用全数字化信号传输、不仅能满足动态称重系统对称重传感器快速响应的要求，而且极大地提高了称重系统抗干扰的能力。称重平台具有自诊断功能，当传感器发生故障时，可以通过硬件和软件发出故障消息。3、系统设备构成及工作流程3.1系统设备构成 A型双弯板称重系统由弯板称重传感器、称重控制器、红外线车辆分离器、检测线圈以及通讯传输系统等几部分构成。 出口车道称重系统相对独立于收费车
10、道系统，红外线车辆分离器、称重传感器及车辆检测器的数据均上传至称重控制器，称重控制器通过串行通信接口和车道控制器连接，把经过处理后得到的称重信息（包括总重、轴重等信息）上传到车道收费计算机。 弯板称重传感器主要完成车轴的称重、速度检测、轴型判断等工作。红外线车辆分离器用来进行车辆的分离及提供开始、结束等信号。线圈主要用来完成测速、倒车的检测，并与红外线车辆分离器一起对非车辆的物体或人通过时进行判断，减少出错。 称重控制器用来处理来自于各传感器的信号、计算数据，把相关数据通过通讯方式送给收费车道控制器。3.2系统工作流程 称重系统工作流程如下图：系统工作原理 车辆进入安装有A型双弯板称重系统的收
11、费车道，轮胎依次轧过双弯板称重传感器，双弯板称重传感器在称重板受压后产生形变的原理进行测量并产生电信号，路侧的中心控制器（DVW-BST）经过一系列数据采样、转换、分析等过程，计算出该车辆的轴重、轴组重、车速等信息。两侧的收费岛上装有红外线车辆分离器，后方布设感应线圈，可准确的为称重系统提供开始和结束信号。当车辆完全通过后，中心控制器通过串口将称重信息上传至收费计算机，收费计算机依据相应的费率计算出该车的通行费。 合理的设备布局，完善的称重流程，可从根本上解决刹车、绕行和不同形式的异常行车问题。在称重系统部件出现故障时可向收费软件发送故障代码信息，便于设备维护。4、系统性能1）设备精度静态称重
12、精度：OIML III级；动态精度：030Km/h（匀速） 1.0%，国标动态2级；2）速度测量精度（没有明显加减速的前提下）：车速在030km/h时： 1km/h；车速在 30km/h时：3%（2）；3）轴间距测量精度（没有明显加减速的情况下）：0.15m（误差） ；4）计重设备的动态精度优于上表给出的参数，置信度大于95%。计重设备精度的一致性好，同等条件下不同车道称重误差 0.5%；5）双排弯板设计，从根本上解决跳磅、绕S等逃费行为；6）称重系统有良好的稳定性，设备标定周期不长于12个月，标定方法简单。7）能满足全天候工作的要求，具有长期的可靠性和经济性；8）所有设备作防锈处理，因锈蚀而
13、出现的系统故障由我公司负责维护；9）设备具有防雷处理；10）安装在外场的设备能抵抗140Km/h以下的风力；11）设施附近的高压、中压电缆、雷达站及无线电发射设备，不会对设备正常工作产生影响；12）在自检异常、通讯失败或者程序迷走时，内置的计算机能够自动复位（有看门狗电路设计），复位时间不超过10秒；13）称重控制器使用寿命：十年以上，平均无故障工作时间20000小时；14）试运行期间维修响应时间8小时；缺陷责任期间维修响应时间48小时。5、系统安装环境和电源要求1.由于称重仪室外露天安装，安装有设备相应的防雷设施；2.环境温度： 称重传感器：-40+85仪表：环境相对湿度： 95 RH；电源
14、：AC220V10，50Hz2Hz；车辆分离器、控制器位置根据需要自定，并充分考虑设备使用安全、维修维护方便和外形美观；手井底部做防渗水处理，防止手井成为渗水井引起收费广场基础塌陷；所有连接线缆均穿管，且没有接头，为防进水，所有外露管口弯转朝下。管道有防止老鼠、蛇及其它等昆虫进入的封堵措施；设备施工时考虑阴雨天气的影响，一般不在阴雨天安装；如果为了赶工期需要在阴雨天进行安装，设置防雨棚。6、专利及软件授权 我公司提供相关专利技术的“所有权证”或者“使用许可协议”的证明文件，并保证业主或者集成商使用这些专利技术时不承担任何由此产生的侵权责任。 提供的各种软件，包括内置计算机的系统和处理软件、动态
