国家高技术产业化专项新型弯板式传感器及交通调查设备资金建设可行性论证报告

国家高技术产业化专项新型弯板式传感器及交通调查设备资金申请报告一、项目的背景和必要性1、国内外现状和技术发展趋势新型弯板式传感器及交通调查设备项目,是以本企业具有完全自主知识产权的新型弯板式传感器为核心技术,并融合通信技术和计算机技术而研发的一种高精度、多功能的综合交通数据调查(采集)设备。

该设备能在车辆正常行驶下准确检测车辆重量，是目前世界上最先进的动态车辆称重系统之一（国家发明专利），同时也是一种全面的交通数据采集系统。

设备是由一组目前国际上最先进的弯板式传感器和以嵌入式控制软件为核心技术支撑的控制仪组成，可以自动采集包括轮重、轴重、总重、当量轴次、交通流量、速度、车型、加速度、轴距、通行时间、通行车道、行驶方向、违例（超重、超速）等在内的14种交通数据，为公路规划、设计、养护和管理提供重要的决策依据。

在国家发展和改革委员会2007年度组织实施的电子专用设备仪器、新型电子元器件及材料核心基础产业产业化专项中，跨属电子专用设备仪器/光电仪器及测试设备和新型电子元器件及材料/敏感元器件及传感器两个领域。

传感器技术、通信技术、计算机技术构成了现代信息产业的三大支柱技术，是信息社会的重要技术基础，是信息采集系统的首要部件。

世界工业发达国家对开发传感器技术都十分重视，美、日、法等国把传感器技术列为国家重点开发的关键技术之一。

我国863高技术计划和科技攻关计划也把传感器的研究与开发放在重要位置。

因此，20世纪80年代以来，在世界范围内出现了“传感器热”。

我国称重传感器技术的发展，80年代是引进、消化、吸收并国产化的发展年代；90年代是独立设计，采用先进技术和工艺，稳定质量提高产量的大发展年代；可以预计，21世纪将是称重及综合交通数据采集传感器总体技术水平、可靠性水平和产业化程度高速发展的时代。

这是因为国民经济持续发展，工业自动化水平不断提高，必然促进称重及综合交通数据采集传感器的需求，而现代制造技术、工艺技术、微电子技术和材料技术的进步，又为开发这种新型传感器提供了物质基础。

我国的称重及综合交通数据采集传感器要想大批量的打入国际市场，参与国际竞争，就必须有国际水平的质量。

要有国际水平的质量，首先就要有国际水平的制造技术与制造工艺；其次还要有适应国际市场变化，及时满足国际市场需求的现代管理方法。

可以说这是今后全行业的大课题。

近年来，随着计算机和称重及综合交通数据采集传感器技术的迅速发展，现代科学技术的相互渗透，电子称重及综合交通数据采集传感器技术及其应用有了新发展。

称重及综合交通数据采集技术从静态称重向动态称重发展，计量方法从模拟测量向数字测量发展，测量特点从单参数测量向多参数测量发展，采集内容从单一重量数据向综合交通数据发展,特别是对快速称重和动态称重的研究与应用，已倍受世界各国所关注。

可以说电子称重及综合交通数据采集技术的发展水平，已成为衡量一个国家科学技术水平和工业发达程度的重要标志之一。

新型弯板式传感器及交通调查设备的硬件部分主要由以下几个单元构成：称重平台(称台及传感器)、车辆分离器、检测线圈、轴重仪、轮轴识别器，其中称重及综合交通数据采集传感器是整个系统的核心部件，其包含的种类比较多，主要有弯板式传感器、共聚化合物式压电传感器、石英式压电传感器、电容式传感器、悬臂梁式传感器、光纤传等传感器。

对于动态称重及综合交通数据采集系统而言，传感器的选择要根据收费车道的空间要求、测量区域、速度与精度要求、使用寿命、安装条件等因素来确定，目前使用较为普遍的是弯板式传感器和悬臂梁式传感器。

