计重技术总结.docx

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计重技术总结

湖南省高速公路计重收费系统供货与安装工程

的体会和总结

湖南省高速公路计重收费系统供货与安装工程JZ3标段由中铁一局电务工程有限公司湖南计重项目部承担施工任务。

本工程自2006年11月1日开工，2007年6月1日竣工。

一、工程概况

湖南省纬度偏低，为大陆性特征明显的中亚热带季风湿润气候。

在冬季，经常受到来自西伯利亚和蒙古高原南下的干冷气团控制，比较干冷，在准静止锋面和气旋活动的影响下，可带来一定的雨雪冰霜天气。

在夏季，则多为低纬度海洋暖湿气团所盘踞，气候高温多雨。

春季，地面南北气流对峙，气候及锋面活动频繁，雨水较多，天气多变。

秋季是从夏入冬的过渡季节，副热带高压势力逐步南撤，偏北气流渐次控制全境，全省呈现出气层垂直结构十分稳定，而湿度又很小的秋高气爽天气。

可以用四句话概括湖南的气候特征：

气候温和，四季分明；热量充足，降水集中；春温多边夏秋多旱；严寒期短，暑热期长。

湖南省高速公路计重收费系统供货与安装工程三标段潭邵高速公路段总共包括13个收费站，42条出口收费车道，共需要安装42套出口称重设备。

在工程实施过程中，我项目部在组织、进度、安装、调试、技术、质量、验收、交工、资源配置、后勤保障、安全施工、文明施工、配合业主等方面严格履行合同条款和响应招标文件的要求。

由于是在既有的已经通车的收费站进行施工，为了保证收费站正常运营收费，各个收费站分两次施工，每次施工一半收费车道，等可以开通后再施工另外一半车道，确保车辆正常通行。

设备基础施工、设备安装同步进行。

所以安全要求也特别高。

二、弯板计重系统

2.1设备构成

车道计重系统由计重控制器、轮胎识别器、红外线车辆分离器、计重传感器、检测线圈、计重费额显示器以及通信传输系统等几大部分构成。

1、计重控制器

计重控制器是整个车道计重系统的核心控制装置，主要负责处理计重传感器、检测线圈、红外线车辆分离器及轮胎识别器传送来的信息，经过分析处理车辆载荷等信息，并将数据上传收费车道控制器。

