轴组式计重技术方案 标准

轴组式计重设备产品技术方案山西国强高科股份有限公司2017年1月13日目录1、概述 (2)2、系统构成 (2)3、工作原理 (3)3.1轴组式计重系统工作流程原理 (3)3.2轴组式计重系统动态精度测量原理 (4)3.3系统在连续跟车情况下称重车辆分离 (5)4、主要设备性能及技术参数 (6)4.1称重平台 (6)4.2称重传感器 (8)4.3称重控制器 (9)4.4轮轴识别器 (10)4.5红外车辆分离器 (13)4.6检测线圈 (15)4.7远程运维管理系统 (16)5、系统功能 (18)6、系统性能 (19)7、针对性解决措施 (20)7.1.防滑措施 (20)7.2.防擦边行驶措施： (21)7.3.秤台排水排污措施 (21)7.4.防尘措施 (22)7.5.防秤体积水措施 (23)7.6.秤台限位技术措施 (23)7.7.防腐蚀、防锈技术措施 (25)8、配置清单 (26)1、概述截至目前，我国大部分省份高速公路广泛采用动态轴重秤（包含单/双台面轴重仪、弯板轴重仪、石英压电式轴重仪）作为计重设备，来实施超限检测，有效的控制了超重车辆对公路基础设施的破坏，提高了道路的通行能力，降低了超载引发的安全隐患。

以低成本、便于安装、便于维修为优点被广大用户采用，但由于动态称重系统是依据各个轴载的重量获得车辆的总重量，存在的最大问题是货车司机采用各种不规范的行驶行为，造成车辆的总重与实际不符，引发称重数据争议，有的超载车辆采用多次反复不规范过秤行为通过超限监测站，不仅降低了超限站的通行能力，也给高速公路的安全留下安全隐患，严重阻碍了高速公路的正常秩序。

我公司公司针对市场遇到的问题，借助多年来在计重收费系统工程中积累的经验，融合了轴重秤的动态优势和整车式称重系统的精度优势，研发出了轴组式动态称重系统，该系统结合了轴计重设备和整车计重设备的优点，单个称台一次同时容纳三联轴同时都在秤台上，秤台行车方向长度5.1米，动态精度达到了1级（±0.5%精度）由于轴组式称重设备长度比整车式缩短了2/3，所以对3%以下的路面坡度可以顺路面坡度安装，可大幅度降低路面开挖和土建施工量。

轴组式动态汽车衡，不仅实现了车辆尾随通过、且停且走、拖挂车、倒车等各种防作弊情况，而且也达到秤台的防滑、防灰、防压边、限位、排水设施等基础施工。

此系统能在0~20km/h车速范围内，实现对每一辆车高精度称量和准确分离，在后续车辆无需等待情况下，还能保证车辆连续过车，从而提高了通行效率。

2、系统构成轴组式计重系统由称重平台、称重传感器、称重控制器、红外车辆分离器、轮轴识别器、车辆检测器及辅件等组成。

轴组式计重系统示意图如下●称重平台：由一节5.1m秤台和称重传感器组成。

主要完成车辆的轴重检测、速度检测、车辆行驶方向判断；●红外车辆分离器：由成对配置的红外发射器和接受器、控制器等构成，实现车辆的分离及提供开始、结束等信号；●车辆检测器：由埋于称重台前后的环形线圈、线圈检测器、信号电缆等构成，主要用于在红外车辆分离器出现故障时，对车辆辅助收尾和分离。

●称重终端处理器：主要由称重数据采集器、数据处理器、电源、防雷装置、显示屏、电缆连接等构成；处理来自于各传感器、红外车辆分离器、线圈检测器、轮轴识别器等信号并计算，把相关数据通过串口通讯方式传递给收费计算机；●轮轴识别器：主要分为上秤轮轴识别器和下秤轮轴识别器，上秤轮轴识别器镶嵌于称重台前端，主要完成车辆轴数识别、轴型判断等工作，统计驶入秤台轴数等工作；下秤轮轴识别器镶嵌于秤台的后端，统计驶出秤台的轴数。

