紫光计重说明书双称台式.docx

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紫光计重说明书双称台式

高速公路动态称重系统

（双秤台式）

计重说明书

紫光捷通科技股份有限公司

2011年11月

一、公司简介

紫光捷通科技股份有限公司（以下简称“紫光捷通”），是上市公司紫光股份旗下，致力于推进中国智能交通领域科技创新与产业化应用的高科技企业。

公司是在原“清华紫光智能交通与控制工程事业部”的基础上改制成立的。

经过十余年的专业化发展，紫光捷通现已成为我国高速公路、轨道交通、城市交通建设领域知名的智能交通系统解决方案与智能交通服务提供商。

在高速公路机电工程建设领域，紫光捷通获得建设部“公路交通工程专业承包通信、监控、收费综合系统工程资质”，成功研发具有完全自主知识产权的高速公路收费与监控系统、电子不停车收费系统、区域联网收费系统。

截至2008年末，公司高速公路机电工程建设覆盖全国20余个省份，累计建设里程占全国高速公路通车总里程的20%，成为中国高速公路机电工程建设领域的领导者。

在智能交通服务领域，紫光捷通深入贯彻本地化策略，依托各地参控股公司建立覆盖全国的运营与服务网络，建立规范的售后服务管理系统，为客户提供及时、专业的品牌化服务。

公司自主研发的ZCS-CT-30称台式动态汽车衡.是一个技术先进、性能可靠的动态称重系统.可以在车辆运动中测量车辆重量.它采用了国际先进的动态重技术和数据高速采集与处理技术.计量精度高,性能可靠.

紫光捷通ZCS-CT-30称台式动态汽车衡为管理者进行交通调查、交通量预测与控制、公路维护计划定制、车辆超限治理等工作提供精确而客观的依据，适用于下列领域:

公路汽车运输超限超载检测系统,高速超限预警系统，公路计重收费系统等.

二、技术说明及方案

超限运输车辆一方面加剧了道路、桥梁的损坏，对道路、桥梁的正常运营维护构成了巨大的威胁，另一方面也形成了严重的交通安全隐患。

越来越多的业主认识到超限运输的严重危害，因此高速公路收费车道安装低速高精度称重系统，对所有过往车辆进行称重，配合已有的收费系统，对过往车辆进行计重收费，对超限车辆进行加重收费的处罚，从而有效控制超重车辆对公路路面的破坏，这已经成为业界的共识。

计重收费从概念上讲是按照通行车辆的车货总质量收取通行费。

在实际操作中，所谓的计重收费一般又分为两种情况。

一是完全按照通行车辆的车货总质量收费，二是在通行车辆超过相关部门规定的限额后，进行惩罚性的收费。

2002年12月13日中华人民共和国交通部2号令《超限运输车辆行驶公路管理规定》第二十八条规定“超限运输车辆行驶公路赔（补）偿费标准由各省（自治区、直辖市）人民政府交通主管部门会同同级财政、物价主管部门制定。

为了在收费站实现计重收费功能，在每条车道各设置一台收费车道低速高精度称重系统，向收费系统计算机传输轴型、单轴重量、联轴重量、联轴数量、每轴的胎数（单/双胎）、轴距、总重等信息，由收费车道计算机进行处理，从而实现计重收费功能。

1、基本原理

动态称重系统由车辆分离器（光幕）、动态称重设备（秤台）和称重控制器组成。

车辆分离器（光幕）、动态称重设备（秤台）、收尾线圈安装在车道，负责基础数据采集；称重控制器安装在收费亭内或收费岛上，负责协调并采集上述仪器的信号，进行必要的处理后，将称重结果通过标准接口（RS232/422/485）输出至车道控制机。

当车辆进入称重收费车道时，车辆分离器检测到车辆到达，产生一个信号通知称重控制器进入称重工作状态；车辆各轴依次通过动态轴重仪时，动态轴重仪实时测量各轴负载量并送称重控制器进行记录；车型分类仪根据车辆轮轴特征检测车辆所属类型（分类依据标准：