2、轮胎识别器

轮胎识别器是一种按一定间隔排列的传感器组合体，置于弯板计重传感器前方。

传感器上表面稍高于地面，确保轮胎经过时，能压在其中传感器顶面上，使传感器有压力信号输出。

数据采集器对这些压力信号进行采集，传送给计重控制器。

各个传感器的信号是独立的，根据已检测到的信号的情况，判断轮胎是单轮还是双轮，经串行接口传送到计重控制器。

3、红外线车辆分离器

作为计重系统的重要组成部分，红外线车辆分离器的作用是在车辆进入计重区域时，提供起始信号，在整个车辆离开计重区域时，提供结束信号。

可靠分离前后距离很近的两辆车，并对带有挂钩的拖车和其它特种车辆进行可靠检测。

红外线车辆分离器含成对配置的红外线光幕（发射器、接收器）及光幕护罩、加热防护罩及连接插件电缆等。

发射器和接收器是一对同步检测的红外光电传感系统。

发射器和接收器总是依次触发每一个发光/受光元件，以确定光路是否被挡住。

加热防护罩保护发射器和接收器不受天气因素的影响。

发射器和接收器分别安装在两个防护罩内，防护罩带一个加热窗口，在传感器光路对准后，将加热窗口固定在防护罩的前面板处。

4、计重传感器

弯板式传感器是一种应变力式传感器，利用集成在特种传感器钢板内部的应变片网，根据计重板受压后产生形变的原理进行测量。

传感器应为单板整体式，无机械结构，且表面经硫化橡胶密封技术处理，以达到防水、防尘、防腐作用。

每车道采用两块弯板式计重传感器，并采取交错布置方式，适用于普通车道（3.5M以内）和超宽车道（3.5以上）。

5、检测线圈

检测线圈在计重系统中主要应用于配合红外线分离器检测车辆的出现、控制计重过程的开始和结束、检测是否有车辆倒出收费车道、统计、车辆分类等。

线圈传感器安装于计重传感器的前方，为计重系统提供车辆的信息。

红外光栅车辆分离器发生故障时，自动切换功能及线圈的车辆分离和辅助收尾功能。

6、费额显示器

费额显示器用来显示当前缴费车辆的车型、费额、重量、限重等车辆信息。

费额显示器采用LED点阵式显示屏,选用单色LED点阵显示模块,像素数量64×128列，像素间距≥4.75mm，发光管直径≥3.75mm；

内置16×8点阵ASCII码字符，16×16点阵GB2132一级汉字字库、图文格式任意显示，字体大小可调，显示方式可上下、左右滚屏显示；

多种显示方式：

（1）16×16点阵汉字显示时，全屏显示4行×16列，64个字符（32个汉字）；

（2）12×12汉字点阵显示时，全屏显示5行×20列，100个字符（50个汉字）；（3）640×480二值图象显示功能；

控制多达10万点像素；

兼容开发式收费站、高速公路收费站、联网收费、计重收费、不停车收费显示需要；

显示屏亮度可由计算机自动调节，有效降低功耗可防止驾驶员夜间眩目；

开机后可自动逐点扫描自检；

机壳表面及立柱采用不锈钢防水处理，显示屏尺寸680mm×375mm×115mm,显示区尺寸305mm×610mm，显示器总高度1500mm。

显示屏表面采用深色有机玻璃密封。

像素间距≥4.75mm，发光管直径＞3.75mm，PCB主板防酸、放潮、防盐雾处理。

7、车牌自动识别设备

在联网收费高速公路所有收费站的入口、出口车道上安装车牌自动识别设备，利用已有的车辆检测线圈进行信号触发，缆线的敷设利用原有收费管道。

车牌识别设备由摄像机、车牌识别器、光源补偿设备、通信接口、DSP图象处理单元、相应的驱动软件及图象识别软件等组成。

车牌自动识别摄像机对着车道内来车方向，用来抓拍进入车道的每辆车并进行车牌自动识别。

将入口识别的结果和车牌图片上传给车道控制器，然后通过车道控制器上传给收费站数据库，同时通过车道控制器和非接触式IC卡读写器写入IC卡内，作为收费管理的辅助手段。

在出口车道通过车牌自动识别设备来识别车牌号，与非接触式IC卡中的入口车牌号进行匹配鉴别，以发现车辆换卡作弊或收费员舞弊的行为，当入口、出口匹配鉴别不一致时，马上在车道报警同时向收费站级系统报警；对于污损严重的车牌，由于无法获得可信的车牌文字，要通过非接触式IC卡携带的信息，或根据非接触式IC卡的流水号从收费系统网络中查取该车辆的入口车牌图像进行比较和匹配，车牌自动识别系统能够采用车牌图像匹配算法来判断两个污损严重的车牌是否为同一车牌。

2.2工作流程

2.3收费软件

计重系统安装于收费车道的前部，属于收费前检测，因而车辆的行驶情况变化较多（加速、减速、倒车），而收费软件是以一辆车为一个流程，要求能够处理各种情况，而且必须确保车道控制器准确获取每一辆车的数据，确保两者之间的数据一一对应。

