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1、高速公路计重收费系统一、 项目概述 公路通行费是政府授权的公路投资及经营者向公路使用者、受益者征收的费用，它是公路使用者或受益者对使用公路所支付的一种补偿，是收费公路管理部门或经营者获得收益的主要途径之一。实践证明，收费公路的设立是解决公路建设资金不足、促进公路发展的有效途径之一。海南从1994年，海南省即率先在全省范围内实施，把公路养路费、过路费、过桥费以及公路运输管理费“四合一”的举措。海南本省和外省的公路养路费汽油车是包含在汽油里面。本省的柴油车采取的是按照车的载重量定期收取，然而外省的柴油车辆从入岛后是按照核定载重量和滞留的天数收取。 近五年以来，许多省市开始采取计重收费管理系统，这种
2、收费系统是根据车辆的载荷对公路磨损程度大小来确定收取车辆通行费的费额。根据通行车辆的载重情况来进行收费，空载的车辆按空载重量计费，重载的车辆按载重多少计费，超载则按实际载重进行计费，体现多拉多负担的原则。采用电子计重收费管理系统，可以杜绝征费人员私收票款，保持廉洁；采用电子计重收费管理系统，可以增强监督功能，健全内部监督机制，杜绝征费人员私放人情车等不廉洁行为，有利于行风建设。采用计重收费管理系统，可大大减轻征管人员的劳动强度，提高售票速度，提高工作效率，同时，可以统一规范内业资料，促进规范化建设，提高服务质量，保证公路畅通。采用计重收费管理系统，可以提高现代化管理的程度。一方面可以利用现代装
3、备的语音系统，提高服务质量，有利于“文明窗口”建设；另一方面也使通行的司机感到政策的严肃性，减少很多扯皮或人为争吵现象，以确保收费车道安全畅通。实行计重收费，还能及时提供实载的数据，解决承运货物过磅问题，方便了车主。计重收费管理系统是利用设置在收费车道入口处的称重系统，得到通过的车辆的重量等信息，再由收费计算机根据相应费率对通过的货车实行计重收费。 二、系统概述收费车道是车辆进行发卡、缴费的专用车道，不同于一般的通行道路，因而有着其特殊性，车辆排队、高速通过、刹车、加速、减速等现象极为普遍。动态称重系统的构成和工作流程是确保系统设计成功的关键。本系统选用了IRD公司的DAW100弯板式称重系统
4、，使用了整体式弯板传感器，路面开挖深度仅需5厘米，无机械结构，免维护，避免了车辆通过时所带来的冲击对机械结构的损坏导致车辆无法通行及日常大量的检修、维护、保养工作。DAW100弯板式称重系统系统是得到国际上广泛赞誉的一种动态称重系统，其先进的技术稳定性及高可靠性等特点一直得到广大客户的青睐。IRD的DAW100是专门设计用于静态/动态中低速检测车辆轴载的称重系统，可高精度并可靠的获得车辆重量及轴载等数据。保证当车辆不规则行驶时（实际使用中最常见的现象）不会对精度产生影响，整个系统具备长寿命和低故障率。在称重系统部件出现故障时，称重系统可向管理软件发送错误信息，便于维护。总体拥有成本（TCP）优
5、于普通机械称台式称重系统。三、系统构成系统采用DAW100计重收费称重系统，该系统由2块WPS125（超宽车道采用WPS175）动态弯板式传感器、1个线圈、1套红外线车辆分离器、1个轮胎识别器和1个中心处理器构成。动态弯板传感器主要完成车轴的称重、速度检测、轴型判断等工作。红外线车辆分离器用来进行车辆的分离及提供开始、结束等信号。线圈主要用来完成测速、倒车的检测，并与红外线分离器一起对非车辆以外的物体或人通过时的判断，减少出错。轮胎识别器主要用来检测通过车辆每轴的轮胎数。中心处理器用来处理来自于各传感器的信号、计算数据，把相关数据通过通讯方式送给收费计算机。数据分析软件包为称重系统配套使用，可
