石英非现场执法系统方案版教案资料Word文档下载推荐.docx
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四、非现场执法系统方案设计
4.1需求分析
XX公路是xx县的重要货运交通要道，路面位双向6车道，为打击超限超载违法行为，计划在进城方面的3车道安装石英式路面不停车检测系统。
4.2系统技术参数
Ø
检测正常行驶（速度：
0.5~100km/h）车辆的车重、长宽高、车速，对车辆进行自动分离；
形成完整的车辆称重信息，包括车辆通过时间，整车重、车长、车高、车宽、车速、车辆超限标志等；
按照超限车辆判别标准的要求设置超限重量和尺寸限值，还可以方便的进行调整,自动判别车辆是否超限；
电子标签车辆识别（RFID），端口预留；
车辆尺寸超限判别（长度、高度、宽度超限）；
能自动存储和传输过往车辆的图像和数据，并由LED可变情报板及交通引导标志自动指示车辆驶往检测站内低速高精度动静态称重子系统进行精（复）检；
能通过数据通讯传输系统将可疑超限车辆信息传输至计算机管理子系统，此通讯传输系统可满足以下功能：
向计算机管理子系统准确传输各种完整的车辆数据；
能接收管理计算机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；
称重系统具备自动缓存功能，在向计算机管理子系统发送数据失败时，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。
主要技术指标
------速度范围：
0.5~200km\h；
------载荷能力（单轴）：
70T；
------最大载荷（单轴）：
150%；
------速度误差：
±
2%（km\h以上）；
------车型误差：
小于5%（按交通部交通调查工作要求的车型标准）；
------总重误差：
≤±
5%（95%置信度范围内）；
------使用寿命：
大于4亿轴次
------MTBF≥10000h（平均无故障周期）；
------环境温度:
-45~+80℃；
------相对湿度：
＜98%RH（无结露）；
------传感器能经得起公路上长期的经常性的振动；
------出现跨道行使车辆时，能正确检测每轴轴重；
4.3非现场执法系统组成
非现场执法系统，由高速动态称重、长宽高测量、站级继承管理、车牌识别、视频监控、信息发布、通讯系统、供电系统八个子系统组成。
4.3.1动态称重子系统
高速动态称重子系统为全自动不停车称重检测系统，在不影响正常交通的情况下获取高速行驶中车辆的载荷信息，并根据设定的限值，将超限超载车辆遴选出来。
该系统位于交通主线，车辆行驶状态复杂，需能对各种跨线、压线等复杂情况进行有效的监测和控制。
动态称重子系统由：
称重传感器、数据采集器、线圈、车检器、称重控制器组成。
石英压电称重传感器具有高速动态称重精度高、不受温度变化影响、使用寿命长等优点。
本方案采用石英压电称重传感器，嵌入式安装在路面，对过往的车辆进行不停车动态称重。
数据采集器，采集石英传感器信号，对石英电荷信号进行转换、放大、调理，数据通过网口或串口输出到称重控制器。
线圈嵌入式安装在路面，利用磁感应原理对通过车辆进行检测，线圈信息接入车检器，车检器对信号放大处理后，能够对车辆进行分离、车速检测、车流量检测；
称重控制器，接收数据采集器和车检器信号，采用特定的算法，计算车辆的轴载荷和整车重量，重量数据通过网口上传到上位机。
4.3.2长宽高子系统
长宽高测量系统，主要在不影响正常交通的情况下获取高速行驶中车辆厂宽高信息，并根据设定的限值，将长宽高超限的车辆遴选出来。
安蒙德长宽高测量子系统，采用激光非接触式测量技术，利用龙门架架空安装在车道上方，对车道过往车辆进行长宽高测量，测量过程无需停车，自动识别车辆，自动计算长宽高数据。
长宽高控制系统由宽高仪（传感器）、长宽高控制器组成。
4.3.3车牌识别及抓拍子系统
车牌识别是遴选车辆和执法取证的关键功能之一，采用车牌一体机对过往货车进行抓拍和动态车牌识别。
为了检测系统证据的完整性，分别设置车头、车尾、车身三个不同角度的抓拍摄像机。
车牌识别及车头抓拍
车头方向安装一台高清车牌一体机，对车头进行抓拍、并实时识别车牌号码，车号和车头照片自动上传到工控机；
车尾抓拍
车尾方向安装一台高清车牌一体机，对车尾进行抓拍，车尾照片自动上传到工控机；
车身抓拍
车辆行进侧面方向安装一台高清车牌一体机，对货车的侧面进行抓拍，车身照片自动上传到工控机。
抓拍配套设备
为了保证全天候的抓拍照片效果，每个车道安装一个频闪补光灯和爆闪灯，确保白天和晚上抓拍图片的效果一致性。
4.3.4站级集成管理子系统
