超重车辆高速动态称重系统设计方案

超重车辆高速动态称重系统设计方案超重车辆高速动态称重系统设计方案目录一工程概述 4二超限超载治理手段现状分析 5三系统应用介绍 53.1. 系统应用对象和环境介绍 532系统在超限超载治理和管理中的作用 5四系统设计方案 6五项目环境介绍 85.1安装地点选择标准 8六系统总体设计方案 86.1系统总体设计原则 86.2系统可实现的功能 96.3系统设计拓扑图 106.4系统数据流程图 116.5可扩展的系统网络图 12七 称重和抓拍系统介绍 137.1称重系统 137.1.1称重数据采集器的选型特点 137.1.2称重采集器主要技术参数 147.1.3称重采集器自带软件简单介绍 167.1.4 称重传感器的选型特点 237.1.5 传感器主要技术参数 267.2车辆监控及车牌照自动识别系统 27721抓拍系统构成 277.2 .2车牌识别视频监控拓扑图 29723车牌识别技术指标 297.2.4车牌照相机技术指标 307.2.5全景摄像机技术参数 337.2.6车牌抓拍打包工控机主要参数 357.2.7摄像机架技术参数 367.2.8户外机柜及基础图纸 37八称重采集器软件功能介绍 388.1超重管理客户端软件主要功能 3810工程概述近年来由超重车辆导致的桥梁安全事故屡有发生，对公路的破坏日益严重， 如钱塘江三桥引桥坍塌事故以及哈尔滨阳明滩大桥引桥倾覆事故。超重车辆除 直接导致桥梁垮塌外还加剧了桥面和路面等设施破损，增加了养护维修量，对 桥梁和公路等基础设施的安全带来极大的危害。超限车对大桥安全构成严重威胁，且这些年车超限装载，在行驶工程中， 制动性等都会受到影响，对过完小车的行驶安全也不利；超限车装的石子、渣 土往往有抛洒滴漏现场，威胁过完车辆行车安全，同时也污染环境。为全面掌握各路和桥梁的超重车辆通行状况，为行政执法查处提供依据， 超重车辆高速动态称重管理系统基于压电电缆传感式动态称重系统和视频监测 技术的非现场超限超载执法系统。可实现对各种正常行驶车辆的动态称重功能， 能在 10-200Km/h 速度范围内检测过往车辆的轴重、总重、车型、流量、速度及 加速度等参数，可对货运机动车超限超载进行有效治理。根据执法需求，可依 法对超限超载车辆进行治理。高速称重能保证了整个超限超载检测管理系统能够在交通流量较大或车速 较快的路段快速识别超限超载车辆而不影响正常交通；系统首次实现超限超载 的非现场执法，通过高速动态称重和视频监测有机结合，提供了非现场执法依 据，大大节省了人力成本。此系统适用于车速较高的高等级公路、交通量较大的干线公路、以及道路 桥涵等应用场合超限超载车辆的治理。二 超限超载治理手段现状分析 目前在道路上常见的治理手段主要是有人值守低速超限超载检测系统和精 确较低的高低速检测系统，但是在桥梁、城市道路交通安全管理中，由于桥梁、 城市道路、路线长、机动车流动性大，仅仅依靠职能部门拦截车辆进入治超站 内接受检查当场处罚的工作方式，已不能适应当前道路交通安全管理形势发展 的需要。利用无人值守且能在车辆高速运行状态下达到执法要求的称重精度的， 便捷的超限超载检测系统来查处交通超限超载违法行为，并辅之以非现场执法 手段，将成为整治超限超载、预防道路交通事故、保护路桥安全的重要手段。三 系统应用介绍3.1. 系统应用对象和环境介绍 本系统克服了现有超限超载治理系统，适用环境和对象有限 / 场地投入大，人力成本高，需要大量人员现场值守等不足，其使用对象和环境广泛： 可在城市道路中应用，用于车辆的超限超载治理； 可在高速公路、国 / 省道中应用，用于对超限超载车辆的治理； 可用于道路桥梁等环境下，起到监测和保护的作用。3.2. 系统在超限超载治理和管理中的作用 非现场执法在高速公路交通管理工作中的作用主要有以下几方面： 弥补了交通安全管理空当，提高了交通安全管理工作效率，保护了路桥在使 用中的安全。非现场执法通过在重点路段设置前端检测点，实现了对道路交 通的全天候 24 小时不间断数据采集与分析，解决了必须建立固有治超站的 不足，同时节省了一定的人力投入，加强了路面管控力度。