15、链接库、范例测试程序和范例测试程序源代码，都具有合法的使用许可，业主不需要额外付费，在软件的使用期内享有免费升级、维护的权利。7、系统主要设备介绍8.1红外线车辆分离器8.1.1设备概述及设备构成 作为称重系统的重要组成部分，红外线车辆分离器的作用是在车辆进入称重区域时，提供起始信号，在整个车辆离开称重区域时，提供结束信号。可靠分享前后距离很近的两辆车，并对带有挂钩的拖车和其它特种车辆进行可靠检测。 红外线车辆分离器含成对配置的红外线光幕（发射器、接收器）及光幕护罩、加热防护罩及接插件电缆等。加热防护罩保护发射器和接收器不受天气因素的影响。发射器和接收器分别安装在两个防护罩内，防护罩带一个加热
16、窗口，在传感器光路对准后，将加热窗口固定在防护罩的前面板处。8.1.2功能及技术1）光幕由成对的光电发射器和接收器组成，具有体积小、可编程、速度快、测量精度高、抗干扰能力强等特点。2）光幕安装在防尘、防雨雪的防护罩内，为铝合金外壳，防护等级：IP65。防护罩便于擦拭和打扫，外壳玻璃采用电加热方式除霜。3）能对车辆进行可靠分离，晴天等良好天气可靠性应达到99.5%，雨雪或大雾天气可靠性不低于98%。4）可准确分离的两车最小间距不大于10cm。5）具有通过通信或控制接口设定检测输出的开启和关闭尺寸的功能，可以使系统免受落下的雨滴、雪花、污泥以及飞入检测区域的鸟或昆虫的影响。所有光路都导通后，输出才
17、判断，这样也不会对拖挂车造成误判。6）光幕高度：下端光束距离路面不高于400mm，上端光束距路面不低于1650mm。7）当红外线车辆分离器发生故障时，可以通过硬件和软件发出故障消息。8）光幕具有良好的抗振动和冲击功能，符合相关标准。9）具有自诊断功能，能屏蔽有问题的光束，同时输出报警信号，允许屏蔽的光束数量和时间应可以人工设置。10）可以在恶劣环境下，如：雨雪、浓雾、温度异常，仍能保证可靠工作，具有抗光干扰能力，不低于40000LUX外界光干扰时工作正常。8.1.3主要性能指标1）检测距离：1014m。2）最小检测物体尺寸： 25.4mm，扫描时间1.5ms。3）检测光扫描方式：平行和交叉可选
18、。4）开关量或串口通讯输出，报警输出可提示系统故障。5）工作电压：1630Vdc，具有瞬时过电压和反极性保护。6）工作温度： -40+85，相对湿度： 095%。7）MTBF 20000小时；8）使用寿命： 8年以上。8.1.4设备安装技术1）光幕成对安装在称重平台的左右侧，分接收、发送。发射器和接收器安装时确保二者在同一平面内，其中点能完全对准。用防震螺栓和螺丝（设备自带）将安装支架安装好。2）光幕固定在安装架上，可以上下调节。将其镜头对面安装，其出线方向一致。3）红外线车辆分离器安装时，背板尽可能靠近收费岛中心线，以防止货物超宽的车辆将其刮损。超宽车道外侧的光幕采用防护装置，保护光幕免收车
19、辆碰撞而损坏。4）将电缆接入控制柜，正确连上控制器。接通电源，进行调试。8.2双弯板称重传感器8.2.1性能指标1）型号：A；2）单轴额定荷载：30t；3）过载能力：200%；4）检测精度：OIML 级，国标动态2级；5）动态精度：030Km/h（匀速） 1%；6）速度检测精度：车速在130km / h 时，最大误差2km/h；7）轴间距检测精度：30 cm；8）称重传感器结构：全焊封；9）传感器型号：我司，CZL-15；10）封装等级：IP68。8.2.2设备安装1）基础施工时考虑到基础地承载力的要求、排水通道的要求、水平度的要求。2）按基础施工图的技术要求，验收基础施工质量，复核各部件间的