6、按用户要求实现数据分析、统计查询和打印报表等功能。输出检测信息为：a. 轮重 h. 车道号和行驶方向b 轴重i. 日期和时间c 轴组重j. 数据记录序号d 总重k. 总轴距 e 车速l. 标准轴载(当量轴次)f 轴距m. 车辆加(减)速度g 车型（按轴排列分型）n. 违例代码四、系统布置方案 DAW100采用前置式布置方式，即在收费前进行检测，根据我们国家汽车技术规范，货车的长度应不大于18米，因而为保证在车辆到达收费亭前完成检测，应适当延长收费岛的长度，同时考虑便于规范驾驶人员通过称重设备时的车辆控制，建议收费岛前端到收费亭中心线的距离为28-36米。每个车道使用两块弯板，采取交错放置的方式
7、，其前方装有一个线圈，弯板后方装有一个轮胎识别器，弯板前沿处的收费岛上装有红外线车辆分离器，称重处理器机箱装在收费岛上。五、计重收费系统工作原理 进入安装有低速称重系统收费车道的车辆，其车轴依次压过铺设在车道路面中的称重传感器，数据采集处理器经过处理，计算出其轴重、轴组重和速度，并依次累加出车辆总重。安装在路侧的红外线车辆分离器可准确判别车辆是否完全通过。同时通过独特的逻辑分车装置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，将称重结果、车型判别结果、车速等完整的车辆称重信息传输到车道收费计算机。车道收费计算机依据计重收费费率对车辆实行计重收费。六、系统特点采用国际先进的嵌入式微处理
8、器技术，从数据采集、运算处理以及系统控制，均为固化程序，一经启动便自动运行，避免了外界震动和人为干扰。采用全工业级元件，环境适应性强，可应用于高低温和大湿度环境。采用光电隔离及防浪涌措施，抗干扰、防雷击。设置外接键盘接口和可铅封的校准端口，调试操作既安全又方便，符合计重法规要求。系统采用自有专利的逻辑识别技术，能正确处理车辆在称重时启动、刹车、倒车等复杂的行驶状态；同时也可以应对车违规行驶。八、技术难点(1) 动态称重设备的精确度(2) 收费站的车流量比较大，对称重设备的要求较高(3) 车辆行驶状态对称重结果有较大的影响(4) 车辆行驶时的加减速会对称重设备造成骄傲大的冲击力，影响设备的寿命急
9、剧缩短。(5) 收费站的环境比较恶劣。九、计重收费系统基本构成1,计重秤台2.专用称重控制器； 3.轮轴识别器；4.红外车辆分离器；5.信息显示屏；6.收费计算机。 十、计重收费系统硬件原理1.动态衡器用于计量车辆各轴的动态重量2.车辆分离器车辆分离器主要用于为检重系统提供车辆驶入、离开信号，完成车辆的分离。有效检测高度为0.51.7m。3.轮轴识别器轮轴识别器由轮轴检测器及其控制器组成，用以判别驶过车辆轮轴的类型。4.称重控制柜称重控制柜中布置了称重控制器、电源、信号控制器、轮轴识别器的控制电路、保护电路等单元。机柜采用ip65防护等级。5.称重管理计算机系统称重管理计算机系统是本系统的操作
10、平台，该系统通过网络数据库，实现了与收费系统无缝互联。计重收费系统网络结构： 收费站的网络用于接收收费中心下传的系统运行参数，接收收费车道上传的收费数据，下发车道的系统运行参数，承担收费站的运行监控管理、数据查询、业务管理和票据管理职能，是公司系统的核心，有着重要的地位。为了保障工作站之间和收费车道的数据采集和处理，必须建立较高性能的局域网。收费站局域网采用10/100M快速以太网，收费站级计算机网络采用超五类屏蔽双绞线组成星型局域网络。网络由数据服务器、业务管理计算机、财务管理计算机、各车道收费计算机组成，车道收费计算机完成收费业务，通过网络上传每笔业务记录到数据服务器的站级数据库中，然后财
