计重收费设备技术规范912nd.docx
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计重收费设备技术规范912nd
1.总则
1.1.项目概述
载货类汽车的严重超限运输，危害交通安全，污染环境，缩短汽车本身使用寿命，同时造成了对公路路面的严重损坏，特别是早期疲劳损坏，大大降低了道路的使用寿命。
在高速公路上，由于大量的超限车辆，严重影响高速公路通行能力，许多超限车辆其最高行车速度甚至不能达到60km/h。
超限已成为高速公路发展中的一项“公害”，严重扰乱了正常的市场经济秩序，也直接影响国家汽车工业的健康发展。
根据国家有关部门治理整顿运输市场及车辆改装市场秩序的总体要求以及江苏省治理超限运输的具体步骤和措施，并依据《中华人民共和国公路法》、《超限运输车辆行驶公路管理规定》（交通部2号令，自2000年4月1日起施行）、江苏省高速公路现行通行费收费标准、《关于在生产及使用环节治理整顿载货类汽车产品的通知》（国经贸产业[2001]808号）、《公路汽车征费标准计量手册》（第三册）（交公路发〔2000〕563号）、《江苏省高速公路条例》（江苏省第九届人民代表大会常务委员会第三十三次会议于2002年12月17日通过，自2003年３月1日起施行）、《高速公路交通管理办法》、江苏省物价局、江苏省交通厅、江苏省财政厅2003年1月17日联合印发的“关于实行对载货汽车实施计重征收通行费并对超限运输加重收费的通知”，对江苏省公路施行计重收费系统。
1.2.系统介绍
在各收费站的车道安装低速称重系统，与现有的车道收费计算机进行通讯，组成完整的车道称重收费系统。
对所有的客车按现有的费率进行收费。
对所有货车进行称重收费，按实际的载重重量进行收费，并对超限车辆的超限部分进行惩罚性加收。
若遇到设备故障，在维护人员未及进行维修且无备用车道的情况下，临时按应急方案进行收费。
1.3.工程实施界面
1.3.1.与车道收费系统的实施界面
本称重系统与现有的车道收费系统通过串行数据接口相互通讯，称重系统测量出的车辆称重数据通过数据接口实时传输给车道收费计算机，传输协议应能满足对收费系统和称重系统数据接口功能的要求。
两个系统之间的连接线路由称重系统投标人负责。
对车辆称重数据的存储、图象抓拍等控制以及车辆称重数据与抓拍图象的对应、与车辆入口信息的对应等由各路段收费系统投标人负责完成。
通过收费系统的计算机网络、由收费车道计算机将称重数据发送到收费服务器中保存。
对车道称重系统产生的称重数据进行统计、查询和报表打印，这部分系统构成、功能及相应软件的开发由各路段收费系统投标人负责完成。
本称重系统完全独立，不与现有的收费系统发生关系，工程量全部由称重系统投标人负责。
1.3.2.与土建、房建工程的实施界面
厂商应负责称重系统所需的设备基础、管道、排水、接地等相关土建施工。
1.3.3.车道和广场改造工程的实施界面
因为增加称重系统，需要延长收费车道和改造收费广场的土建工程，由用户负责。
1.4.超限车辆的判定标准
根据交通部2000年颁布的2号令《超限运输车辆行驶公路管理规定》第一章、第三条、第四款和第五款的要求，现就超限车辆的判定标准明确如下：
1.4.1.车货总质量在下列规定值以上
1.单车、半挂列车、全挂列车车货总质量40000千克以上；
2.集装箱半挂列车车货总质量46000千克以上。
1.4.2.车辆轴载质量在下列规定值以上
1.单轴（每侧单轮胎）载质量6000千克；
2.单轴（每侧双轮胎）载质量10000千克；
3.双联轴（每侧单轮胎）载质量10000千克；
4.双联轴（每侧各一单轮胎、双轮胎）载质量14000千克；
5.双联轴（每侧双轮胎）载质量18000千克；
