万集计重技术方案教学教材.docx

1、万集计重技术方案教学教材前言第一篇 计重收费系统设计方案第二篇 技术图纸及施工说明前 言北京中山新技术设备研究所已在江苏普通公路、高速公路安装完毕或正在施工中的计重收费系统共计349条收费车道。在设备设计施工、调整设备运行及与软件公司的配合诸方面都取得了宝贵的经验，也吸取了有益的教训。我们将根据项目实际情况，设计出切实可行的计重收费系统设计方案。第一篇 计重收费系统设计方案第一章 设计方案主要遵循的原则第二章 系统整体设计方案及工作原理第三章 系统设计的工作界面第四章 系统构成及功能介绍第五章 系统遵循的超限车辆判定标准第六章 系统的工作流程第七章 系统主要技术性能参数第八章 系统误差分析第九

2、章 系统设备的维修与维护第十章 系统的缺陷责任承诺第十一章 系统称重设备的防雷第十二章 系统工艺保障第十三章 设备的测试第十四章 应对恶劣天气及排水方案第十五章 关于线圈的说明一、 设计方案主要遵循的原则1 关于普通车道与超宽车道两种设计方案的简要说明本公司具有3.0m至4.2m不同宽度的产品，供使用方根据车道不同的宽度进行选用。本卷的设计方案中将不再对普通车道和超宽车道的计重收费系统设计进行分别的描述。2 计重收费系统的一般工作环境 计重收费系统通过在收费车道入口设置的轴重检测装置、轴型轮胎数检测装置、红外线车辆分离器等设备联动工作，并经数据采集、计算对经过车辆每轴重量预检，每轴单侧轮胎数及

3、联轴检测，车辆分离器区分前后车；对这些数据分析得出每车每轴轴重、每轴轮胎数、轴型、速度、轴距、轴数 、整车重量。并根据交通部2000年第2号令中超限运输车辆行驶公路管理规定 判别车辆是否超限；通过数据接口把这些信息传给车道计算机，车道计算机根据这些信息对车辆的重量按一定比率收费和超限处罚；存储的车辆重量、车型等信息的统计还可对道路，桥梁损坏，养护提供依据。 动态轴计量称重系统不受车型限制，占地面积小，安装维护、方便，是一种理想的公路计重收费和超限检测设备。鉴于动态称重检测装置设置在收费车道前端，遇到车流量少或收费站设在下坡路段，车辆可能快速通过，在称重检测装置前端应设置减速垫和限速标志；遇到车

4、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。因此，本系统不但称重设备具备动、静态称量功能，而且轮胎数及联轴也具备动、静态识别功能，并具有强大的容错功能。即不论车辆静止、有明显加减速的情况下均能正确识别。3 动态称重系统的方案设计主要遵循的基本原则 可操作性：保证所提供的设备能满足现场实际需要。从土建施工，安装调试，与收费软件接口简捷，无需收费软件做分析处理，直接调用即可得到实时数据。系统维护及维修各方面均精心设计，特别是维修快速。达到不影响车辆通行的需要。使其方便易行。 先进性：系统代表目前国内动态计重收费领域的最高水平，并且在未来的一

5、段时间内保持一定的先进性和实用性。 可靠性：凭借多年该领域的设计实践，积累了丰富的可靠性设计经验。系统具备强大的自动检测功能，即时掌握关键设备的工作状态并能自动调整，对系统故障做到预知容错处理，并配备相应的校验装置。 开放性：系统具备良好的开放性和兼容性，整个系统易于升级，易于维护。 高效性：保证车辆通过时所有设备联动高效和快速处理的能力。北京中山新技术设备研究所提供的计重收费系统代表目前国内该领域的最高水平，其先进性主要体现在： 最先提出轴计量理念并付诸实践，是该项目发明专利拥有者。 最早提出“计重收费”术语，本企业最早承做计重收费站已成功运行3年多。 称重台面采用上翻梁设计。独特的动态限位

6、技术将传感器置于地面之上，具有极强的防水、防潮、防腐蚀的性能，并且维修、维护不用起重设备，不影响车道通行，维修、维护十分方便、快捷。 独特联轴识别装置，在不增加设备前提下，运用数据库理论建模,能够对运动乃至静止其上车辆识别联轴状况。不单纯依靠测速求出轴距判断联轴。 引进并率先成功使用的车辆光幕分离器。 与收费软件接口以设备驱动的形式提供，通信协议由设备驱动程序完成，界面清晰，并易于升级。重点说明：收费软件的处理将遵循计重收费系统通讯规约的规定执行。二、系统构成及工作原理计重收费系统整体设备主要由以下四部分构成：1. 动态称重仪；2. 轴型轮胎数识别器；3. 红外线车辆分离器；4. 称重处理器。