《交通部二号令》）；当车辆完全通过后，车辆分离器也产生一个信号，通知称重控制器进入数据处理状态；在数据处理状态，称重控制器累加所记录的轴负荷计算车辆总负荷，并根据检测到的车型分类计算该车辆是否超限以及超限的具体数量，并将车型分类、车辆总负荷、车辆限载值等数据输出。

动态轴重仪在车辆运动中测量车辆重量，能够准确区分前后车辆（不会误判拖、挂车），测量车轴、车轴组和车辆总重，标准通信接口RS232/485实现与车道控制机等外设之间的通信和控制，提供丰富的输出数据内容（轴负荷、总负荷、车型分类、车辆存在与离开等），计量精度高，车道控制机可直接利用本系统提供的数据并依据计重收费费率对车辆实行计重收费。

能真正解决跳磅、偏载、压偏、绕秤（称重平台可以完全覆盖路面，从而避免了司机故意绕秤）等造成的计量不精问题，在通行车辆匀速行驶下，称重误差率≤2.5%。

2、系统结构

我公司提供所有必需的安装材料及辅材，并详细注明安装、调试方法，提供安装、调试手册；提供完整的中文产品说明书，中文产品使用手册，合格证，质量检测材料等。

我们还提供设备运行的环境要求资料（如温度、湿度、供电、防雷、接地要求等），并提出相应的安装、调试所需的诸如安装工具、测试工具等方面的相关要求。

二个称台并排安装，能真正解决跳磅、偏载、压偏、绕秤走S型等造成的计量不精问题，在通行车辆匀速行驶下，称重误差率≤2.5%；

3、称重检测流程

（1）当称重检测系统进入工作状态时，载货车辆保持安全间距依次进入收费车道，低速通过称重平台；当载货车辆尾部离开称重平台及红外线车辆分离器（或环形线圈车辆检测器）时，红外线车辆分离器检测到一个车辆结束信号；

（2）称重系统处理器处理来自称重平台的车辆称重信号，并形成一个整车称重信息，这些信息包括车辆的车型、轴重、联轴信息、每轴的胎数、联轴重量、轴距、总重；

（3）称重系统处理器通过数据接口将整车的称重信息传输到收费车道计算机，完成对一辆载货车辆的称重过程，等待下一辆载货车辆的称重。

4、设备主要技术指标

收费车道上设置的称重检测设备能准确的测出车辆的称重信息，并以此为依据进行收费。

轴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，车辆依次进入收费车道，车辆有排队进入收费车道的情况，也会出现车轮停在称重板上的情况。

本称重设备具备动、静态称重功能，在上述情况下可以进行准确的测量；同时由于车速低，车辆排队间距小，因此采用红外线车辆分离器的辅助手段，当红外线车辆分离器发生故障时，可由车辆检测器进行车辆的分离工作。

综上所述，安装在收费车道上用于计重收费系统的称重设备满足以下技术指标：

5、系统主要功能及特点

5.1、系统的计重部分

车道动态称重装置，采用中央处理控制技术，称重过程自动完成，无须人为干预。

我公司将驱动软件封装为DLL方式，用户可根据需要设置主机主动查询、轮询或称重仪主动发送数据等通讯方式。

仅需简单的设置和方便的功能调用即可实现与其他系统的连接，十分有利于已有非计重收费系统的计重收费改造。

称台它的构造如图：

它主要有秤台、称重传感器、限位装置和防护装置组成。

秤台主要承载通过的车辆的重量，它的长度方向与通道宽度一致（普通车道3.5m；超宽车道4.2m），宽度方向为1.8m，而一般车辆轴距均大于此值，故可以让车辆各个轴上的轮胎依次通过秤台，并且在托起秤台的8只称重传感器中，沿车辆行进方向（秤台的宽度方向）每两只为一组，分四路将称重信号送到A/D转换器中。