新型弯板式公路智能动态车辆称重及综合交通数据调查(采集)设备,在称量精度、数据采集功能、使用寿命、稳定性、可靠性、安装方式、综合成本等几个方面都要优于悬臂梁式称重系统，相比其它同类设备弯板式公路智能动态车辆称重及综合交通数据调查(采集)设备在技术和经济方面更具有明显优势。

1968年，弯板式传感器公路智能动态车辆称重及综合交通数据调查(采集)设备开始在欧洲使用，至今在国内外每年已有1万套以上的市场保有量。

国外弯板式称重及综合交通数据采集设备主要用于车速0～200公里/小时范围内的动态称重及综合交通数据采集。

经过软件升级和设备国产化配套，自2003年开始，弯板式称重设备在国内开始较大规模地应用于高速或普通公路计重收费。

由于弯板式传感器无运动件，因此在无维修的情况下，其使用寿命将长达10年。

弯板式传感器由特殊超硬金属板材做成，能有效解决车辆通过时剪切力对称重及其他交通数据采集精度的影响，能测出完整的轴重等多种信号，是一种动态式称重及综合交通数据采集装置，称重速度及其他数据测量范围宽，抗冲击能力强。

弯板式系统的动态称重误差可保持在规定的±3％。

由于材料的高稳定性，这种误差的变化较小，可长期保持称量精度的高稳定性。

回顾我国称重及综合交通数据采集传感器技术的发展历程，面对与工业发达国家的差距，21世纪我国称重及综合交通数据采集传感器技术的发展趋势主要集中在三个方面。

其一，从认识上确立称重及综合交通数据采集传感器技术是一项系统工程的观念。

称重及综合交通数据采集传感器的开发与生产应基于系统的观念，不仅要考虑技术而且要考虑管理，把二者结合起来，统一考虑，形成新的设计与制造系统。

其二，从技术上要解决好特性和功能开发上的问题，不断提高称重及综合交通数据采集传感器的准确度；实现车辆动态数据采集的全面性;在确保传感器本身稳定性的同时，努力增强对外部干扰条件的稳定性。

保证准确度和稳定性的前提，就是解决好生产上的问题，研究与应用新技术、新工艺、新元件，提高基础工艺和特殊工艺水平。

其三，从管理上要解决好研究、设计与制造工艺的关系。

传感器的设计要为可制造性和质量服务，要特别重视现代制造技术与工艺的研究与应用，设计和工艺要平行作业，联合工作，开展“同时工程”。

要把制造技术与制造工艺提高到战略高度来认识，积极采用高新制造技术与工艺，缩短产品开发周期，增强批量生产能力，以提高企业的市场竞争力。

2、对产业发展的作用与影响新型弯板式传感器及交通调查设备项目的有效实施,对产业发展有重大的作用与影响,主要反映在三个方面:首先, 弯板式传感器与目前国内同类设备采用的共聚化合物式压电传感器、石英式压电传感器、电容式传感器、悬臂梁式传感器、光纤传等传感器相比，在数据采集精度、使用寿命、稳定性、可靠性、安装方式、综合成本等几个方面都具有技术和经济方面的明显优势。

新型弯板式传感器的研发成功和产业化,可为我国高精度、长寿命、多功能的交通数据调查(采集)设备的研发及产业化提供核心技术支撑和敏感元器件及传感器,使我国公路智能动态车辆称重及综合交通数据调查(采集)设备一跃跨入国际先进行业。

其次，采用新型弯板式传感器的公路智能动态车辆称重及综合交通数据调查(采集)设备，集传感器技术、通信技术、计算机技术等现代信息产业的三大支柱技术于一体,是一种高技术的电子专用设备仪器,产品具有很高的技术附加值和市场竞争力;同时,产品市场容量巨大,且应用领域扩张性好,随着我国高速公路和高等级公路的快速发展,相信能够在未来形成一种新兴产业。

第三、项目产品是一种全面的交通数据采集系统,可以自动采集包括轮重、轴重、总重、当量轴次、交通流量、速度、车型、加速度、轴距、通行时间、通行车道、行驶方向、违例（超重、超速）等在内的14种交通数据，为公路规划、设计、养护和管理提供重要的决策依据,其产品的产业化和广泛应用可对我国公路规划、设计、养护和管理走上更加科学、合理的轨道产生积极的影响和作用。

