高速公路高速称重系统技术方案Word文档下载推荐.docx
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称重传感器主要用于检测车辆重量,采用PAT公司DWP175弯板传感器。
每车道安装两块弯板,可实现对全断面的检测。
●线圈
线圈主要用作车辆检测,可以检测车辆的速度、车型、车长、轴距等数据的测量。
每车道安装2个线圈。
2.2系统布置方案
系统安装地点为高速公路主干线K?
?
+?
处,该处为双向4车道,动态称重检测器由8块WPM175弯板式传感器、8个线圈和1个中心控制器构成。
弯板式传感器排列方式为并排放置,弯板长度为1750mm,每个车道放置两块弯板,在弯板前后各安装一个2500×
2150mm的线圈,用作车辆检测,同时为称重系统提供开始和结束信号。
两个线圈之间的距离不小于1500mm,为了避免相邻线圈之间的相互干扰,PAT线圈处理板上可以对线圈的频率和灵敏度进行调节。
高速称重系统控制器安装在路侧,对弯板传感器和线圈传感器的信息进行处理和判断,并将处理结果传送到监控中心计算机记录和保存,如果车辆总重或轴重超限,则可提供报警信息。
PAT公司的弯板宽度为508mm,可以检测到完整的轮轴重量信号,所以拥有世界上独一无二高速称重传感器并排放置的技术,对通过车辆的检测率可以达到100%,而其他形式的高速传感器由于宽度较小,不能检测到完整的轮轴信号,而必须通过一定的算法计算出重量,传感器只能采取交错放置方式,结果车辆的检测率只能达到60-70%。
在国外,传感器交错放置的方式由于存在精度低、车辆逃逸现象严重,已逐渐被淘汰。
3.主要技术指标
DAW100动态称重检测器一般安装在公路主干线上,对通行车辆进行不停车检测,测量数据包括车辆轴重、总重、轴距、车型、通过时间等数据,并配合线圈对车辆进行分类,分类种类达90多种,同时用户可依据具体情况,自己定义或修改分类方法,组合成不同的车型类型,最多达14种。
当车辆驶离称重仪以后,DAW100处理器对测量数据进行分析比对、处理和记录,并将分析结果上传到监控中心。
总体技术指标:
●速度围:
5-200公里/小时
●称重精度:
平均误差<
±
3%,最大误差<
7%
●称重围:
0.3-20T,最大30T(每轴)
●过载能力:
150%
●防护等级:
传感器IP67
中心控制器IP65
●相对湿度:
0-95%
●MTBF:
≥25000小时
详细技术指标:
主要部件尺寸:
●传感器尺寸:
弯板式1750×
500×
23mm
●传感器重量:
123kg
●传感器电缆长度:
40m
●感应线圈:
2500×
2150mm
●控制器外机箱尺寸:
1250mm×
760mm×
450mm
(长×
宽×
高)
●外机箱安装尺寸:
860mm×
550mm的水泥基座
●机箱尺寸:
400×
380×
220mm
电源:
此系统使用交流220V/50Hz电源供电和一个可充电的12V电池操作。
另外安装在印刷电路板上的可充电电池可防止程序参数和存储的车辆数据丢失,能保存达三个月之久或更长。
●电源功耗:
在12V直流下为200mA
温度围:
●传感器工作温度:
-45℃~+80℃
(传感器温漂可通过自校正来调节)
●路边处理器温度围:
-30℃~+80℃
性能指标说明:
●系统配置:
2个称重板,并排放置
●系统精度:
在测试和工作条件下可优于ASTM1318II型
平均偏差
标准偏差
(1σ≈68%)
2个标准偏差
(2σ≈95%)
轴负荷
10%
轴组负荷
5%
整车重量
●系统性能:
标准载重(每轴):
20t
过载能力(每轴):
150%(负荷均匀分布)
●速度检测精度:
车速在5~50km/h时:
±
3km/h
车速在>
50km/h时:
3%(2σ)
检测速度是指被检测车辆通过弯板的平均速度值