限位装置的作用主要是防止车辆上下秤台时对秤台和传感器的横向冲击，以保证传感器的安全和称重的稳定性。

防护装置主要是保护传感器不受车辆的碾压和撞击。

由于动态轴重仪结构上与静态汽车衡结构上并无大差异，仅是将全车称重改为轴称重而后将重量相加，所以从静态上其精度应于静态汽车衡相近，达到国际OIML三级秤水平,能够满足计重收费的要求。

图示为传感器在地面以上安装的形式，这种结构秤体的稳定性、可靠性较好，另外由于传感器在地上，免于雨水浸泡，基坑也可以较浅，但是其缺点是地面上有两个突出的防护罩，如果该防护罩正好位于通道隔离区内，则对行车和其本身的安全毫无影响。

车辆通过秤台时，两路称重传感器的信号依次传入A/D转换器，并送到称重处理器（下位机）进行处理和判断。

1.根据信号的次序可以判断出车行方向，将后退车辆的数据剔除；2.根据两路信号出现间隔的长短，再结合车辆下秤台到达轮胎判别器的时间可以测出车辆运行的速度，称重处理器依此作为动态方式对数据进行处理（剔除车速对称重的影响）。

如果车速很慢或停止在秤台上，则称重处理器依据静态方式对数据进行处理。

安装在路侧的红外线车辆分离器前后方向最小分车距离为20cm，低速跟车时小于10cm；上下方向最小垂直检测宽度5cm，能完全消除跟车现象，将平板拖车、半挂车、全挂车、单车可靠分离，并通过特殊的程序和装置，根据不同倒车情况的逻辑关系，判别不同的倒车情况，自动删除无用数据，解决了由于不同形式的倒车（包括车辆不完全进入并退出，不完全倒车并进入等）产生的误称量和重复称量现象，保证了称重检测数据与车辆的一一对应关系，不会出现由于误判而产生多车或少车现象。

光幕相关检测参数可根据工程情况进行软件设定，确保不因飞鸟、雨雪等干扰因素而导致系统误判。

安装在车道数据处理器中的电子元件采用工业级器件，并嵌入固化的程序软件，适应室外全天候工作。

控制箱采用双层密封结构，具有自动排风、自动调温功能，防潮、防尘效果好，保证了设备的无故障连续运行。

系统配置软件和硬件watchdog，确保在受到强干扰导致的程序异常情况下系统可自动重新启动。

系统采用EEPROM和FLASHROM作数据缓存器，并可自动缓存多达10辆的车辆称重信息。

称重检测数据按照先进先出方式存放，前一辆车的数据传到收费计算机，但处理过程没有结束，后一辆车的数据暂存于车道数据处理器缓存消息队列中，并尝试重发，直到发送完成，避免此次检测数据被冲掉，从而保证了称重检测数据的完整性，同时也保证了车辆与检测数据的一一对应关系。

在收费车道内，车辆启动、刹车比较频繁，经常产生溜车现象，同时在车道内不同形式的倒车的现象（包括车辆不完全进入并退出，不完全倒车并进入等）也时有发生，给车辆有效的称重增加了难度，本系统采用独特的滤波采集和逻辑分车装置，处理车辆启动、刹车、不同形式的倒车等特殊情况，可有效避免重复称量和错误称量等称重失误。

（1）主要技术指标如下：

①精度：

静态称重精度：

国家III级秤标准

动态精度，满足下列条件：

车速

0~30Km/h匀速

有明显加、减速

离散误差

轴负载（>5t）

<±2.5％

<±5％

<±8％

注：

离散误差是指偶然出现的称重数据偏差，概率<±5％

速度测量精度（没有明显加、减速的前提下）：

车速在1-30Km/h时，不大于±5％；

轴间距测量精度（没有明显加、减速的前提下）：

0.30m

②工作环境;温度-40℃-+80℃;