6.三联轴（每侧单轮胎）载质量12000千克；
7.三联轴（每侧双轮胎）载质量22000千克。
1.4.3.其他
经国家批准生产的单轴轴载质量大于10000千克、小于13000千克（含13000千克）的车辆，暂以国家核定的轴载质量视同轴载限值标准。
2.称重设备技术规范
2.1.设备概述
称重设备是为车辆低速进入车道时，进行轴载荷测量的专用动态计量设备。
本设备室外露天独立设置，前置安装，通过RS-232串行电缆和车道计算机之间进行数据交换。
2.2.设备组成
称重设备是由称重平台、红外光栅车辆分离器、胎型检测器和室外机箱等组成的独立外设，可以选配感应线圈和质量显示器。
2.3.设备性能指标
厂商提供的称重系统作为计重收费系统的关键设备，至少应该满足下列的指标：
1.该系统必须通过相关质量检测部门的检测并取得合格证。
2.可对各轴（轴组）分别计量并且计量线性良好
单轴额定载荷不低于30t；
最大过载能力不低于150%；
静态称量准确度达到0.5%；
有效测量速度范围为0～20Km/h，允许轮轴停在称台上；
车辆匀速行驶速度≤20Km/h时，若测量值不大于10%（F.S），则动态称量精度不低于±5%；若测量值大于10%（F.S），则动态称量精度不低于±3%；
总质量称量精度不低于±5%；
存在明显的加、减速时，动态称重精度不低于±10%，总质量称重精度不低于±10%；
当传感器发生故障时，可以通过硬件和软件发出故障消息；
工作环境：
a）温度：
-30℃～+80℃；b）相对湿度：
0～95%RH；
防护等级：
IP65；
使用寿命：
10年以上。
3.红外光栅车辆分离器
在良好天气时，要求分离判断正确率99.5%以上；
在恶劣天气时，要求分离判断正确率98%以上；
最小分辨物的尺寸不大于50mm；
两车可分离的最小间距应该不大于200mm；
要求光栅红外发射管的最高高度：
≥1500mm～2000mm，红外发射管的最低高度：
≤400mm；
当光栅发生故障时，可以通过硬件和软件发出故障消息；
工作环境：
a）温度：
-30℃～+80℃；b）相对湿度：
0～95%RH；
防护等级：
IP65；
使用寿命：
8年以上。
4.胎型检测器
能够正确分辨胎型，对总重5T以上的车辆要求判断准确度达到98%以上；
当胎型检测器发生故障时，可以通过硬件和软件发出故障消息；
工作环境：
a）温度：
-30℃～+80℃；b）相对湿度：
0～95%RH；
防护等级：
IP65；
使用寿命：
8年以上。
5.收尾线圈（可选）
在红外线车辆分离器发生故障时，自动切换为使用线圈，对车辆进行分离和辅助收尾，判断精度≥99％；
尺寸要求：
1m×2m；
当线圈发生故障时，可以通过硬件和软件发出故障消息；
工作环境：
a）温度：
-30℃～+80℃；b）相对湿度：
0～95%RH；
6.有良好的稳定性，设备标定周期应该大于12个月。
7.称重设备内置的计算机必须使用固化软件，不允许使用DOS，Windows，Linux等磁盘操作系统，无机械部件。
8.称重设备应该具有开机自检、空闲时定时自检、零点校正和自动温度补偿能力。
9.在自检异常、通讯失败或者程序迷走时，内置的计算机必须能够自动复位，复位时间不得超过30秒。
10.必须具有调试、检测用数字仪表显示面板，在面板上可以显示各轴轴型、轴重和车速。
11.必须提供进入自校状态的开关。
在自校状态下，通过仪表面板上的按钮或者厂商提供的设定工具，用户可以很方便的对称重设备进行校准。
12.具有可选的总质量显示器，可以显示总质量和超限质量供车主观看，超限标准遵循《超限运输车辆行驶公路管理规定》（交通部2号令，自2000年4月1日起施行）。
13.平均无故障工作时间不小于20000小时。