3、工作原理3.1轴组式计重系统工作流程原理车辆进入称重检测区，行驶到感应线圈上方，车辆检测器通过线圈电感量变化感应到车辆的存在。

当车辆车辆依次经过上秤地感和红外光幕，上秤地感被触发，同时红外光幕的部分或全部光束被车辆阻断，即被触发。

仅当上秤地感和红外光幕皆被触发的情况下，系统判断有车辆上秤。

车辆开始上秤，秤台四个角下面分别安装有传感器，按照车辆的正常行驶方向，秤台的前后各两个传感器分别组成两组称重信号，当车辆经过时，两组传感器将先后别给出车辆的轴重信号，系统实时采集到两组轴重信号，并通过系统内部的AD转换器转换成数字信号。

系统通过软件把AD值转换成轴重数据，并通过两组信号的时间差计算出车辆的行驶速度，根据两组信号的先后顺序判断出车辆的形式方向。

车辆通过秤台时，同时压上秤台上轮轴识别器，轮轴识别根据车辆被压的次数判断车辆轴数，把此数据传送给总控制器保存。

以备整车过完以后判断车型。

当车辆全部通过红外车辆分离器，完全驶过秤台后，称重控制器根据车辆的轴重或者轴组重和轴数计算车辆的总重，同时系统对红外光幕信号、秤台信号和轮轴识别器进行识别，且对所有采集信号进行组合逻辑判断，判断是否有不同形式的倒车、溜车等现象。

当车辆完全通过后，称重控制器将轴重、车辆总重、车型、车速等信息上传到上位机。

3.2轴组式计重系统动态精度测量原理单秤台轴重秤和双秤台轴重秤是以车辆各单轴分别进行称重，最后累加得到整车重量，司机的不规范的作弊行驶行为会造成车辆的瞬间发生重心变化，从而减轻车辆总重量，而轴组式计重系统，拥有5.1米的称重台面，是以车辆轴组为单元进行检测，然后累加各轴组重量得到车辆的总重量。

目前公路货运车辆最大为三联轴（特种运输车除外），长度至少需要4米，我公司采用5.1米的称重台面可以完全实现货运车辆三联轴共秤检测，而且还考虑到三联轴共秤可靠的运行时间和距离，可以获得轴组更宽的区间采样数据，车辆的一些不规范行驶行为导致重心变化的影响可以被合理的算法完全消除，在动态称重过程中，车辆在秤台上如果超过1秒的停留时间，系统自动切换到静态称重，精度由动态1级提升至静态OIML III级。

对于车长小于5.1米的小车或车轴距小于5.1米的小车可以完成整车称重。

而对于较长货车或者轴数超过两轴的货车，如上图所示:可以对两个轴组分别进行称重处理，分别形成前轴组重量和后轴组重量，然后累加就得出整车的重量。

轴组式计重系统检测过程示意图3.3系统在连续跟车情况下称重车辆分离在前车收尾后，前车的最后一个轴组还位于秤台上（如下第1个示意图），这种情况下，后车有可能继续上秤，如果前车的后轴组未下秤台，但后车前轴组已上秤台（如下第2个示意图），已知前车后轴组的重量，这时秤台上的总重量减去前车后轴组重量就等于后车前轴组重量，如果前车的后轴组正在下秤，后车前轴组上秤（如下第3个示意图），则对后车的前轴组重量不处理，只有判断到前车轴组完全下秤台后才对后车的前轴重量进行处理。