●轴间间距:
0.15m(标准偏差)
4.DAW100系统描述
主干道行驶车辆不但行驶速度较快,而且还有变速、跨线行驶等复杂的情况,如何选用合适的动态称重系统和工作流程来保证称重精度和使用寿命,尤为关键。
本方案中选用了PAT的DAW100动态称重检测器,系统选用WPM175弯板式传感器。
DAW100系统是得到国际上广泛赞誉的一种动态称重系统,其稳定的性能、高可靠性和十年以上寿命等特点一直得到广大客户的青睐。
4.1DAW100动态称重检测器性能特点
DAW100动态称重检测器是德国PAT公司专门设计用于高速公路或普通公路主干道的一种动态称重系统。
系统使用适合于高速动态称量的WP175型弯板传感器,因而具备以下特点:
●使用关键技术,确保设备功能强大,性能可靠;
●检测时速度围为5-200km/h;
●使用高速弯板称重传感器(WP175),行车方向的宽度为50cm,可完整纪录车轮通过时的重量信号曲线,是真实的检测,不同于条状传感器使用的间接检测方式,不仅确保100%称量可信度,不会出现丢轴和多轴现象,并且可检测到车轮动态、静态以与加速、减速等指标,从而为在大幅速度变化的情况下准确测量提供了有利保证;
●由于使用了弯板式传感器与其安装方式,不仅无机械摩擦,而且获得极高置信度,有效避免误检和漏检的出现,提高了系统的可靠性;
●弯板传感器一体化结构,无机械结构,避免了机械结构损坏导致车辆无法通行;
●并排式安装,两传感器位于同一断面,避免交错式安装时的车轮数据丢失现象;
●弯板传感器安装简单,由于安装层较浅,排水和管道均容易安装;
●用线圈提供开始和结束信号,确保可靠的进行车辆分离,同时线圈可以对车辆进行分类;
●独特的多CPU处理板结构,使得系统可以并行处理各种信息,从而保证了系统的可靠性;
●模块化设计,提高了系统的可扩充性和易维护性;
●完善的软件功能,使系统运行可靠,操作维护简单、方便;
●采用了高可靠性的弯板技术(寿命大于10年)和独特的控制器技术(平均无故障时间大于3年),确保系统的低故障率和长寿命
●当路面维修时,可重复安装,避免了其他直埋式传感器只能使用一次的缺点
4.2主要部件说明
4.2.1WPM175弯板式传感器
技术说明:
●尺寸:
1750×
20mm
●重量:
●额定载荷(每轴):
●过载能力(每轴):
●测量围(每轴):
0.3~20t
●速度围:
5~200km/h
●温度围:
-45℃~+80℃
●湿度围:
0~95%,无凝结
●测量过程:
检测信号与全部车轮压力成正比,并可以用于长周期测量
弯板式传感器采用了PAT独有的世界先进传感器技术,不仅可获得较高的检测精度,而且有着较高的寿命。
为防止长期潮湿渗透和腐蚀,传感器表面有一层高温硫化橡胶。
其长度为508mm(行驶方向),宽度为1250mm,因而弯板式传感器可以一次测出整个轮胎的压力。
每个车道铺设两个弯板式传感器,用于测量轮轴载荷。
传感器厚度不大于25mm,安装在钢制支架中,支架直接浇入路面中。
弯板主要有以下几个特征:
●结构坚固,温度围广
●使用特殊的合金材料,解决了非周期性交变应力产生的疲劳损伤问题,从而大大提高使用寿命
●速度允许围宽
●实际车轮载荷与整体轮胎压力成线性关系
●具有长期的可靠性和经济性
●全部用高温硫化橡胶密封,防腐蚀、耐高温
●便于更换与维护
●平均无故障间隔时间(MTBF):
>
10年
●高质量产品,交通领域中其产品的应用年限已超过25年
产地:
德国
制造商:
PATGmbH
4.2.2线圈
线圈主要应用于车辆统计、车辆分类,以与在称重系统中检测车辆的出现以与控制称重过程的开始和结束。
线圈传感器安装于动态称重传感器的前方,为称重系统提供车辆的信息。
PAT的线圈传感器可以通过软件设定线圈的频率围和灵敏度,可以方便和有效调整灵敏度,防止相互干扰。