2000年3月交通部颁布了关于超限车辆管理的2号令《超限运输车辆行驶公路管理规定》，高速公路建设不但注重工程建设质量，同时也更关注超限车辆对道路行车安全及路面的直接或间接影响。

通过超限检测调查结果表明，超限车辆对道路行车安全及路面损坏不容忽视，而且车辆超限呈愈演愈烈之势。

2003年以前，很多道路及桥梁在建设期间便配套了超限检测系统，投入相应人力进行超限执法，并对超限车辆进行整治。

整治的主要手段是通过高、低速轴重检测设备配合检测超限车辆，并将超限车辆引导出管辖路段。

虽然取得了一定的效果，但投入也较大，超限车辆比例也只在设置有轴重检测设备的路段有所降低。

2003年下半年，高速公路管理部门经过充分研究、论证，决定在高速公路收费站设置配套称重系统，对超限严重的车辆实施计重收费，治超取得明显效果，从而使汽车运价恶意竞争的势头得到了初步遏制，有效地提高了驾乘人员的出行安全及高速公路的通行能力。

随着国民经济的快速发展，作为我国经济命脉的公路交通运输量也随之急剧增加。

运输车辆的超载、超限现象也极为普遍，使之公路运输市场恶性竞争，造成公路、桥梁等遭到严重损坏，且容易引发交通事故。

目前，国家、政府先后颁布了相关法规及有效行政措施，同时很多省、市均已运用新的技术手段——公路计重收费，即把动态称重技术，应用到公路计重收费中，为保证公路交通运输的正常运行、国民经济快速发展，称重技术体现出应有的作用和价值。

3、产业关联度分析目前通常利用投入产出分析方法定量分析一定时期内国民经济各部门在社会再生产过程中所形成的直接和间接的相互依存、相互制约的技术经济联系,采用感应度系数反映一个产业受其他产业的波及程度,采用影响力系数反映一个产业影响其他产业的波及程度。

新型弯板式传感器及交通调查设备项目的产业关联度较好,产业波及作用强，主要反映在影响力系数和感应度系数高。

项目产品属电子设备制造业,据中国投入产出学会2002年对我国42个产业部门的影响力和感应度分析,我国目前影响力系数大于1的产业门类有21个,其中本项目所属的通信设备、计算机及其他电子设备制造业排列第一位,表明该部门的生产对其他部门所产生的波及影响程度大大高于社会平均影响水平，对其他部门的拉动作用最大;从感应度系数看,我国目前感应度系数大于1的有19个部门, 其中本项目所属的通信设备、计算机及其他电子设备制造业排列第十四位,表明该部门的感应程度也高于社会平均感应度水平,对国民经济的推动作用很大。

从实践上看, 新型弯板式传感器的研发成功及产业化可直接带动同类产品传感器的升级换代,逐步形成可观的经济规模。

同时, 采用新型弯板式传感器的公路智能动态车辆称重及综合交通数据调查(采集)设备，是典型的电子信息技术在智能交通产品中集中应用的数字化3C产品。

该系统集性能优良和技术先进的传感器技术、计算技术、无线通讯技术和网络服务于一身，提供了从现场数据采集到面向用户的互联网数据发布的一系列服务。

实现了自动实时数据采集、无线/有线自动实时传输、自动处理统计、自动上报、互联网上数据发布的完全无人值守的最全面的交通数据调查系统。

系统是由以嵌入式软件为核心支撑的嵌入式仪器、网络数据服务软件、GPRS/CDMA/3G无线通讯控制器和一组目前国际上最先进的弯板式称重传感器组成，可以自动采集每一辆通过车辆的包括轮重、轴重、总重等在内的14种交通数据，这些数据经过高速AD采样，经过和仪器中的核心嵌入软件分析处理后，通过GPRS/CDMA/3G等通讯控制器与Internet连接并同时上传至用户指定的IP，这些数据也经由GSM 和Internet传输到达中心网络数据服务软件，通过WEB网页实时发布交通数据并监控所有远程仪器工作状态。