相对湿度0-95%

③设备的防护等级

控制设备：

IP65；

称重传感器：

IP68

④被测车辆可以≤20Km/h的速度通过

⑤称重平台性能：

标准载重30吨（每轴）

过载能力200%（每轴）

⑥使用寿命：

10年

⑦适合路面横纵坡度：

≤2％

轮胎识别器、数据采集处理器机箱外表面均采用特殊的表面防腐处理，可有效防止盐雾、雨水、汽车尾气、潮湿等侵蚀对设备的损害。

将数据采集处理器及红外线车辆分离器安装在收费岛内，并增加防撞桶和专用限位桩等设施进行防撞保护，并进行反光警示色喷涂，其他部件如称重平台、轮胎识别器均采用大过载能力设计，提高了设备的耐用度。

设备维护极其方便，配合随机提供的专用维护工具，一个人即可轻松更换称重平台传感器，进行更换备件等维护工作，一次更换一般零部件不超过10分钟，保证了收费车道的连续运转。

轮轴识别器由于采用防水防尘措施，极大延长了使用寿命。

由于采用模块化结构，在发生个别传感器故障的情况下，可迅速更换单个模块，确保系统连续运行。

系统具有开机自检、定时自检、零点校正、自动温度补偿功能，并且在系统异常时（如自检异常等）自动重新启动系统（重启时间小于3秒），同时保存未处理检测数据并提示收费计算机，使系统恢复到正常状态而不丢失检测数据。

在系统自检时，部件出现故障的情况下，系统将故障部件信息传送到收费计算机，便于收费员做出适宜的操作，进行称重系统故障时的收费处理。

可在每条车道安装环形线圈车辆检测器，用户需要时（如雨、雪、雾等恶劣天气），直接切换至环形线圈车辆检测器车辆分离方法，以提高恶劣天气的车辆分离判别的正确率。

本系统对于防雷击、防静电除了设计接地装置，还在信号采集与信号传输接口处设计了防浪涌的光电隔离装置和压敏装置，可有效防止雷电后或静放电后的残余电压对设备的破坏。

防尘措施：

称重秤体长期置入室外使用，在秤体与框架边缘存在一定空隙，无防尘措施，往往会导致大量沙尘、颗粒物进入秤体内部，造成称重不准、设备卡死或损坏等问题。

秤台和框架缝隙处加装防尘条，秤台与秤台之间加装防尘条；（如图）

斜坡式排水排污措施：

秤体框架底部位置处均设计有排水孔，每个排水孔相互连接，污水通过秤体头尾处的缝隙进入秤体后，通过漏斗排水排污斜坡直接流向排水排污槽；排水排污槽处设计有外侧排水孔，通过排水孔，将进入秤体污水的直接排出，以确保秤体的干燥、清洁。

（如图）

防腐、防锈解决措施：

对秤体采用严格的防腐、防锈的措施：

抛丸处理，增加油漆附着力。

经抛丸处理后，除锈达到GB8923-88《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》Sa2.5级。

5.2主要性能参数

1、称重系统（称台式型钢结构）

1.尺寸：

3500×1600×400mm4200×1600×400mm

2.重量（大约）：

4100kg4500Kg

3.额定载荷（每轴）：

30t

4.过载能力（每轴）：

200%

5.工作环境：

温度-40℃-+80℃;