2.4.环境和电源要求
由于称重设备室外露天安装，部分收费站可能处于雷区，设备厂商应充分考虑雷电对设备的影响。
称重设备能够在室外－30℃～80℃的温度范围内和为0～95%RH湿度范围内正常工作，使用寿命不得少于8年，其中称重平台不得少于10年。
如果有易损件，则易损件除外，但是应该在技术文件中说明。
称重设备应该采用常规的220伏特50赫兹交流电源供电，并对电源质量无特殊要求。
2.5.知识产权
厂商提供的设备中如果使用了专利技术，则必须提供相关专利技术的“所有权证”或者“使用许可协议”的证明文件。
厂商随设备提供的各种软件，包括：
内置计算机的系统和处理软件、设备驱动程序、示范测试程序和示范测试程序源代码，都必须具有合法的使用许可、不需要额外付费、在软件的使用期内享有免费升级维护的权利。
2.6.设备测试和安装
厂商必须在技术文件中说明：
动态称量精度、车辆分离精度和胎型判断准确度等各项指标的测试方法。
在进行设备验收时，用户根据需要选用适当的测试方法，选用或者可能不选用厂商提供的方法。
设备安装由厂商进行，安装所需的施工设备、安装材料、连接电缆和人工等，亦由厂商解决。
设备安装应该简单方便，易于维护，根据高速公路的特点要求，整套称重设备的安装周期不能太长，不包括养护期，一般要求在3～4天内能够完成。
3.称重系统数据通讯规约
称重设备应该能够提供两种可选方式：
设备驱动程序方式和数据通讯方式与车道计算机进行数据交换。
3.1.设备驱动程序要求
3.1.1.基本要求
1.设备接口程序与称重设备之间数据通讯由称重设备根据收尾信号主动发起，采用RS-232接口与车道计算机进行通讯，通讯可以不需要收费软件干涉，由称重设备生产厂家提供的设备接口程序自动进行。
2.称重设备和设备接口程序都应该能够保存多辆车的数据，并且可以根据需要，由接口程序发指令同步数据或者按照保存顺序逐条清除。
3.称重设备复位时，设备接口程序保存的数据应该不受影响，并且可以继续使用。
4.车道计算机复位时，称重设备保存的数据也应该不受影响，并且可以由设备接口程序发指令同步数据。
5.称重设备应该能够检测到最后一辆车退出，并且发消息给设备驱动程序，撤销该辆车的数据。
6.当最后一辆车不完全退出（未收头）并且再进入时，称重设备必须能够正确判断处理该辆车的数据。
7.当车辆不完全进入（未收尾）并退出时，称重设备必须能够正确判断，撤销该辆车的数据。
8.当车辆在称重平台上不完全倒车（未收尾、也未收头）并进入时，称重设备必须能够正确判断处理该辆车的数据。
9.传输数据时必须提供能够发现数据传输错误的校验码，并且在传输错误时主动重试。
10.车辆数据采用先进先出方式存放。
3.1.2.表现形式
设备接口程序的表现形式为动态连接库，基本定义如下：
1．名称：
WtSys_Dll.dll
2.基本方法
WtSys_Init（intIniType）
说明：
称重设备初始化；
参数：
－1初始化并返回缓存的车辆数据量（保留现状）；
0初始化并强制清空缓存；
n初始化并部分清除缓存，只保留最后n辆车的数据；
返回值：
0或者＞0初始化成功，并返回缓存的车辆数据量；
－1初始化失败。
WtSys_Test（void）
说明：
检查设备状态；
参数：
无；
返回值：
0称重设备正常；
1称台传感器故障；
2光栅故障；
4线圈故障；
8轮胎识别器故障；
16通讯故障。
注：
当有多种故障时，返回值为各故障值之和；32、64、128暂不定义，留作扩充。
WtSys_SetCom（charCcomm，intbps）
说明：
设置串口；
参数：
charCcomm串口名称（com1,com2），默认为com1；
intbps传输速率。
返回值：
无；