非现场执法重证据、重事实，减少了人为因素的干扰，进一步促进了执法公 正。非现场执法针对的是车辆的超限超载行为，不会因超限超载对象的身份 不同而区别对待， 不会出现执法人员现场执法时， 司机讨价还价， 甚至阻挠、 抗拒等干扰因素；采集的违法数据真实确凿，录入计算机系统后，经管理部 门严格设定管理权限，不能随意更改、删除违法数据；有效地避免了说情、 走后门等不正之风，最大限度地保证了公正执法。有效避免执法过程中可能遇到的突发事件。非现场执法最直接的优点，就是 减少了执法与违法行为人的直接接触。同时，在接受处罚时，由于重事实、 重证据、重程序公开，当事人对此争议较少，容易接受处罚，避免了少数违 法人在直接面对站内执法人员时容易产生的对抗心理，从而在一定程度上避 免了执法过程中的突发事件的发生。四 系统设计方案本套系统主要有两部分构成，前端车辆信息采集系统及后端非现场执法管理平台，如下图：I n.jr,Cl=；车辆信息采集系统，主要由称重设备、高清车牌识别系统、车型检测器、 工控机、可变情报板、车辆信息检测软件以及相应的安装辅材、线缆线材构成 主要用于车辆重量数据、车辆图片及车牌信息的采集，超限车辆的报警提示， 以及现场数据的上传。货车超载超限非现场执法管理平台主要由数据库服务器、数据接收和处理服务器、数据备份服务器、 WEB艮务器、数据备份服务器、 Web Service数据接 收处理软件、管理平台 WE也艮务软件、数据库等构成。平台可接收前端车辆信 息采集系统上传的数据，并对数据进行安全的存储、管理，提供功能强大的WEB服务应用，包括数据车辆查询、统计、执法管理、站点管理等，并提供公众信 息查询系统的演示功能。五项目环境介绍5.1安装地点选择标准安装地点选择标准：1）安装在主干道处，安装点车辆按正常速度行驶，各行其道。2）安装点道路平直，路面平整，行驶车辆颠簸小，保证系统对车辆的检测精度3）安装点位置图及路面的照片示意如下六系统总体设计方案6.1系统总体设计原则本公司对建立高速称重点的设计总体要求及相关模块的技术参数要求突出 以下重点：1) 所用设备成熟性原则 此方案所选用的相关硬件模块，主要是国际国内有名的品牌，如称重模块中称 重传感器采用美国精量公司生产的压电传感器，此类传感器至今已生产 15 年已 上，已生产超过 5 万条。此方案采用的称重数据采集模块设备使用的是国产自 主研发生产数据采集仪。2) 先进性原则。 采用的系统结构按照国际上超载车检测及管理的经验，系统称重精度为先进水 平，根据公司多年类似设计项目经验系统总重的误差可控制在 10%至内，结构系 统代表了当今国际国内先进水平。3) 省钱实用性原则。 系统选用的称重传感器为具有世界先进水平的压电薄膜传感器，此类型传感器 具备对动态车辆的检测响应快，称重精度高，有具备成本相对低廉的特点。系 统选用的称重数据处理设备具有集成度高的特点，一台设备不仅可以检测处理 称重传感器的信号，同时也可以检测车进车出的信号。系统自带车检器的功能， 一机二功能，比同类产品费用大大降低。4) 开放的体系结构 系统采用模块化设计，硬件模块接口具备了目前流行的通用接口、软件模块化 设计，使系统和其他相关系统连接或今后软件、硬件升级变的容易。开放的体 系结构和使用当中具有科学性的系统 , 可以无缝隙的与现治超系统相6.2 系统可实现的功能1) 在主要干道上，安装对车辆进行高速称重的全自动化检测设备，在不影响 正常交通的基础上，检测出超载车。通过智超信息化网络将超载车的信息 实时传输到监控中心、超限检测站、流动检测站等，对进入城区的超重车 可达到全面的掌控。2) 由自动化的检测设备及互联网的技术建立全自动检测点， 代替靠人员的检 查点，可以减小人员配置及管理，同时用科技设备检测为科学文明执法提 供手段。3) 主要干道自动检测点的设置，可以将超载监控管理纳入长效运行机制，通 过广泛宣传使社会车辆道路上布有检测网络，建立不能超载的观念。