7、系统部件具体位置见附图1动态称重系统平面图（车道级）。第一部分 动态称重仪动态称重仪采用高精度称重传感器作为称重元件，准确采集通过称重平台的各轴的轴重数据及车货总重，判定各轴（轴组）的超限值。汽车在水平路面上移动时对地面压力不会改变，每个轴所称重数据的代数和就是该车的总质量，依次通过称重平台的每个轴的轴载值就是该车的真实轴载值。第二部分 轴型轮胎数识别器车辆在车道内通过，不同的车胎触地宽度不同，本系统采用多个高灵敏度的传感器组成，通过检测传感器被车轮胎触发的数量检测轮胎总宽度，从而识别每轴单侧的单双胎，同时向数据采集控制器提供本次称重中车辆通过轴型轮胎数识别器的轴数数值。车辆在车道内停车、明显

8、加减速时，无论轮胎是否停止于传感器上，只要轮胎在传感器上通过，本系统提供的数据仍准确有效。第三部分 红外车辆分离器本系统采用进口红外光幕安装于称重平台前方两侧路边，对于从离地400mm-1500mm范围内，用高密度的40对光幕以每秒巡查5遍的速度连续扫描，平行扫描时能发现直径大于25mm的物体，交叉扫描时能发现直径大于18mm的物体；光幕采用编码扫描，能在恶劣环境下如强阳光直照、雨雪天、雾天依然可靠。当第一辆车进入光幕区后，光幕被摭挡，系统开始进行数据检测，整车通过过程中至少有一对光幕被摭挡，车辆全部通过时，任何一对光幕均不被摭挡，判定本车通过，对本次车辆进行收尾，相应地结束数据的检测。第二辆

9、车相隔较近，但仍有一定间隙，间隙大于10cm时，光幕正常工作，系统进行第二辆车的检测。由于收费站交通流量大，车道内通过的车辆较多，可能出现下列情况：两车辆间隔较近，同时在称重区域内行驶；车辆排队，有车辆停止于称重区；挂车通过称重区域；由于进口光幕的工作性能决定了上述情况时，对车辆的分车及收尾仍然准确无误。第四部分 称重处理器上述三个系统的信号全部传入称重处理器，以红外光幕触发车辆检测信号起至光幕判定汽车收尾信号止，形成了一组完整的数据，这组数据的数值及其组合形式形成本次检测的完整信息，这组信息将与称重处理器内的数据库进行比较，判断出车辆的车型轴型，车型轴型的判别严格按照交通部2000年2号令。

10、三、系统方案的工作界面1、与收费系统机电工程的实施界面1.1收费车道低速称重系统与收费系统的工作界面：每条车道动态称重系统需要交流220V,5t）100kg23510t）N*100kg23520t）N*100kg23510N*为静态称重值。c. 速度测量精度（没有明显加减速的前提下）：车速在130k m/h时，最大5km/hd. 轴间距测量精度（没有明显加减速的情况下）：两轴：0.30m2) 工作环境：a. 温度-30+80b. 相对湿度095 3) 设备的防护等级：a. 控制设备：IP65b. 称重传感器：IP674) 被测车辆以30Km/h速度通过时，能正确测量出车辆速度。1. 称重平台对

11、各轴分别进行计量，计量线性良好，其标准测量范围为：a. 标准载重30t（每轴）b. 过载能力150（每轴） C使用寿命：十年以上。2 红外线车辆分离器主要性能指标：a. 能对车间距不小于10cm的车辆进行分离；b. 能对车辆进行可靠分离，晴天可靠性应达到100%，雨雪或大雾天气可靠性仍为99%；c. 防护等级：IP65；d. 安装高度：1500mm，红外发射管的最低高度为400mm；e. 红外车辆分离器采用高性能进口红外光幕，使用编码扫描方式工作，不受阳光、雨、雪、雾的干扰。称重数据与收费数据一一对应。f. 温度-30+80g.相对湿度095h. 使用寿命：10年以上3 轮胎识别器a. 能对通

12、过的货车的轴型进行正确的识别，只对国家规定不许上路行驶的特殊车辆或改装车辆产生误判，可靠率大于99%。b. 温度-30+80c. 相对湿度095d. 使用寿命：10年以上4 环形线圈车辆检测器（选用）a. 使用进口线圈，在红外线车辆分离器发生故障时对车辆进行分离，判断精度99；b. 工作温度：-30+80；c. 相对湿度：095%RH；5 称重仪的其他技术性能：a. MTBF20000小时；b. 称重仪精度的一致性好，同等条件下不同车道称重误差0.5%；c. 系统设备仪表具有开机自检功能、空闲时每10分钟自检一次、具有零点校正和自动温度补偿能力；d. 按国家规定每12个月标定一次。仪表具有标定