20、位置尺寸。验收合格后进行安装工作。3）称重传感器平台安装后，平台表面与路面相平，和原路面的坡度保持一致。8.2.3双弯板称重传感器布设方案双弯板称重传感器全覆盖车道，不留缝隙，具体布置方案如下图所示：8.3检测线圈8.3.1检测线圈检测线圈在称重系统中主要应用于配合红外线分离器检测车辆的出现、控制称重过程的开始和结束、检测是否有车辆倒出收费车道、统计、车辆分类等。线圈传感器安装于称重传感器的前方，为称重系统提供车辆的信息。红外线车辆分离器发生故障时，自动切换功能及线圈的车辆分离和辅助收尾功能。 技术参数：1）尺寸: 2m*1m2）温度范围:-40+85, 湿度范围: 099%。3）线圈电感量:
21、 70H1000H。4）速度检测范围: 1200km/h。5）线圈在车距不小于2m时，正确分车的精度99%。6）电缆长度: 50m（可扩展到150m）。7）频率范围: 50200 KHz。8.3.2设备安装技术1）地感线圈按槽的形状绕成34股，嵌入槽内。2）出线拧成双绞股麻花状，送入穿线管，接入控制柜内的车辆检测器。3）检测线圈在可能的范围内尽量接近称重传感器安装。4）路面槽口用环氧树脂灌浇，浇筑时在槽口两侧的地面粘透明胶纸，防止环氧树脂污染路面。待环氧树脂干后，去除透明胶纸。8.4称重控制器及控制箱8.4.1设备概述及设备构成称重控制器是整个车道称重系统的核心控制装置，主要负责处理称重传感器
22、、检测线圈、红外线车辆分离器传送来的信息，经过分析处理车辆载荷等信息，并将数据上传收费车道控制器。控制器外机箱安装在称重传感器平台旁边的收费岛上，内有接线盒、控制器、显示仪表、接线盒等。采用1.5mm以上不锈钢板制造，不生锈、不褪色，门锁采用防盗锁，门缝采取包边防护，整个机箱具有防水、防尘能力，有相应措施使机柜内部始终维护在适当的温度范围内。8.4.2功能及技术指标1）称重设备处理机使用达到现行工业级仪器仪表及通信控制技术性能要求的主流配置标准化产品。采用单片机系统固化软件，达到招标文件的系统功能及性能指标要求。2）称重控制器采用总线结构设计，含有AC/DC电源转换板、CPU处理板、称重板处理
23、板、I/O接口板。所有外部I/O口及通讯接口均采用光电隔离处理， 安装符合规范的防浪涌、防雷电装置。3）称重控制器外机箱的设计充分考虑到野外工作的恶劣环境，防护等级为IP65，所有电缆接入处都采用防水、防尘措施。内箱体具备气密级防护，有效避免空气潮湿及温度变化的影响。4）称重控制器及控制箱，具有防晒及隔热功能，内部使用温控风扇，机箱内部附有高性能隔热材料；任何时候，机箱内部的最高温度确保低于摄氏40度。5）车道控制器提供RS232接口与称重控制器连接，可以根据产品需求和传输距离采用RS485或其他传输方式进行转换，满足数据传输和系统性能的可靠性和功能要求。6）称重控制器的相关电源、通信线路加装
24、防雷器，并计入称重控制器设备单价内，以保证设备安全。7）称重控制器能接收收费车道控制器发出的基本指令数据并完成相应的动作，如开启或关闭称重系统。8）称重控制器具备自动缓存功能，在向收费车道控制器发送数据失败时，自动存入缓存消息队列并尝试重发，在此次数据未正常送达前不会被下一条数据冲掉，从而保证称重数据的完整性。9）计重设备具有调试、检测用数字仪表显示面板和用于显示称重数据信息的显示器。提供良好的人机界面接口及装置，在脱离车道计算机的情况下，能够独立完成功能设定、调试、测试操作，以及称重信息查询显示。10）控制箱预留数据传输检测显示接口，能够便利地利用外挂显示器检查本地称重数据的处理结果及传输情
25、况。11）正常使用寿命10年，平均无故障时间2万小时。12）供电方式：220VAC 10% ， 50 Hz。8.4.3设备安装技术1）称重控制器安装在收费亭前端的收费岛上，安装位置不影响收费员视线、少受环境影响、便于操作维护等因素。2）控制箱在底座的安装孔处，用膨胀螺栓固定。控制箱底部出线敷设电缆穿线管，用于和收费站的电源引入、信号传输以及和称重传感器、红外线车辆分离器之间的信号传递。机柜内部结构布置合理，便于维护。8.5软件8.5.1称重系统软件的功能 称重系统安装于收费车道的前部，属于收费前检测，因而车辆的行驶情况变化较多（加速、减速、倒车），收费软件是以一辆车为一个流程，能够处理各种情况