WtSys_Synchro（void）
说明：
同步数据；
参数：
无；
返回值：
true同步成功；
false同步失败。
WtSys_ClearOne（void）
说明：
清除保存的首辆车数据；
若通讯正常时为真清除，同时清除本地和称重设备缓存的数据；
若通讯中断时为伪清除，只对本地数据加上清除标记，待通讯恢复时自动使本地和称重设备中缓存的数据保持一致，伪清除的数据被自动真清除；
参数：
无；
返回值：
true清除成功；
false清除失败。
WtSys_GetCount（void）
说明：
取当前总车数；
参数：
无；
返回值：
≥0总车数，0为没有车；
－1失败。
WtSys_AxisCount（void）
说明：
取首辆车的总轴数；
参数：
无；
返回值：
≥2总轴数；
－1失败。
WtSys_AxisData（intAxisID，intType，longWeight）
说明：
取指定轴数据；
参数：
intAxisID轴号；
返回值：
intType轴型（1~7）；
longWeight轴重。
3.注册方法
动态连接库WtSys_Dll.dll通过安装方式自动注册到系统中。
注册后，车道程序可以直接调用。
3.2.数据通讯要求
1、收费车道称重设备与收费车道计算机之间通信物理接口：
标准RS232串行通信口；
2、通信速率：
传输速度：
4800bps/9600bps可选，通过dip开关或仪表设置可选；
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
4、从机地址可设置：
称重仪表地址可在0~255间设置。
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、信息帧结构：
轴重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：
主机从机
帧起始标志
（1字节）
从机地址
（1字节）
命令号（1字节）
CRC（2字节）
0xFF
0~255
0~255（单位：
字节）
0：
读取一辆车的整车信息（按轴组方式读取）；
1：
读取一辆车的整车信息（按单轴方式读取）；
2：
只读取一辆车的轴组重信息；
3：
只读取一辆车的轴重信息；
4：
读取子机数据缓冲区车辆数信息；
5：
称重设备自检；
6：
车道车辆队列中最后一辆车退出收费车道（数据流方向：
从机->主机）；
循环冗余校验
b）对主机指令0，从机返回信息，数据流方向：
从机主机
帧起始标志
（1字节）
从机地址
（1字节）
命令号
（1字节）
数据帧长度
（1字节）
时间：
年
（2字节）
月
（1字节）
日
（1字节）
时
（1字节）
分
（1字节）
秒
（1字节）
超限
标志
（1字节）
速度
（2字节）
加速度
（1字节）
0xFF
0~255
0~255
0~255（单位：
字节）
2003~65536
1~12
1~31
0~23
0~59
0~59
0：
未超限；
1：
超限
0~65536
（权值0.1Km/h，读数与权值相乘为实际值）
-128~127
（权值1Km/h，读数与权值相乘为实际值）
轴数
（1字节）
轴组数
（1字节）
轴组1重量
（2字节）
轴组2重量
（2字节）
。
。
。
。
。
。
轴组n重量（2字节）
轴组1轴型（1字节）
0~255
0~255
0~65536
（权值：
10Kg）
0~65536
（权值：
10Kg）
。
。
。
。
。
。
0~65536（权值：
10Kg）
1：
单轴单轮；
2：
单轴双轮；
3：
双联轴单轮；
4：
双联轴单双轮
5：
双联轴双轮；
6：
三联轴单轮；
7：
三联轴双轮；
其它数值预留