4) 全自动检测点可以自动检测出超载车并同时检测到此车的如下数据：全车图片、车前脸特写图片、车牌照号、单轴重、轴数、轴组重、总车重、 轴间距、总轴距、车长、高度、宽度、车速、车流量、车间距，行驶方向， 车型，时间和日期。6.3系统设计拓扑图检测现场监控室桂怕打包T松机 基辆卒*+车牌煎is 忧往穆收机IJ 允纤左换柳N. 一1111补机光 灯HS6.4系统数据流程图43检测点1检测点2数据处理计数据处理计算机垃拥r； iV怙报板显 示CZZ称掘氏龍峠显数捌眼务昴 器监控屮心6.5可扩展的系统网络图道林1噓内网I域网无线网无线手持终瑞6SSS s慣佈:妞趾站终蜩JE豐禺违章车辆仿恿库L唳M公网趣II!曲终端城市治超网络连接方案七 称重和抓拍系统介绍7.1称重系统7.1.1称重数据采集器的选型特点1)高速动态称重系统是由我公司自主研发制造， 产品是10年研发投入使用，这种系统每一车道安装2条压电轴载称重传感器及1个地感应线圈。控制器设备 安装在路边机箱内并与道路上传感器连接。可监测到车辆通过压电传感器 时所产生的信号，此信号可以用来计算轴负荷，车速及车辆轴距。地感线圈的信号用以判定当前是否有车辆通过，地感线圈的信号也可决 定车辆底盘长度，也被系统用于检测前后车。2)工作原理压电称重传感器输出的电压信号与车辆压过的压力相对称的。信号由 控制器转换成电压。此电压信号用来决定轴被检测到的时间，电压的大小 计算出相应轴的重量，每车道 2条压电传感器相距3米。地感线圈安装为 2米见方。线圈对称在传感器中间。同一车轴经过2条压电传感器的时间被3米来除可以得出此车的速度。车的轴距是用分别通过一条压电传感器轴时间乘上速度来得出。系统给测出的轴距是两条压电传感器分别计算的轴距的平均。当车辆通过线圈中感应区域时，安装道路上地感应线圈的感应值发生 改变(上图中深蓝色的长方框)，引起控制器内部感应探测器震动频率的变 化。这种频率变化用于系统判定是否有车辆通过感应线圈。车辆的长度由其金属底盘激活地感应线圈的时间长度而得出。 感应信号 也用来区别前车及后车。7.1.2称重米集器主要技术参数2)传感器类型：压电膜传感器;3)总重误差范围：w 10%4)置信度：95%5）速度范围：10 200km/h;6）荷载能力（单轴）：30t;7）过载能力（单轴）：200%8）速度误差：士 2Km/h;9）流量误差：小于5%10）轴距误差：士 150mm11）检测信息：日期和时间、速度、车轴数量、车轴间距、车型、车轴 重量、轮重、轴重、轴组重、车辆总重、分类类型、总轴距、车长、 车道号和行驶方向、数据记录序号、标准当量轴次、违例类型代码、 车辆加速度、车辆间隔时间（毫秒）等；12)仪器寿命:MTBQ20, 000h;13)工作电压:AC220士 10% 50Hz士 4Hz;14)环境温度:-40 80C;15)湿度：095%16)安装方式:在路面浅表层镶嵌。17)信号范围:士 10mVDC18)采样速率:150kHz;19) 信号传输方式：RS422/RS232/RS485多种接口实时传输。7.1.3称重采集器自带软件简单介绍仪表开机后，系统自动加载检测程序，主界面如图1所示:荣单 统计参數设量查询- l:一车道一轴0 kg0kn/h二车道一轴0kg0 km/h-二车道 一轴0 k&0km/h四车道_轴0艙0km/h0kg0km/h二轴0kg0km/h二轴00km/h二轴0kg0km/h三轴0kg0km/h三轴0kg0km/h三轴0k吕0km/h三轴0kg0km/h四轴0kg0kWh四轴0kg0km/h四轴0血0km/h四轴0血0km/h五轴0kg0knvli五轴0kg0km/h五轴0k吕0km/h五轴00km/h六轴0kg0km/h六轴0聽0krn/k六轴00km/h六轴00km/h总重0kg未融岌总重0kg未触岌总重0未融发0kg耒融岌车道号日期时间总重|轴数车辆类型|总重限重总重超限20)在主界面上可以看到日期，时间，温度及一至四车道的检测数据， 包括轴重，速度，总重，线圈触发及收尾的状态，主界面的下部分显 示所有存储在数据库中的数据。