在本系统中，车道计重系统准确检测每一辆车，将车辆数据以先进先出的排队方式在计重控制器中保存（可保存十组数据），与收费系统的通信规程进行数据交换。

如果出现不对应的情况，收费系统可对计重控制器缓冲区进行处理，实现对应复位。

三、主要施工方法及技术措施

1、施工准备

施工材料

1）、布线管道

所有布线管道符合设计图尺寸及管数要求，并依规定的材料标准购置。

在整个系统结构图设计中需要以下类型的布线管道：

镀锌钢管：

φ60，所有布线管道内都需要预留穿线钢丝，根据布线数量要考虑留有足够的富余量，以便系统扩展。

2）、标准材料

本工程所使用的各种结构钢材均符合相应的国家标准及合约规定中的要求。

3）、电气材料

室内外接线使用材料符合国家电气规范要求，包括：

接线端子、各种规格的电缆、线槽、扎带、冷压接头等材料。

2、称重系统施工工序

施工准备→测量放线→设备到货验收→基础切割→框架浇筑→称重系统安装→附属机电设备安装→系统各部分调试→系统标定。

2.1基础施工、框架安装规范

计重弯板基础施工包括基础框架施工及管线敷设两项工作。

技术标准高，整个工程必须严格按照施工步骤进行，不得随意更改技术要求。

施工工艺框图及文字说明：

弯板基础施工按以下步骤进行：

1、测量放样

首先明确设备安装地点及标线位置，然后根据施工图纸尺寸及要求找出与标线重合的中心线，以中心线为标准分段画出设备基础大样图，用划线漆标出并找出定位点及关键点，确定弯板框架基坑具体方位以及布线管道位置。

2、基坑边线切割

根据所画的框架边线，用混凝土切割机切缝，保证设备的边框整齐美观，其中外边框切缝深度为5cm，走线排水槽切缝深度10cm，不能横穿过拐角，以防止路面开裂。

3、基坑开挖

检查车道路面质量，测量纵横坡度、平整度是否符合施工要求，否则通知业主该路面对称重精度的影响，可建议其修整路面。

控制设备安装基座平面和收费车道平面平行，使得称重设备上平面和收费车道基本处于一个平面内，高、低差控制在5cm之内。

在施工路段进行施工时应做好施工安全措施，如放置警示标志牌、路障、反光桶等物品，以确保施工安全及道路通畅。

框架基础开挖时，用风镐初步打出5cm深的基坑，然后再仔细修正，保证尽量平整，在框架走线管的位置，打出一个弧形的走线管的浅槽，然后开挖排水槽，排水槽要打出10cm深度。

画出地脚钩的位置，首先垂直钻约10mm深，然后慢慢倾斜45°继续钻200mm。

清理沟槽和地脚钩。

4、框架调平

首先将框架安装工装连接在框架上，然后将其放入基坑，调整工装两侧的螺栓，使框架保持和路面在相同的平面上。

5、线缆管布设

清理支撑面多余的混凝土和其它碎物，然后再用空压机或吸尘器清理支撑面，保证支撑面干燥；

这个步骤十分重要，因为任何碎物或水都会降低胶的粘接效果；

铺设排水管和电缆管，管口用纸塞住或用胶带密封，防止环氧树脂流入管道。

6、框架浇筑

检查框架底部，清理粘在沥青层上的碎石等杂物，插入地脚钩，不能凸出来；如果框架出现变形（如在运输过程中），插入地角钩并人工压好后，可能会在角上出现松动。

若出现这种情况，可用一个20~50公斤的重物将框架压下，直到环氧树脂浇注完毕为止。

把框架移近槽坑，并在框架下面的螺栓上用10平方裸露铜线进行接地处理（在框架和电缆之间）；在安装第二个或其它框架前，必须预备好电气接地。

在槽坑四周贴上透明胶带，防止胶污染路面。

用电动搅拌工具搅拌足够的环氧树脂大约5分钟（冬天加热时），然后添加硬化剂再搅拌4—5分钟，特别是在边沿处，处理时间和硬化时间随着温度的不同而变化。

水能破坏环氧树脂粘合剂的粘接性，因此安装点特别是在基础框架的底面和地脚钩孔内，必须完全干燥；不要使用桶边沿及底部的环氧树脂，以及那些没有充分接触硬化剂不能充分硬化的环氧树脂。

