高速公路高速称重系统技术方案.doc

高速公路动态称重车辆检测器-技术方案2012年6月28日 目录：1系统主要功能简述32系统配置及布置方案42.1 系统配置方案42.2 系统布置方案43主要技术指标64DAW100系统描述84.1DAW100动态称重检测器性能特点84.2 主要部件说明104.2.1 WPM175弯板式传感器104.2.2 线圈114.2.3 中心控制器124.3. 数据存储134.3.1数据存储型式14附一：近两年来国内外使用该产品部分客户名称15附二：统计样表（监控中心统计软件）161系统主要功能简述衡枣高速公路监控系统设置的动态称重车辆检测器，主要用以采集和检测进入衡枣高速公路的车辆的车速、轴载、交通量等数据，并自动进行车型分类。高速公路管理部门可以针对不同类别的车辆设置相应的轴重和总重最大阀值，自动在监控中心记录通过检测仪的超载车辆。根据要求，我们选用了PAT公司的DAW100动态称重系统，该系统广泛应用于：l 交通和道路的规划设计l 车辆流量重量和速度的统计l 维护计划l 结合AVI（自动车辆识别系统）进行主干线的监控分析l 违章统计执法l 交通控制以及其它的负荷流量分析该系统主要具有以下功能：l 对通过称重区域的车辆进行较为精确的称量，提供完整的车辆轴载、轴型、总重、车速、车长、轴距等信息l 根据各种条件或组合条件进行车型判断，如车长、车速、轴型、轴距、载重量等，对于拖车有相应的处理方法，不会分成两辆车处理l 根据该数据统计出车道占用率、平均车速、车头实距等统计类的信息，并且可以提供轴载次等各种车辆重量的统计信息，以备为以后的养护工作提供相应的数据（各种统计样表见附录）l 可人工设定线圈频率，多达64级可调，彻底解决相邻车道车辆干扰问题l 可设定车辆的各种报警限制，如车速、总重、车头重、单轴/双连轴/三连轴等，报警信号可以有I/O输出及数据输出两种方式2系统配置及布置方案2.1 系统配置方案根据要求，系统采用DAW100高速动态称重系统作为主线高速动态称重车辆检测器，对通行车辆进行检测。高速动态称重系统DAW100主要包括中心控制器RSP100、高速弯板传感器WPM175、线圈等几部分组成，可以完成对通过主车道的车辆的检测和数据计算，可获得包括轴重、总重、速度、车型、轴型等数据，并可和预置的轴重、轴组重、总重等阈值进行比较，提供各种统计信息。也可扩展为超载执法系统，具体配置见系统配置图。系统主要部件如下：l 中心控制器RSP100该部分是整个系统的核心部件，完成数据的采集、计算和上传功能RSP100结构上采用1 9机箱结构，便于维护和操作；电气上采用了ECB总线结构的多CPU处理器体系结构，并行处理各种信息，大大提高了系统的可靠性和效率。l 称重传感器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。l 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25002150mm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内计算机记录和保存，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6070%。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：l 速度范围：5-200公里/小时l 称重精度：平均误差3% ，最大误差50km/h时: 3%(2)检测速度是指被检测车辆通过弯板的平均速度值l 轴间间距: 0.15m(标准偏差)4DAW100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：l 使用关键技术，确保设备功能强大，性能可靠；l 检测时速度范围为5-200km/h；l 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、静态以及加速、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；l 由于使用了弯板式传感器及其安装方式，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；l 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；l 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；l 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；l 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；l 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；l 模块化设计，提高了系统的可扩充性和易维护性；l 完善的软件功能，使系统运行可靠，操作维护简单、方便；l 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l 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4.2.1 WPM175弯板式传感器技术说明:l 尺寸: 175050020mml 重量： 123kgl 额定载荷（每轴）： 20tl 过载能力（每轴）： 150%l 测量范围（每轴）： 0.320tl 速度范围: 5200km/hl 温度范围: -45+80l 湿度范围: 095%,无凝结l 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：l 结构坚固,温度范围广l 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l 速度允许范围宽l 实际车轮载荷与整体轮胎压力成线性关系l 具有长期的可靠性和经济性l 全部用高温硫化橡胶密封,防腐蚀、耐高温l 便于更换及维护l 平均无故障间隔时间(MTBF)： 10年l 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： PAT GmbH4.2.2 线圈线圈主要应用于车辆统计、车辆分类，以及在称重系统中检测车辆的出现以及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范围和灵敏度，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。技术说明:l 尺寸: 2500 2150mml 温度范围: -45 +75l 湿度范围: 095%,无凝结l 速度检测范围: 5200km/hl 电缆长度: 40m(可扩展到150m)l 频率范围: 50 200 KHz线圈主要具有以下特性:l 价格低廉l 安装周期短l 应用范围广,可进行车辆统计,以及可以按照车辆类型、速度、车辆长度进行分类l 工程量小,对路面的损坏程度较小l 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。产地：线圈电缆：德国线圈密封胶：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内的检测计算机。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内修改。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，以及防电涌、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:l 控制箱外部尺寸:400 300 260mm ,l 重量: 12kgl 温度范围: -30 +75l 湿度: 0%-95%,无凝结l 供电方式: 220VAC 10% , 504 Hzl 防护等级: IP65产地：德国制造商： PAT GmbH4.3. 数据存储 称重和分类的数据存储在内部RAM中,CPU主板的存储容量为256 K,并且带有一个内存为4MB扩展板。4.3.1数据存储型式软件可以存储30天内的每个车辆类型/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:l 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20170km/h依次增加10km/h)。根据特殊要求可增加其它的车辆类型。l 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、车辆类型以及违章编码。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FHWA F分类标准。附一：近两年来国内外使用该产品部分客户名称 序号用户名称数量1南京长江二桥32长常高速43浙江省公路局24下沙大桥65鄂黄大桥26黄河大桥27汾灌高速88美国Montana129美国Indiana4510美国California2611美国Florida3112德国8613西班牙214土耳其415葡萄牙816荷兰717马来西亚2418澳大利亚1519新西兰520巴西3421爱尔兰2122英格兰4523韩国4224约旦1525阿联酋24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袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