26、，而且确保车道控制器准确获取每一车辆的数据，确保两者间的数据一一对应。 在本系统设计中，车道称重系统能偶准确检测每一辆车，将车辆数据以先进先出（FIFO）的排队方式在称重控制器中保存（可保存十组数据），根据与收费系统的通信规程进行数据交换。如果万一出现不对应的情况，收费系统可对称重控制器缓冲区进行处理，实现对应复位。 称重系统软件在联合设计阶段能够根据实际需求进行调整和完善。8.5.2基本功能称重系统软件与联网收费软件采用统一接口，使联网收费软件能够适应不同厂商、不同型号的计重收费设备而不需要另外修改，有利于计重收费系统分期实施，便于根据各路段实际情况分别安装不同的计重收费设备，减少联网收费软
27、件更新和维护工作对基本收费业务的影响。1）提供称重系统软件的通讯协议及源代码和相关说明。2）称重系统向收费软件完整、正确传递设备状态及称重数据，收费软件负责对接收到的数据按收费管理要求进行处理。3）提供计重收费模拟，用于收费软件开发和测试，该模拟方便地模拟各种情况，向收费软件提供各种返回值。4）有示范测试程序，用以检测计重设备是否正常，异常时可显示故障点；正常时显示通过车的数量、总质量等所有检测到和传输的数据，并提供示范测试程序源代码和详细的说明。8.5.3车道称重系统软件功能A型双弯板称重系统软件设计能够满足以下功能需求：1）向车道控制机准确、及时、平滑传输完整的称重数据；2）能按照车道控制
28、机发出的指令完成相应的操作动作；3）原始数据加密，防止随意修改数据。具备可靠完善的数据保存处理功能，在计重设备或车道计算机异常情况下能够确保数据正常完整，直到被车道收费软件删除。4）系统运行在动态称重模式下，当需要对车辆的重量进行准确标定或需要对设备进行标定时，可以在动态模式下对速度为零的轮轴进行准确称重。5）车道收费计算机或计重设备复位时，接口程序保存的数据不受影响，并可通过接口继续使用。6）称重系统具备自动缓存功能，在向车道收费计算机发送数据失败时，自动存入缓存消息队列并尝试重发，在此次数据未正常送达前不会被下一条数据冲掉，从而保证称重数据的完整性。7）从车辆通过称重检测区域至称重系统形成
29、完整的车辆称重信息的响应时间不大于1秒。8）计重设备和动态连接库都能够保存至少10辆车的称重数据，可以根据需要，调用动态连接库发指令查询称重数据的数量、部分或全部清除称重数据、以及同步称重数据。9）计重设备损坏、关闭和复位时，动态连接库保存的称重数据不受影响，可以继续使用。10）称重系统软件进行容错设计，对硬件故障或可能出现的特殊情况能一一正确的进行相应的处理，保证称重数据与车道控制器中车辆数据的一一对应。这些情况包括但不局限于：1两辆车间隔较近时，同时在称重区域内行驶；2车辆排队，有车辆停止于称重区域；3挂车通过称重区域；4倒车时称重数据的删除、不完全倒车或反复来回等这些特殊情况时称重数据记
30、录的准确性以及与车道控制器数据的一致性良好；5其他硬件或软件故障，包括车辆检测线圈损坏、红外线车辆分离器损坏、称重传感器损坏、称量误差、轴限错误、车辆分离错误、总轴数错误、牵引（排障）车处理、称重数据与称重车辆不符等等。6在向车道收费软件发送数据失败时，称重系统软件具有的自动缓存功能能够自动将数据存入缓存消息队列并尝试重发，在此次数据未正常送达前数据将一直保存在系统缓存中,直到被删除。11）计重设备能够检测到最后一辆车退出，并且发消息给设备驱动程序，撤销该辆车的称重数据。12）当最后一辆车不完全退出（未收头）并且再进入时，计重设备能够正确判断处理该辆车的称重数据。13）当车辆不完全进入（未收尾）并退出时，计重设备能够正确判断，不发出该