轴组2轴型（1字节）
……
轴组n轴型（1字节）
1轴与2轴轴间距（2字节）
2轴与3轴轴间距（2字节）
……
n-1轴与n轴轴间距（2字节）
CRC（2字节）
1：
单轴单轮；
2：
单轴双轮；
3：
双联轴单轮；
4：
双联轴单双轮；
5：
双联轴双轮；
6：
三联轴单轮；
7：
三联轴双轮；
其它数值预留。
……
1：
单轴单轮；
2：
单轴双轮；
3：
双联轴单轮；
4：
双联轴单双轮；
5：
双联轴双轮；
6：
三联轴单轮；
7：
三联轴双轮；
其它数值预留。
0~65536；
权值（0.01米）。
0~65536；
权值（0.01米）。
……
0~65536；
权值（0.01米）。
循环冗余校验
注：
加速度为补码方式，最高位为符号位，例如：
0xFF为-1，最高位为1时，其他7位取反后加1即为实际值，最高位为0时，其十进制值即为实际值。
如从机缓冲区没有车辆信息，则返回数据帧无车辆信息（从车辆超限标志开始至CRC前一个字节）。
c）对主机指令1，从机返回信息，数据流方向：
从机主机
与指令0返回数据格式相同，称重信息是每个轴的轴重，而不是轴组重。
d）对主机指令2，从机返回信息，数据流方向：
从机主机
与指令0返回数据格式相同，帧数据不包含速度、加速度、轴数、轴距信息，其余信息保留。
e）对主机指令3，从机返回信息，数据流方向：
从机主机
与指令0返回数据格式相同，帧数据不包含速度、加速度、轴数、轴距信息，称重信息为每个轴的轴重信息，而不是轴组重信息。
f）对主机指令4，从机返回信息，数据流方向：
从机主机
与指令0返回数据格式相同，帧数据格式如下：
帧起始
标志
（1字节）
从机地址
（1字节）
命令号
（1字节）
数据帧
长度
（1字节）
时间：
年
（2字节）
月
（1字节）
日
（1字节）
时
（1字节）
分
（1字节）
秒
（1字节）
从机数据缓冲区保存的
数据量
（1字节）
CRC
（2字节）
0xFF
0~255
0~255
0~255（单位：
字节）
2003~65536
1~12
1~31
0~23
0~59
0~59
0~255辆
循环冗余校验
g）对主机指令5，从机返回信息，数据流方向：
从机主机
与指令0返回数据格式相同，帧数据格式如下：
帧起始标志（1字节）
从机地址（1字节）
命令号（1字节）
数据帧长度（1字节）
称重设备状态字（1字节）
CRC（2字节）
0xFF
0~255
0~255
0~255（单位：
字节）
0~255。
循环冗余校验
h）指令6由从机主动返回信息，数据流方向：
从机主机。
当车辆倒车退出收费车道时，称重设备应检测到车辆退出，返回数据帧无车辆信息（从车辆超限标志开始至CRC前一个字节）。
i）收到从机信息后，主机应答格式如下，数据流方向：
主机从机
帧起始
标志
（1字节）
从机
地址
（1字节）
命令号（1字节）
成功/失败？
CRC
（2字节）
0xFF
0~255
0~255（单位：
字节）
0：
读取一辆车的整车信息（按轴组方式读取）；
1：
读取一辆车的整车信息（按单轴方式读取）；
2：
只读取一辆车的轴组重信息；
3：
只读取一辆车的轴重信息；
4：
读取子机数据缓冲区车辆数信息；
0：
成功；
1：
失败。
循环冗余校验
失败则重发，即执行b）步骤。
2）从机广播方式：
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。
7、状态检测
车道主机可以发送称重设备检测状态命令，称重设备在自检后予以回应。
数据交换过程由上述“主机轮询方式”的命令号5组成。
称重设备状态字定义如下：
0称重设备正常；
1称台传感器故障；
2光栅故障；
4线圈故障；
8轮胎识别器故障；
