徐州派特控制技术有限公司
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DAW500智能超限检测系统

一、项目概述

      道路畅通,行车安全是高速公路管理的理想特征。高速公路作为城市间快速连接线,在当前经济生活中越来越重要性。然而,不断增长的交通需求,恶劣的天气、违章超速、车辆超限运输等问题,极易发生重大恶性交通事故,造成人员伤亡和财产损失,影响高速公路的通行能力,降低了交通效率。其中尤以车辆超限运输为重,这是因为超限运输不但诱发了大量道路交通事故,而且严重损坏了公路基础设施,并且破坏了正常的道路运输市场秩序,还造成车辆“大吨小标”泛滥。据同济大学的一项调查显示,严重超载、超限车辆在公路上行驶,将造成沥青路面寿命缩短40%,水泥路面寿命缩短50%。车辆超载、超限后,其机械性能大大减弱,车速慢,极容易抛锚,引发道路交通拥堵,易引发交通事故。为了有效限制超载、超限运输车辆对高速公路的掠夺性使用,减少超限运输给人民生命财产安全带来的威胁,智能超限检测系统(劝返站)就应运而生了。

二、系统概述

      智能超限检测系统选用的动态称重设备是我公司依据加拿大IRD公司PAT产品在WIM(动态称重)的经验并结合国内道路及收费站状况开发出的适合中国国情的动态称重系统。该系统由弯板式动态称重系统、图像抓拍系统、车牌识别系统、车道监控系统、超限车辆提示系统、超限信息管理软件系统等子系统组成。自2003年以来在大量的安装施工和现场经验的积累下,我们的控制系统得到了不断的完善,其先进的技术及高可靠性等特点一直得到广大客户的青睐。

三、系统布置方案

      智能超限检测系统安装于收费站前,根据动态称重系统要求需要安装一个线圈,一对车辆分离器、两块弯板式称重传感器,一个中心控制器机箱。工业控制机柜、工业控制计算机及附带打印机放置在监控室里按照相关的要求进行配置和调试。通行信号灯放置在称重设备前3~5米处用于提示后面车辆是否可以通行。车辆整车图片抓拍摄像机和车牌识别仪安装于称重设备后5~6米处,报警显示屏设置于称重平台后22~30米处,这样可以确保车辆在离开称重平台后,驾驶人员可以清晰的看到室外显示器上显示的信息。称重区结束处设置栏杆机,当车辆不超重时,允许车辆离开称重站;当车辆超重时,根据相关规定进行处理。
系统设备布置如下图所示:

   

 
 

          
     

四、系统工作流程

      智能超限检测系统是一套功能完备的检测系统,称重系统与称重管理系统软件、车辆信息采集系统是以一辆车为一个流程,因而要求不仅应能够处理各种情况,而且必须保证准确获取每一车辆的相关数据。
当系统进入工作状态,车辆依次进入。当车辆前部触发系统地感线圈时,启动图像抓拍系统和车牌识别系统,当车辆触发车辆分离器时启动称重装置,对通过的车轴进行检测,称量重量、判断轴型、速度、轴距及进行其他车辆信息采集,当车辆尾部离开车辆分离器后,该车辆的总重、轴重、车型、速度、图片及是否超限等数据将显示在低速称重控制计算机上,如果车辆超限,报警灯闪烁并打印超重单据,车道执法人员按执法流程对车主进行劝返,驶出高速公路。若设备不报警,系统直接提示放行,车辆驶入高速公路。
下面是一个过车流程图:
 

五、系统设备构成

      智能超限检测系统由弯板式动态称重系统、图像抓拍系统、车牌识别系统、车道监控系统、超限车辆提示系统、超限信息管理软件系统等子系统组成。
      设备构成如下图所示

 
 

六、系统技术参数

1、动态称重系统

1.1系统动态称重精度
 
 车速
0~5Km/h
匀速
5~10Km/h
匀速
10~30Km/h
匀速
精度
<±2%
<±2.5%
<±3%
        速度测量精度(没有明显加减速的前提下):
            车速在0~30km/h时,  <10%;
        轴间距测量精度(没有明显加减速的情况下):
              两轴:            ±0.15m(标准偏差)
              温度:            -45℃~+80℃
              相对湿度:       0~95%
              标准载重:       30t
              过载能力:       150%
         