相对湿度0-95%

6.设备的防护等级

i.控制设备：

IP65；

ii.称重传感器：

IP68

7.称体结构及油漆处理：

型钢结构传感器上置式，框架加装防尘条，防尘性能好，称台表面喷砂处理，油漆处理：

油漆采用环保油漆，耐磨高，防腐蚀性好，

8.特别针对东北冬季结冰措施：

称台底部结冰，加装低温加热电缆，可采用预电加热处理。

9.称台采用拉杆限位方式，路面坡度大的路段不影响称重精度，称台采用专用顶杆装置，普通修无需使用起吊设备。

2、数据采集器/控制柜

1.控制箱外部尺寸：

外机箱6000mm×800mm×450mm

2.重量：

30kg

3.供电方式：

220VAC±10%，50Hz

4.防护等级：

IP65

5.含有防雷、抗浪涌冲击装置；

6.正常工作时的适应工作环境：

a）温度范围：

-45℃～＋80℃；

b）相对湿度范围：

0～95%；

7.使用寿命：

10年以上

3、红外车辆分离器/光栅

●检测高度：

1200mm

●光束间距：

43mm

●扫描时间：

每束光50us，200us处理时间。

扫描时间不包括串口数据传输时间

●最小检测物体尺寸：

标准模式：

53mm（1.25in）双倍扫描模式：

40mm

●扫描检测模式：

同步逐行高速扫描

●串口输出：

RS485协议（用户选择），9，600，19，200or38，400波特率

●继电器输出1：

车辆检测输出，NPN，150mA30VDC最大

●继电器输出2：

故障报警输出，NPN，150mA30VDC最大

●电影要求：

24VDC±20％

●电缆：

标准接插件电缆10m，防电磁干扰屏蔽线

●温度范围：

－45℃－＋80℃

●防护等级：

NEMA4，12，IP65

●振动及机械冲击：

振动：

0to100Hz，加速度：

98m/s2，10G；冲击：

4.1Joules，3ft.-lb

●认证证书：

CSA－CUS，CE。

分离器箱体应为厚度1.2mm的不锈钢材料并设有醒目的防撞反光标志；分离器窗口采用自动电加热玻璃，具有温控装置，可有效的防止凝露、结霜。

4、车辆检测器（线圈）

能够在红外车辆分离器发生故障时，自动切换到车辆检测器（感应线圈），对车辆进行分离和辅助收尾。

路面切割尺寸：

1000×2000mm

分车距离≤2m时，分离判断正确率：

≥99%

正常工作时的适应工作环境：

温度范围：

-45℃～+80℃；

相对湿度范围：

0～95%；

具有自诊断功能，发生故障时能够通过信息接口向外部发出故障信息。

线圈电缆由截面积不小于1.5mm2多股铜导线构成。

埋设后的环形线圈绝缘电阻：

＞500MΩ（DC500V时）

线圈电感量范围：

20～1000μH可调

灵敏度为四级可调：

高0.02%L/L、次高0.05%L/L、中低0.1%L/L、低0.5%L/L

频率：

面板上四级可调：

20～70kHz

●

5、轮胎识别器

轮轴识别安装尺寸：

普通车道1500mm

超宽车道1800mm

1.检测宽度：

≥车道宽度的1/2；

2.能够正确分辨每轴轮胎数，对总重5T以上车辆判别正确率≥99%；

3.能够正确识别车轴类型，判别正确率≥99%；

4.能够正确识别车轴数量，判别正确率≥99%；

5.正常工作时的适应工作环境：

温度范围：

-45℃～+80℃；

相对湿度范围：

0～95%；

6.防护等级：

IP68；

7.MTBF≥20000h；

8.使用寿命：

10年以上

9.具有自诊断功能，发生故障时能够通过信息接口向外部发出故障信息。

6、称重费额显示器

产品简介：

NFR-JX-550B计重金额显示器为封闭式高速公路计重收费管理系统专用配套设备，128*64点阵单元组成4行汉字，字符显示及可编程语音提示功能。

不锈钢外壳、立式安装、室外防尘、防雨设计，安装方便、性能稳定可靠。

技术参数：

产品型号

NFR-JX-550B

输入电源

AC220V/50Hz

控制信号

RS232串口

点阵

φ3.75红色超高亮管，可调光