13、功能。标定方法简单。e. 所有设备均作多层防锈处理，因锈蚀而出现的系统故障由称重系统投标人负责维护；f. 全天候工作；g. 维修响应时间：2小时；h. 维护人员到现场时间：8小时；i. 故障最长修复时间：16小时。八、系统误差分析（1）动态称重设备误差称重设备静态误差为0.1%，主要来源于传感器误差0.02%，仪表分辨率为0.01%和由于结构设计安装引起误差0.03%。传感器和仪表均有温度自动补偿能力。此部分误差包含在上述误差之中。动态误差3%主要来源于车辆车身机械结构、称重平台与路面平直度、车速、加速度、特别是急刹车引起误差。其中，车辆车身机械结构约引起误差占0.5%。以不同车速通过称重平台

14、引起误差1%，明显加速度引起误差约为2%。称重仪称重平台与路面平直度引起误差范围较大，路面纵横坡2度时，安装时可以调整到最佳；最好的安装引起误差应0.1%。坡度较大时，上翻梁秤台能通过特殊调整予以修正。所以，动态称重设备由于本身性能引起误差0.1%，在同等的条件下，不同车道称重误差0.5%。（2） 轴型轮胎识别器检测误差 其车型检测误差主要是国家规定不许上路行驶的特殊车辆或改装车造成的。（3） 红外线车辆分离器分离误差 对一些事故车用临时牵引线牵引可能引起误差。九、系统设备的维护与维修所提供的设备均能在恶劣环境中长期可靠工作。但定期维护可提高可靠性，延长使用周期。1) 称重平台底部长期使用可能

15、有积土，严重时会影响精度。每隔两年应清理排水系统一次，由于上翻梁结构称重平台其关键部件称重传感器在路面上。因此雨、雪、融冰不会影响其性能。2) 轴型轮胎识别器日常无需维护，但每150万次检查一次可大大提高可靠性。3) 红外车辆分离器有极强穿透力，外罩可防尘，但过多的泥水和动物尸体（特别是蜘蛛捕捉昆虫留下的尸体）会影响其性能，应视环境情况清理（一般为每月清理一次玻璃视窗表面）。设备维修均在设计时精心考虑到，无需大型起重设备和特殊专用工具，快速简便，此部分说明参见相关设备使用说明书。十、系统的缺陷责任承诺系统的缺陷责任期为交工验收后2年。在缺陷责任期内，本企业免费进行设备维修维护，超过缺陷责任期后

16、的维修维护，依据承诺，由业主、买方及承包人再定。在系统的缺陷责任期内，免费根据业主要求对系统软件功能作合理改进，在交工验收后的三个月试运行期间，此项条款同样适用。此项工作由项目经理率领本企业江苏项目部全程跟踪。十一、系统称重设备的防雷称重设备防雷接地使用收费系统的防雷接地，防雷接地电阻在4以下，同时供电电源安装电源防雷击保护器、外场设备数字接口采用光电隔离设备，有防浪涌电流能力，称重板采用4点并联接地，6mm专用铜带，防雷接地在小于0.5。十二、系统工艺保障本企业通过ISO9001质量认证体系，系统中所有设备都将通过严格的工艺控制，达到规定的质量标准。1电子部分1.1 对于仪表所使用的电容进行

17、老化试验，半载2小时，满载6小时。在满载时检测漏电电流，按设计要求选用漏电电流小于3mA的元件。1.2 生产过程中的每个电源板均进行上限的老化试验，试验电源电压为260V，满载8小时。老化测试各点输出的电压值均符合设计要求的方可组装仪表。1.3 对于仪表中的关健部件，在高温试验箱中进行高温老化，老化温度为80，老化时间为10小时。老化后，在高温下测试；待冷却后，进行重新测试后，二组数据符合设计要求的产品进入仪表组装。1.4 仪表生产后进行初检。初检合格后进行48小时老化（常值）。老化完毕后，对于仪表带载，按国家有关计量标准进行检定。检定合格方可入库。1 称重平台主体2.1称重平台结构材料保证：采用Q235优质型钢板材；工艺保证：采用手工电弧焊及自动保护焊2.2关健部件（1） 传感器联接板材料：采用优质碳素结构钢45号钢。热处理：经常规调质处理HRB220-270。工艺保证：材质的检验及质变处理的检验严格按照国家标准执行。（2） 承压座a) 承压上下轴承板材料：Cr15轴承板热处理：HRC43-48工艺保证：材质的检验及质变处理的检验严格按照国家标准执行。承压轴承球在洛阳轴承厂定购一级钢球。工艺保证： 1）喷砂除锈处理后，喷涂防锈底漆。 2）喷涂防锈底漆：（3遍）3）喷首次面漆：（2遍） 4）喷二次面漆：（2遍）3光幕机箱： 工艺保