11、务管理计算机查询统计各种报表，业务管理计算机对系统参数、日常业务进行统筹管理。十一、术语和定义（1）轴由两个或两个以上的车轮与一个沿中心旋转横向共同轴构成的组合。轴的两端至整个车辆宽度，并与车辆行驶方向垂直。（2）单轴一个悬挂系统上仅有的一个轴。3.3轴组由数个轴构成的组合，组合中的轴数和轴之间相互的间距（轴距）应有明确定义。（3）双联轴由两个轴组成的轴组。3.5三联轴由三个轴组成的轴组。3.6轮荷载轴的一端所有车轮轮胎荷载的总和。车轮可以由单轮胎组成或者由双轮胎组成。（4）轴荷载一个轴上所有轮荷载的总和，称辆时是重力作用到车辆总质量而产生的施加到静态轴上的分量。(5)总质量限车辆总的质量或包
12、括所有连接部件的车辆组合的总质量。(6)轴型、轴型编号和轴限不同数量轮胎和车轴的组合类型称之为轴型、不同轴型的顺序编号称之为轴型编号、轴（轴组）的限载重量称为轴限。(7)总轴限各轴（联轴）的限载值之和称之为总轴限。3.11计重收费系统计重收费系统是由一组安装好的传感器和含软件的电子装置所组成的独立系统，用以测量动态车辆轮胎力和车辆通过时间，并提供计算轴数、轴重、整车重以及其它诸如速度、轴距、轮数等的数据，按照既定收费标准进行车辆通行费征收的一种收费方式。(8)称重平台计重收费系统承载轮轴压力的部分，又称为承载器、秤台。称重平台由称体、框架、限位装置、传感器装置、称重控制器、信号电缆等组成。(9
13、)主车辆分离器由发射器和接收器组成，相向分置计重车道两旁。负责判断车辆是否完整通过车道。(10)辅助车辆分离器判断是否有车辆通过的辅助车辆分离设备，当用于辅助收尾时，又称为收尾装置。(11)轮胎（轴）识别器由一组外置或内置的传感器组成，通过检测驶过传感器的轮胎宽度，判断驶过的轮胎是单胎还是双胎，以及单独或与其它设备共同判断轴型和车型。(12)称重费额显示器接受车道控制机的控制，显示计重车辆的车型、费额、总轴重、超限重和余额等。(13)室外机柜放置计重系统处理机、电源和接线板的室外机柜。3.18参考车辆为动态试验而选定，经过控制衡器称量已知车重的典型车辆。(14)检定为查明和确认衡器是否符合法定
14、要求的程序，它包括检查、加标记和（或）出具检定证书。(15)首次检定对未曾检定过的衡器所进行的一种检定。3.21后续检定衡器首次检定后的任何一种检定。后续检定包括强制性周期检定、修理后检定和周期检定有效期内的检定，不论它是由用户提出的请求，或由于某种原因使有效期内的封印失效而进行的检定。(16)使用中检验为检查衡器的检定标记或检定证书是否有效、保护标记是否损坏、检定后衡器是否遭到明显改动，以及其误差是否超过使用中最大允许误差所进行的一种检查。十二、收费原则 1、实行计重收费后，对货车以实地测量的车货总重量为依据，按照轴重与总重相结合的方式，判定其是否超过公路承载能力认定标准而进行分类（“正常车
15、辆”、“超过公路承载能力认定标准的车辆”等两种）收取车辆通行费。客车维持现有收费方式不变。 2、车货总重由动态轴重仪检测获得，计重收费标准及超过公路承载能力的判定标准按省政府批准的有关文件执行。3、由于称重设备故障造成无法获取货车称重数据时，可按车型收费或按省政府批准的有关文件执行。十三、省收费结算中心系统增加的功能（1）接收下级上传的计重收费数据，完成计重收费数据的收集、存储、处理、管理等。（2）在联网收费系统参数表中需增加计重收费基本费额表、超限超载费额表、超限超载车辆黑名单，并可以根据需要及时下发至下级系统中。（3）统计/查询/打印各类计重收费日/月/季/年等管理报表。（4） 对计重收费数据进行综合分析处理，提供简单必要的辅助分析决策数据，包括货车分车型OD数据、路面动态荷载数据等。