用裸露铜线连接框架进行接地处理，并逐个连接其他框架，确保框架之间不断开。

使用搅拌好的砂浆封闭电缆管/排水管和框架之间的空腔。

使用搅拌好的砂浆构建防护墙，以防止环氧树脂流出。

浇灌环氧树脂，与框架表面齐平即可。

1—2小时后，移去水平校准装置，拆除胶带，清扫框架。

2.2传感器安装及其他设备安装

1、安装传感器

环氧树脂硬化大约24小时后，放置弯板，带电缆一端翘起，小心地将连接电缆穿进电缆管。

放上紧固板，用M12×1.5的螺母紧固，然后检查其水平度。

用水平尺校验弯板是否与公路水平面齐平，如果弯板低于路面超过1mm，适当的调整垫板，重新校验（允许公差为：

±1mm）；然后检查弯板与基础框架是否完全接触，有无空腔。

支撑板放在垫板上，重新将弯板放在中心处，重新校准，直到安装高度与路面齐平为止，最后用带垫片的螺母固定、旋紧。

以同样的方法安装其它弯板，在安装最后一块弯板之前，将连接电缆穿进电缆管，确保电缆不能扭卷、弯曲以及不能形成任何回路，在框架下留出0.5m备用空间。

弯板和框架，紧固板和框架之间的连接处以及螺母孔上都需用硅胶密封，尤其是在电缆连接处。

用硅胶填充边沿处的开缝接头。

在所有的安装工作结束24小时后，即可开放车道。

称重弯板安装完成后，应满足以下要求：

1）、车辆能够平稳地从称重弯板上驶过，不发生跳动、振动等现象，从而减少由此造成测量精度影响。

2）、称重弯板外边缘距离收费岛不超过50mm，防止车辆走偏时引起称量误差过大。

3）、保持称重弯板与路面齐平，减少对测量结果的影响；确保称重弯板无变形，如两侧间距不等（相差较大）。

2、车辆分离器安装

红外车辆分离器检测高度在400——1800mm之间。

在多车道的红外车辆分离器的安装中，相邻两车道上的光栅分离器的型号应相同，即应该同时发射或同时接收器，且要保持在一条水平线上。

3、计重控制柜

计重控制柜安装在收费亭前端的岛头上干燥通风处，尽可能装在收费大棚下覆盖范围内，不影响收费员视线。

控制柜安装牢固，横平竖直，与接地装置相连接，确保接地良好。

控制柜设计为放水、防尘型，少受环境影响，便于操作维护，进线孔全部从控制柜底部穿入。

4、轮胎识别器

清扫轮胎识别器基坑，将识别器逐个安装到底板内，做好编号，在将盖板放上用螺丝紧固。

把所有轮胎识别器的传输线通过穿线管穿至控制柜内的数据采集器，按照编号——对应接入接线盒内。

5、线圈制作

路面环槽内应充分清理干净，不得有水汽、杂物，必要时用吹气管或汽油喷灯清理。

绕制线圈时，应注意保护线圈线缆，避免刮伤线圈线缆，否则重新制做。

用宽胶带将环形槽两侧防护好，按照规定计量配置线圈专用胶，搅拌均匀后方可浇灌。

环槽内线圈应足够充满，并充分与线缆融合，不得有气孔。

6、穿线

严格按照布线要求穿线，所有连接线均需穿管保护，尽量减少弯曲；电源线与信号线分管穿线。

线缆在穿线过程中遇到阻碍时不得用大力拉拽线缆，防止线缆内部断线。

每种线缆在穿线两端都要流有余量，设备端1至2M，在收费亭内留3至5M。

无论是何种线缆，每根线缆中间不允许有接头。

如果因为线路太长，必须续接时，接头应在接线手井处，并做好防水防尘处理。

所有外露管口弯转朝下，所有外露管口均封闭，以防鼠害。