1.2弯板式称重传感器


        尺寸:                      1750×508×23mm
        重量:                      114kg
        额定载荷(每轴):      30t
        过载能力(每轴):      150%
        速度范围:                 0~40km/h(测量)
        温度范围:                 -45℃~+80℃
        湿度范围:                 0~95%
        连续浸水时间:            >300小时
        防护等级:                 IP68
1.3控制柜

 
        控制箱外部尺寸:    外机箱930mm×580mm×395mm
        重量:                 45kg
        温度范围:            -30℃ ~ +80℃
        湿度:                 0%--95%,无凝结
        供电方式:            220VAC ±10% , 50 Hz
        防护等级:            IP68
 
 
1.4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),9600,19200或38400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:-40℃-+80℃
        防护等级:NEMA4,12,IP67
        振动及机械冲击:振动:0 to 100 Hz,加速度:98m/s2,10G;冲击:4.1Joules,3ft.- lb
        认证证书:CSA-CUS,CE。
 
 
 
1.5线圈
 

 
 
 
 
        尺寸:               1000mm ×2000mm
        温度范围:          -45℃~+80℃;
        湿度范围:          0~99% RH;
        速度检测范围:     1~200km/h
        电缆长度:          50m(可扩展到150m)
        频率范围:          50~200 kHz
 

2、图像抓拍系统

      图像抓拍系统选用进口高稳定性、高清晰摄像机,可以确保抓拍图像达到客户满意的效果。
      图像抓拍系统抓拍获取到的图片存入超限检测计算机,作为一条车辆信息的组成部分,操作人员查询和统计数据的时候可以将车辆数据和抓拍图片一并提取出来,方便客户进行统计、分析和对比。

3、车牌识别系统

 

      车牌识别系统选用国内知名品牌,可以确保识别的正确率。车牌识别仪通过安装在称重系统前的地感线圈触发,可以确保触发的及时性和准确性,另外,整个系统的车牌识别设备的引入可以极大程度的降低操作人员的工作强度,提高系统整体的智能化程度。
      相关车牌识别仪的技术参数如下:
             识别符合“GA36-92”(92式牌照)和“GA36.1-2001”(02式牌照)标准的民用车牌照和04式新军车牌照及新武警车牌照的汉字、字母、数字、颜色等信息
             支持标准双层牌识别,支持近景摩托车牌识别
             全天候连续工作,适应白天、黑夜、雨雪天气环境
             触发方式类型:视频触发、硬件触发、软件触发、无触发
             CPU性能:一秒钟处理25帧全图图像的车牌识别
             单车牌识别时间:< 0.2秒
             整体识别率:> 95%,车牌字符识别率:≥99%
             车辆检测率:> 99%,车牌定位率:>99%
             允许车辆行驶速度:0 ~ 200km/h
             支持单路模拟视频流输入
             通信接口:RS232串口、10/100M自适应以太网口
             输出信息:车辆大图、车牌小图、二值化图(小于256字节)、车牌号码和车牌颜色
             车辆大图指标:彩色图像,可以实现JPEG格式,不小于16位
             机箱防护等级:IP66
             支持平台:WINDOWS98/NT/2000/2003/XP 与 LINUX
             工作环境温度:-40℃~+90℃(处理单元),工作湿度:≤ 95%
             系统功耗:< 10W
             供电方式: AC 220V/50Hz ±10%
             识别器尺寸:236mm×139mm×36mm
             平均无故障时间:MTBF ≥ 30000小时

4、车道监控系统

      系统选用高稳定性、高智能、海量存储硬盘录像机,根据用户的要求可以将定制的视频信息完整的存储。智能及友好的用户使用界面,可以方便、快捷的对监控存储视频进行提取,提高了用户的使用效率。系统的高稳定性适合劝返站等场所的环境条件。
      监控系统为用户提供配套的显示终端,可以方便用户对劝返站内及车道内实时情况实施监控。