线圈传感器的埋设根据不同的路面采用了不同的填充剂,再加上使用了高品质的Loop线,使得PAT的线圈有着极高的可靠性。
2500×
-45℃~+75℃
0~95%,无凝结
●速度检测围:
●电缆长度:
40m(可扩展到150m)
●频率围:
50~200KHz
线圈主要具有以下特性:
●价格低廉
●安装周期短
●应用围广,可进行车辆统计,以与可以按照车辆类型、速度、车辆长度进行分类
●工程量小,对路面的损坏程度较小
●便于维护和扩展
如无特别说明在沥青路面上安装时,通常用3匝Loop线,而对于钢筋混凝土路面则需4匝。
线圈电缆:
线圈密封胶:
德国
4.2.3中心控制器
4.2.3.1简介
路边处理器RSP100是整个车道低速动态称重系统的核心控制装置,主要负责处理称重传感器、环形线圈红外线分离器传送来的信息,经过分析处理车辆的载荷信息,并与系统设定的载荷限值比较,以确定车辆是否超重,触发报警情报板系统和摄像抓拍系统,同时数据上传称重站的检测计算机。
车辆载荷限制值可以通过上位机进行设定,或使用直接在路边处理器修改。
RSP100采用19″欧洲总线结构设计,含有AC/DC电源转换板、16位CPU处理板、DIP线圈处理扳、称重板处理板、I/O接口板,以与防电涌、防雷和防电磁辐射的装置。
整个RSP100安装于一个钢制机箱中,机箱防护等级为IP65,符合欧洲电磁辐射标准(CE),所有电缆接入处都采用了防水、防尘措施。
RSP100有一个用于系统参数设定的串行接口,可以用便携式计算机或手持终端进行参数设定、数据下载和即时数据显示,如连接调制解调器可远程控制;
RSP100同时还有1个RS232/RS485接口,主要用于数据通讯。
RSP可以用220VAC/50Hz供电,也可以用太阳能供电,或者用可充电电池供电。
4.2.3.2主要技术数据:
●控制箱外部尺寸:
400×
300×
260mm,
●重量:
12kg
-30℃~+75℃
●湿度:
0%--95%,无凝结
●供电方式:
220VAC±
10%,50±
4Hz
●防护等级:
IP65
德国
4.3.数据存储
称重和分类的数据存储在部RAM中,CPU主板的存储容量为256K,并且带有一个存为4MB扩展板。
4.3.1数据存储型式
软件可以存储30天的每个车辆类型/重量的数据(未处理的或二进制数型式)。
可用以下的任一类型存储数据:
●类型A(包括根据车道序号收集的数据):
车辆类型(图表F)和8/15车速级别的调整(从20~170km/h依次增加10km/h)。
根据特殊要求可增加其它的车辆类型。
●类型B(仅包括称重收集的数据):
每个车辆数据包括时间、车轴重量、轴距、轴数、总体长度、车道、车辆类型以与违章编码。
可记录的违章编码有以下类型:
轴重、双轴重、车辆整体重量、车速和不平衡度。
另有一个车辆类型分类标准已在几个国家使用。
此标准包括小汽车,共有48种车辆类型,可用来替代FHWAF分类标准。
附一:
近两年来国外使用该产品部分客户名称
序号
用户名称
数量
1
长江二桥
3
2
长常高速
4
省公路局
下沙大桥
6
5
鄂黄大桥
黄河大桥
7
汾灌高速
8
美国Montana
12
9
美国Indiana
45
10
美国California
26
11
美国Florida
31
德国
86
13
西班牙
14
土耳其
15
葡萄牙
16
荷兰
17
马来西亚
24
18
澳大利亚
19
新西兰
20
巴西
34
21
爱尔兰
22
英格兰
23
国
42
约旦
25
阿联酋
附二:
统计样表直方图量:
如果车辆总重或轴重超限,(监控中心统计软件)
图一:
交通量月报表
图二:
车辆统计饼图
图三:
车辆分类统计直方图
图四:
车辆分类统计报表
图五:
交通流量统计直方图
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