16通讯故障。
注：
当有多种故障时，返回值为各故障值之和；32、64、128暂不定义，留作扩充。
3.3.示范测试程序
厂商应该提供能够分别与两种数据传输方式相配合的示范测试程序。
示范测试程序可以检测称重设备是否正常，并显示通过车辆的数量、总质量、轴型和轴载荷。
示范测试程序必须提供源代码，并且加有足够详尽的注释。
4.称重设备故障应急处理
4.1.名词解释
4.1.1.最低收费标准
在无法对货车进行计重时，采用的收费标准，按照起征质量和收费里程计算应征费额。
4.1.2.设备故障
指称重设备局部或者整体不可恢复的损坏，致使设备无法正常工作；称重设备发生故障必须及时报修。
4.1.3.设备错误
指称重设备产生偶发性的输出错误。
4.1.4.误差修正值
用于保证计费质量不高于实际质量的修正值，由收费管理中心统一下发。
4.2.设备故障处理
本节描述称重设备局部或者整体发生故障时，应急处理方法。
4.2.1.线圈损坏
当线圈发生故障时，只要光栅正常，并不影响使用。
此时：
Ø立即报修；
Ø继续使用。
4.2.2.光栅损坏
当光栅发生故障时，影响车辆判别。
此时：
Ø立即报修；
Ø打开备用车道收费。
如果没有备用车道可以使用，但是有备用线圈时，则：
Ø人工疏导车辆，保持车距2M以上，使用线圈收尾。
4.2.3.光栅和线圈同时损坏
光栅和线圈同时损坏时，称重设备不能够对车辆收尾，无法向车道计算机提供车辆数据。
此时：
Ø立即报修；
Ø打开备用车道收费。
当没有备用车道可以使用时，则：
Ø按照最低标准收费。
4.2.4.胎型检测器损坏
胎型检测器损坏时，称重设备无法正确判断轴型，最终使得车道计算机计算总轴限错误。
但是，当胎型检测器损坏时，轴重数据一般都是正确的。
发生总轴限计算错误时，计算出的总轴限往往低于实际总轴限，使得不超限的车辆也被误判为超限。
对于不超限车辆没有影响，对于超限车辆则有可能因总轴限错判而引发争执。
此时：
Ø立即报修；
Ø打开备用车道收费。
当没有备用车道可以使用时，则：
Ø将车道收费软件设置为胎型监测器故障的工作方式：
除前轴外，所有后轴都按双胎处理。
4.2.5.称台损坏
称台损坏时，无法提供称重数据。
此时：
Ø立即报修；
Ø打开备用车道收费。
当没有备用车道可以使用时，则：
Ø按照最低标准收费。
4.2.6.完全损坏
称重设备完全损坏时，无法提供称重数据。
此时：
Ø立即报修；
Ø打开备用车道收费。
当没有备用车道可以使用时，则：
Ø按照最低标准收费。
4.3.设备错误处理
本节描述称重设备正常运行，但是因为设备本身的原因，产生输出误差或者输出错误时的处理方法。
4.3.1.通讯错误
正常使用的称重设备，如果发生不能够读取称重数据，或者读取称重数据错误时，有可能是通讯错误。
此时：
Ø重新启动车道计算机。
如果无效时：
Ø重新启动称重设备。
再无效时：
Ø打开备用车道收费。
当没有备用车道可以使用时，则：
Ø按照最低标准收费。
4.3.2.称量误差
对于已经正确标定的称量设备所产生的称量误差：
Ø统一使用拆账中心下发的误差修正值按轴修正。
4.3.3.称量错误
对于已经正常使用的称量设备偶然产生的称量错误：
Ø按照最低标准收费。
4.3.4.总轴限计算错误
发生总轴限判断错误的原因多数是因为胎型检测器将双胎判成单胎，引起称重设备对轴型判断错误，最终使得车道计算机计算总轴限错误。
发生总轴限计算错误时，计算出的总轴限往往低于实际总轴限，使得不超限的车辆也被判为超限。
但是，在发生总轴限判断错误时，轴重数据一般都是正确的。
此时，如果没有影响收费金额，一般不会引发争执
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