在实际使用应用中，所有车辆的前悬和后悬都有一定的尺寸，因此上述两种情况结合起来使用，能够对车辆进行有效的分离和精确的称重，连续跟车过秤情况下称重分车示意图4、主要设备性能及技术参数4.1称重平台系统技术参数：1、品牌：山西国强；2、型号：ZDG-60-DZ；3、秤台尺寸：a)秤台宽度：普通车道：3m，超宽车道：3.4m（可根据实际车道定制）；b)长度：5.1m；4、最大秤量：60吨（三联轴，轴组载荷）；5、最小秤量：1000kg；6、分度值：20kg;7、最高运行速度：20km/h;8、最高运行速度：1km/h;9、最大安全过载：150%；10、准确度等级：●静态：OIML○Ⅲ级；●动态：总重量动态准确度等级1级；单轴载荷或轴组载荷的准确度等级B级；11、称重误差：整车总重量误差≤±0.5％，连续过车总重量误差≤±l.0％；12、防护等级：控制设备：IP65；称重设备：IP68;13、可检测车辆轴数：≥30轴；14、允许通过速度：0～30Km/h；15、速度检测精度：车速在0～30Km/h(在没有明显加减速的前提下)，最大误差±2.5Km/h；16、安装方式：前置式；17、基础形式：浅基坑；18、系统多轴、少轴、称重无数据等综合错误率＜1%；19、路面坡度适应情况：纵向坡度≤3%，横向坡度≤2%；20、秤台结构：14mm厚全花纹面板，采用国内知名品牌厂家的优质Q235-B板材，采用二氧化碳气体保护焊接技术；；21、传感器数量：4支；22、称体刚度：≥1/1000；23、称台疲劳强度：≥200万车次；24、MTBF：≥25000小时；25、使用寿命：10年以上；26、工作环境：●温度：-40℃～80℃；●相对湿度：0～95%RH；●电压：AC220V+10%50Hz；●防雷接地电阻：≤4Ω；4.2称重传感器选用高精度称重传感器，传感器可采用桥式/柱式结构，具有良好的自复位功能，在任何情况下均能保证在垂直方向受力，稳定性高、重复性好。

该传感器采用激光焊接密封，防尘、防水、防潮、防护等级达到IP68。

抗干扰能力强，传输距离远。

该传感器符合GB7551-2008《电阻应变片式称重传感器》和OIML R60《称重传感器》国际建议中的相关条款要求。

也可根据用户需求，选定用户指定厂家的传感器。

柱式传感器传感器主要技术参数：品牌：宁波柯力型号：ZSW-40t额定载荷：40t灵敏度：2.0±0.002mv/v精度等级：OIML C3/NTEP3000Ⅲ温度范围：-40℃～80℃相对湿度：0～95%RH安全过载：150%F.S极限过载：300%F.S防护等级：IP684.3称重控制器主要功能：能高速采集称重设备、车辆分离器、轮轴识别器、检测线圈的数据、工作状态和故障信息并按要求实时上传车道收费计算机，与收费计算机的通讯规程符合四川省联网收费软件要求。

具有故障自检及自诊断功能：并能够显示故障信息及代码,当外设发生故障时，可以通过硬件和软件发出故障消息；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；称重控制器的处理计算机使用固化软件，在自检异常、通讯失败或者程序迷走时，处理计算机能够自动复位，复位时间不得超过30秒。

称重控制器具有调试、检测用数字仪表显示面板，在面板上可以显示各轴轴型、轴数、轴重、总重和车速等信息；具有进入校准状态的开关。

在校准状态下，通过仪表面板上的按钮或厂商提供的设定工具，可以很方便的对计重设备进行校准；带有调试用操作面板和调试用外接便携式计算机接口，能够方便地对称重检测设备、车辆分离器和轮胎识别器进行校准调试。

存放校正参数的可擦写只读存储器必须具有可加封的锁定装置，一旦锁定后即不可再行改写，加封形式应该是：易于操作，便于观察，且不影响设备使用。

不破坏封印就无法解除可擦写只读存储器的锁定状态，也无法取出可擦写只读存储器或者安装可擦写只读存储器的电路板；平均无故障工作时间：≥25000小时；具备自动缓存功能：在向车道收费计算机发送数据失败时，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覆盖，该数据将一直保存在系统缓存中，直到复位或被授权操作员删除，从而保证称重数据的完整性，缓冲信息条数：≥10条；具有防雷、抗浪涌冲击设计功能；主要参数：品牌：山西国强型号：GQJZ-Ⅲ内分辨率：100万系统非线性：<0.005%采集频率：800次/秒采集器测量精度：0.01%F·S；有效分辨力：0.002%F·S.输入信号范围：±30mv工作温度：-40℃～+80℃工作湿度：0~95%RH电压：220VAC±20%，50Hz；数据输出接口：RS232、RS485接口；通信速率：9600bps、19200bps、115200bps可选恢复时间：≤26秒MTBF：≥20000h防护等级：IP65平均寿命：10年以上4.4轮轴识别器为实现轴组计重设备连续称重和区分车型，我公司轴组计重设备总共采用3套轮轴识别器，其中2套轴识别器、1套轮轴识别器，轮轴识别器安装与秤台合为一体，保证轮轴识别器传感器处于干燥的环境，延长使用寿命。