21）统计功能：如图2所示图222）根据上图，可以选择开始，截止日期，开始，截止序号，超限上下 限，轴数，车道，方向等条件进行统计，得到不同条件下的统计记录, 点打印按钮可以预览统计报表，报名如图 3.车辆统计报表站点代码01开始日期2013年08月 01 H截止日期2013年08月 01 H开始序号餐止序号超限下限超限上限车辆轴数车道号1行驶方向正向检测车次0超限车次0查询功能：如图4所示厂査询査询统计时间迭择；开始时间08/01/2013 -0:00:01OS/01/2013)PLASTIC STANDOfF(F0F* UPPflfil tXJftNG INSTLLATlDM)ROAD SURFACEwTT19 1 mm(3/4-Vl6_4）覆盖整个车道，不漏检单根称重传感器长度可达6米，标准长度3.5米，安装时全长度覆盖车道 截面。传感器现场安装图片7.1.5传感器主要技术参数线芯：16AW（扁平编织镀银铜芯线压电材料：极化压电聚合物涂层P外护套：0.4毫米黄铜管外形尺寸：6.6*1.6 毫米路面开槽尺寸：19 宽*19深毫米（使用专用灌缝胶与路面填平）绝缘电阻： 500Mohm电压常数：200pC/N无源信号电缆：RG58精度误差：长度方向+-7%工作温度：-40% - 80%传感器寿命： 4000万次1亿次（等效轴载）温度灵敏度:0.2%/C7.2车辆监控及车牌照自动识别系统每一车道路开槽埋设2条相距3米车道等宽的压电测重传感器（3.5米 长的压电传感器），在2条压电传感器之间开槽埋设2*2米方型车检地感线 圈，在地感线圈位置的路旁安置控制机柜，将传感器电缆及地感线圈电缆 开槽埋设引进控制机箱。路边控制机箱分为3层，上面放置高速称重主机， 中间层放置车辆抓拍及牌照识别主机及光端机，下层放置备用电源及接线 盒。在离第一条传感器安装位置后16米处设置路旁车牌摄像机及监控摄像 机架，车牌摄像机使用一台300万像素高清摄像机抓拍二个车道车前脸照 片，此照片用于车牌照自动识别。每个车道带有补光灯，用于晚间对车辆 前牌照进行补光。监控摄像机使用一台 130万像素的高清摄像机监控车辆 实时画面。摄像机用数据线与路边机箱中的工控机相连。高速称重数据和 视频通过光端机光缆连接到监控中心服务器。7.2.1抓拍系统构成由车牌抓拍摄像机，LED补光灯及附属器件，全景摄像机及支架，车牌 抓拍打包计算机等组成1）每条两个车道一台抓拍摄像机和一台全景球形摄像机，摄像机采用 500万高清摄像机，用于抓拍车辆彩色特写图像，并识别车牌号；球机为 130万高清摄像机，用于实时监控路面车辆全景画面。2）采用独立的识别模块，保证识别速度。3）每个识别系统具有独立的100M网口，以提高可靠性和速度，和后台 管理机组成一个局域网；5）辅助光源对车道上的车头进行辅助照明，以减小汽车大灯的干扰；6）车牌照的识别率97% （按交通部相关标准）；7）车牌照的识别时间 200毫秒；7.2 .2车牌识别视频监控拓扑图 :口称鱼主机1）整牌识别率：2）拒识率：3）车牌识别时间:抵柏打包工控桩牟耦覺量+车牌雜总it匿收札723车牌识别技术指标含汉字：（昼）92%（昼）0.1% （夜）0.5%不高于200毫秒4）彩色图片分辨率：768 x 576 24bit 真彩色注：以上识别率为标准测试环境。7.2.4车牌照相机技术指标指标组件产品ECU-7XXX-T EVU-2BXX-T系列采用;传感器类型：1/1.8 Progressive Sca n CCD最小照度：0.1Lux(F1.2,AGC ON);摄像机DS-2CD9131-S快门：1/25秒至1/100, 000秒;镜头接口类型：C/CS接口;自动光圈：DC驱动;视频压缩标准：H.264/MJPEG 压缩输出码率：32Kbps16Mbps;图像格式：JPEG图片质量可设;最大图像尺寸：2048(H) X1536(V);帧率：25fps(2048 X1536);图像设置：饱和度，亮度，对比度，白平衡，增益，3D降噪通过软件可调；存储功能：支持SD/SDHC