5、超限提示系统

      超限提示系统是用户向货车驾驶员传递信息的平台,同样也是系统中比较重要的部分。超限提示系统分可视提示和语音提示两个部分。
5.1超限提示可视部分
      智能超限检测系统提示显示部分由通行指示信号灯和超限信息显示屏两部分组成。
      通行信号灯安装在整个检测系统的前部,负责引导后面车辆前行或停止。
      超限信息显示屏安装在整个检测系统的后部,负责在车辆完全通过称重系统后自动的将车辆的相关检测信息显示出来,并以图示的形式指引车辆是否可以通行。
5.2超限提示语音部分
      超限提示语音部分由智能语音播报和人工语音播报组成。
      智能语音播报部分安装在超限信息显示屏附近,负责在车辆完全通过称重系统后,将车辆的相关信息通过自动语音播放的形式提示给检测站工作人员和货车司乘人员。
      人工语音播报部分由麦克风、扩音器和功率放大器等部分组成,安装在超限监控室附近,主要负责为检测站工作人员提供人工播报功能来管理车辆。由于劝返站附近的人员和车辆都比较多,噪声和嘈杂声都比较严重,为提高效率和工作的可操作性,人工语音播报系统显得格外重要。

6、超限信息管理软件

      超限信息管理软件是整个智能超限检测系统的核心部分,负责控制整个称重流程、控制系统外围设备、检测信息的整理存储及相应数据查询、统计、打印等功能的实现。超限信息管理软件系统目前已经是一套比较完备的信息管理系统,也可以根据客户的需求进行功能的扩充。
      超限信息管理软件实时监控界面图:

 
      超限信息管理软件历史查询界面图:

 

7、收费亭终端显示功能

      智能超限检测系统方案设计为收费亭内安装一套智能显示终端,可以为收费员显示当前车辆在通过劝返站时的相关信息,为收费员提供是否允许车辆放行的依据。
 
      收费亭终端显示界面图:

8、系统可扩展性

      整套智能超限检测系统是各个子系统的集成,系统具备完备的功能和丰富的外设接口。为提高设备的集成性和可扩充性,系统配备了额外的外设接口,可以为客户提供更丰富的功能扩充。

七、系统优势

      计量的准确性。高速公路入口劝返站设立的目的是保护高速公路不被超载、超限车辆使用,劝返站计量的准确性是判断车辆能否驶入高速公路的重要依据,劝返站计量的准确性就尤其重要。DAW500系统的称重单元为徐州派特控制技术有限公司的母公司----加拿大IRD公司根据中国计重实施的实际情况、针对性研发设计的弯板式计重系统,具有高度的准确性。
 
车速
0~5Km/h
匀速
5~10Km/h
匀速
10~30Km/h
匀速
精度
<±2%
<±2.5%
<±3%
 
      计量的快速性。车辆的称重灵活高效、车牌识别及抓拍灵活快速,整个系统识别反映过程在0.2秒/车,不会因为系统的计量识别造成车辆排队现象。
      报警的及时性。系统分别设置了车辆通过和车辆劝返两种报警装置,及时提醒工作人员做出判断,即使是在夜间,也能有效杜绝超载超限车辆驶入高速公路。
      安装的简便性。整个系统结构简单,其中核心部分----称重单元为徐州派特控制技术控制有限公司的弯板式计重系统,安装极其简便,只需要在路面开挖一个浅槽即可安装,对原有路面不会造成破坏。
      维护的方便性。由于整个劝返系统结构简单紧凑,各个结构单元均具有独立性,所以在维护上极其方便,不会因为日常维护造成系统瘫痪。系统核心单元计重系统的弯板传感器为整体式称重传感器,无机械结构,避免了车辆通过时的冲击对机械结构的损坏,在很大程度上减轻了日常检修、维护、保养工作。
      使用的长久性。系统核心部分---弯板式计重系统的传感器为加拿大IRD公司生产,该传感器采用特殊的合金材料制成,表面覆有专业硫化橡胶保护,防水、防尘、防盐、防腐蚀(该传感器是目前所有称重收费产品中唯一能做到持续浸水300小时仍能正常工作的传感器),使用寿命> 10年,交通领域中其产品的应用年限已超过25年。
      系统智能集成性。在检测结束后将所得信息(包括车重、车长、车宽、车高)和抓拍信息输入并存储在工控计算机内,报警显示屏显示重量、长度、宽度、高度等信息,若超限则显示车辆劝返信号,并配有语音提示,指引车辆返回;若未超限,则显示放行信息,指引车辆进入高速公路入口车道。
 
 
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