内存标准

国标GB2312一、二级汉字

工作温度

-30～＋70℃

外形尺寸

（宽×高×厚）mm：

680×350×170

7、轴重仪与车道计算机之间通信规程

称重设备与车道计算机之间进行数据交换有两种方式可选：

一是数据通行方式，二是设备驱动方式。

我公司提供设备接口程序以保证称重设备与计算机的通讯。

一般情况下，数据交换由轴重仪收到光幕收尾信号后主动发起。

虽然轴重仪及设备驱动程序都能保存N辆车的相关数据，但考虑到时间操作过程中管理的需求，多数情况下会由设备驱动程序给出指令对数据进行删除。

轴重仪复位不影响驱动程序保留的数据。

同样车道计算机进行复位操作时也不影响轴重仪保存的数据。

两者之间会根据实际管理需求，有复位方发出数据同步请求。

当称重仪检测到车辆退出、不完全进入并退出、不完全退出并再次进入等特殊情况时，有轴重仪做出判断，并发送数据同步消息。

我公司已经将驱动软件封装为DLL方式，用户可根据需要设置主机主动查询、轮询或称重仪主动发送数据等通讯方式。

仅需简单的设置和方便的功能调用即可实现与其他系统的连接，因此计重系统的挂接对基本收费业务基本不产生影响，这样十分有利于已有非计重收费系统的计重收费改造。

我们确保应用软件可以仅使用WimDev.dll而不需要任何其它文件或数据即可满足对设备的各种使用要求。

除动态链接库本身外，不占用收费系统计算机的任何其它资源（例如不在运行中调用或产生附加的文件等）。

如因增强功能、提高性能而需要软件或计算机资源方面提供支持，将提前与业主和收费软件开发商协商达成一致并明确说明。

动态链接库通过安装方式自动注册到系统中。

注册后，收费软件可以直接调用。

我们已经封装形式完全一致的多个DLL版本，确保动态链接库能够在Windows98及以上版本、Linux操作系统上稳定正常使用，在Delphi、VC等编程语言环境下被正常调用并运行稳定。

5.1通讯介质：

标准RS232串行通讯口；

5.2通讯速率：

传输速度：

4800bps/9600bps可选，通过dip开关或仪表设置可选；

5.3数据帧结构：

异步通讯数据帧结构定义如下：

起始位

数据位

校验位

停止位

1bits

8bits

无校验

1bits

6.4从机地址可设置：

称重仪表地址可在0～255间设置。

6.5需要采集的信息：

需要采集的信息是一个完整的车辆称重信息，包括车辆的轴重、轴组重、整车重、轴型、车型、车速、车辆超限标志、时间等信息；

本协议与modbus协议类似；

6.6信息帧结构：

轴生检测信息可以采取主机轮询方式，也可采取从机广播方式，两种方式从机可设置；以下协议当中，2字节及2字节以上的数据结构均为高位在前低位在后。

（1）主机轮询方式：

A.主机轮询指令，每次提取1条车辆信息，数据流方向：

主机到从机。

B.对主机指令0,从机返回信息，数据流方向：

从机到主机。

C.对主机指令1，从机返回信息，数据流方向：

从机到主机。

D.对主机指令2,从机返回信息，数据流方向：

从机到主机。

E.对主机指令3，从机返回信息，数据流方向：

从机到主机。

F.对主机指令4，从机返回信息，数据流方向：

从机到主机。

G.对主机指令5，从机返回信息，数据流方向：

从机到主机。

H.收到从机信息后，主机应答，数据流方向：

主机到从机。

（2）从机广播方一式：

这种方式是只要从机数据缓冲区有数据，则以广播方式发送给主机，数据交换过程由上述“主机轮询方式”的b,c两个步骤组成。

6.7状态检测：

车道主机可以发送轴重仪检测状态命令，轴重仪在自检后予以回应。

数据交换过程由上述“主机轮询方式”的命令号5组成。

抛丸设备

抛丸处理后，增加表面粗糙度，增加表面油漆耐磨度。

✧采用防腐的环氧富锌底漆和钢结构氟碳面漆，漆膜厚度不低于120μm，确保秤体抗腐蚀能力。

✧连续自动焊接，使型梁内腔完全密封，不易生锈。

称重传感器

✧传感器采用不锈钢全密封设计。

✧传感器接线盒采用不锈钢全密封设计。

✧信号传输电缆采用屏蔽电缆。

✧信号线缆施工采用全密封钢管屏蔽。