站级集成子系统，是现场检测设备的集成中枢，由现场工控机和站级治超软件组成。
1）现场管理工控机：
现场控制主机，是不停车治超系统现场控制中枢，安装在现场控制柜中，管理称重控制器、轮廓测量仪、车牌识别单元、led可变情报板，并将不同设备的检测信息进行匹对加工，形成一条完成的超限超载检测信息，发布到LED可变情报板，并上传到超限管理平台。
公路现场环境比较恶劣，要求现场管理工控机的可靠性稳定性非常高，工作温度范围要达到-30度~+80下能稳定工作；
另外为防止防止机器死机而导致整个系统瘫痪，须内置硬件看门狗功能。
2）站级非现场治超软件：
站级软件主要功能：
管理各子系统设备：
管理现场称重、轮廓测量、车牌识别、信息发布各子系统设备；
接收各子系统的检测信息：
接收子系统（现场称重、轮廓测量、车牌识别）输出的检测信息；
同步匹对整合各中检测信息；
将不同设备的检测信息进行同步匹配加工，形成一条完整的超限超载检测信息：
车号、车型、车辆照片、车道号、行驶方向、车速、总重、车长、车宽、车高；
筛选并发布超限超载违法车辆；
自动筛选出超限超载或交通违法车辆，并发布到现场LED可变情报板；
上传数据到管理平台；
所有的检测信息自动上传到超限管理平台。
4.3.5视频监控子系统
视频监控系统是非现场执法系统的证据补充，采用一个固定摄像机和球型旋转摄像机对路面进行全天候监控，并设置一台NVR进行视频录像。
4.3.6信息发布子系统
可变情报板用于不停车预检系统，主要用于诱导、超限超载车辆信息公告的发布。
在距不停车预检称重传感器200米处设置“F架“可变信息情报板，当车辆通过高速称重系统超载时，安装在路侧的LED可变情报板显示“车牌号涉嫌超限行驶”字样，对涉嫌超限的货车司机进行现场警告显示。
系统组成
可变情报板由显示屏、控制器及其内置控制软件、机箱、F型架、框架、电器保护和防雷装置、基础、安装连接件、可变情报板安装所需的电力电缆及信号
电缆工程（包括电缆及电缆从路边手孔到设备的敷设与连接）等组成。
其供电由路边配电箱提供。
可变情报板由设置在F型架上控制箱内的微处理器操作，微处理器的串口与控制箱内的光端机相连，通过光端机和治超站机房内的高速动态称重管理计算机相连，从而接受计算机的监控，执行该计算机指令，并反馈设备自身运行状态、各种故障信息及通信连接故障等。
信息发布系统主要设备采用单色或红色双基色LED显示屏，显示尺寸：
3.2米（宽）*1.6（高），控制卡内置国标一、二级字库中的所有汉字、GB2312指定的全部汉字和数字字符及简单图形。
可以满足图文信息显示的要求。
可显示超限车辆信息、限速标志，发布道路路况、最新通知等信息。
LED显示屏机箱使用铝合金材质内部钢带加强，超薄箱体、外形美观、结实耐用，双夹层门，防护等级达IP65。
显示屏采用F杆在路侧安装，安装方便，不影响路面交通。
4.4系统布局图
4.4.1总体布局
4.4.2石英称重传感器和线圈布局
4.4.3车牌一体机和抓拍摄像机布局
4.4.4长宽高测量布局
4.4.5系统图
五、主要设备技术参数说明
5.1石英称重传感器
压电石英动态称重传感器是以压电石英晶体作为测量敏感元件，并采用专利结构制作而成的刚性、条状动态称重传感器，它由压电石英晶体片、电极板和特制的梁式承载器组合而成，分为1米、1.5米、1.75米、2米等多种尺寸规格以适应于不同宽度的车道，可组合成多种尺寸的道路交通传感器，能适应中国路面的动态称重需求。
传感器
横截面尺寸
55mm（宽）×
44.5mm（深）
输出温度影响
＜0.02%FS/℃
长度规格
1米、1.5米、1.75米、2米
工作温度
-45～80℃
量程（轮重）（200×
328）mm2
50N～150KN
承载面
承载面可研磨
过载能力
150%FS
非线性精度
<
0.5%FSO
载荷灵敏度
～1.4±
7%pC/N
一致性
3%FS
适应车速
（0.5-200）km/h
重复性
2%FS
输出阻抗
500GΩ
防护等级
IP68
5.2电荷放大器
针对石英动态称重传感器电荷输出的特性优化设计的4通道电荷放大器。
放大器内置电荷放大、信号调理电路，为数据采集系统提供优质的电压输入信号。
供电电压
直流12V
供电电流
20mA
输出电压
5V
输出电流
±
1mA
输出电阻
10Ω
输出噪声
10mVp-p
时间常数
100s
-3dB频响范围
3.3kHz
输入通道数
4
测量范围
60000pC
-40~85°
C
IP67
5.3数据采集器
针对石英动态称重传感器而设计的高性能单车道数据采集处理器。
它集成了电荷信号放大器、数据调理电路、带通滤波、车道数据
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