USB存储设备；支持协议：TCP/IP，HTTP, DHCP,DNS,RTP,RTSP,NTP,支持FTP上传图片；通用功能：心跳，密码保护,NTP校时；智能识别：车牌识别、车型识别、车辆检测；补光灯控制：闪光灯自动控制、时控可选；支持多种 补光方式：独立闪、不闪、关联闪、轮闪和频闪等；专用功能：支持视频触发、外部I/O触发、网络触发、RS-485触发，支持红绿灯状态输入，支持 JPEG抓图功能，支持电源同步，支持10测速功能；支持外接USB存储设备本地图片存储、自动覆盖、自动上传；通讯接口： 1个10M/100M/1000M自适应RJ45接口，1个 RS-485接口；触发输入：4路外部触发输入；触发输出：3路(光耦隔离2500VAC),可作为闪光灯同步输出控制；同步输入：SYNC言号灯电源同步输入；视频输出：1Vp-p Composite Output(75 Q/BNC);工作温度湿度：-30 C 70C,湿度小于90%无凝结)；电源供应：DC12V10%功耗：10W MAX尺寸(mm): 84mm(W)69.6mm(H)x150.1mm(D);重量：1.45kg。725全景摄像机技术参数DS-2DM7274-A(B)焦距4.7-94mm, 20 倍光学镜头变倍速度大约3秒（光学,广角-望远）水平视角58.3-3.2度（广角-望远）近摄距10-1000mm广角-望远）光圈数F1.4-F3.5红外功红外照射距离150米台匕 冃匕红外角度根据焦距可变最大图娱 1920X1080像尺寸网络主码流 50Hz:25fps(1920 X1080)、25fps(1280 X720)分辨 60Hz:30fps(1920 X1080)、30fps(1280 X720)率及一般规菜单中、英文范电源AC24V帧率视频压缩音频压缩H.264/MJPEG/MPEG4H.264 编码支持 Baseline/Main/HighG.711/G.722/G.726/MP2L2/AACProfile网络协议同时预览视频数用 户 权 限IPv4/IPv6,HTTP,HTTPS,802.1x,Qos,FTP,SMTP,UP nP,SNMP,最多20路最多32个用户，分3级：管理员、操作员和普通用户35Wmax （其中红外灯15Wmax加热6WmaX工作温度和湿度-30 C -65 C湿度小于90%防护等级安装方式IP66（室外球）TVS4000V防雷、防浪涌、防突波，符合GB/T17626.5四级标准多种安装方式可选根据应用环境进行选择尺寸245(mm)X399(mm)(室外)重量6k726车牌抓拍打包工控机主要参数研华工业级工控机7.2.7摄像机架技术参数气严1 fefLH23 E2屣2B.Qff.ltx W： 10I巒EV.2114r耳*r忑B.Q N京旅A厂aH4S41.3?呂 Mi-r+flf- -*i-7 hI*-1 H -.b *R!r律ISIP窃F； w甕贰峙叶7.2.8户外机柜及基础图纸51OQN5如眈主机箱/路基边缘主机箱基座技术要求：h机箱基础固定螺栓应保持接地艮好 入标准人井深lm,底部直径lm八称重采集器软件功能介绍8.1超重管理客尸端软件主要功能1) 接受高速称重系统前端检测的车辆总重、轴重、轴数、车速、车型、车道号、是否跨道行驶及车牌照号等实时数据， 在监控界面上显示出来;2) 实时监控经过高速预检传感器点的驶来车辆；3) 超载车辆声音报警提示；4) 预检超限车数据纪录、及交通流量纪录；5) 软件界面如下图(仅供参考)；$Q云台控制变倍ri|乘MI车谨冬i黒苦露道I 鮭 丨坯数丨是否癡 -董 覇二賣I肃三重轴应W莹I K趨重报警n 13:48UET 1113:43 073 11:13:33 OT-6-9 31.13:23 O7-6T 11:13:13 OT-W Ild3：06Eg 11.12:53 0?嗝叫I H 12:480T3 11:12:360000 00-0 000 0000000000 昱是是是昱長是Ji星是 930T2瓏删40L4423242碰6596 否暂否否否否否售否否 6 4-25 32 2 4254041