机电培训手册课件5p.docx

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机电培训手册课件5p

第一章高速公路机电系统概述

江西高速公路机电系统分收费系统、通讯系统、监控系统。

系统实行三级管理,即省监控通信收费中心,路段监控分中心和沿线收费站、服务区等。

一、收费系统：

高速公路收费系统采用封闭式收费制式,采用三级管理制,即省联网收费结算中心,路段监控分中心和收费站.采用封闭式收费系统,人工判别车型和车种,人工收发多次重复使用的非接触式IC卡,人工收费,检测器校核,自动栏杆控制,计算机管理,CCTV辅助监视的半自动收费系统。

（1）收费计算机管理系统

入口车道计算机系统由车道控制器系统、雨棚信号灯、自动栏杆、地感线圈、车道摄像机、字符叠加器和视频分配器合成、岗亭摄像机、IC卡读写器、车道通行灯、报警器、手动栏杆、雾灯、车牌自动识别系统、等组成.

出口车道计算机系统由车道控制器系统、雨棚信号灯、自动栏杆、地感线圈、IC卡读写器、费额显示牌和语音报价器合成、车道摄像机、字符叠加器和视频分配器合成、岗亭摄像机、车道通行灯、报警器、手动栏杆、雾灯、票据打印机、车牌自动识别系统等组成.

收费站计算机系统由路由器、服务器、可读写刻录机（CD-RW）、收费管理计算机、激光打印机、喷墨打印机、IC卡读写器、光纤收发器、集线器构成;按照服务器/客户机方式组网,服务器负责实时收集车道上传的数据和图片信息、数据库系统管理（运行,备份等）、系统参数管理等。

监控分中心完成对全线各站进行统一的管理,调配和管理IC卡,对各收费站上传的收费信息进行汇总处理,并根据管理的需要生成统计数据和报表等.分中心计算机系统由路由器、双机热备份系统、可读写刻录机（CD-RW）、收费管理计算机、IC卡编码机、喷墨打印机、集线器、交换机按照服务器/客户机方式组网,双机热备份负责时收集收费站上传的数据和图片信息、数据库系统的管理（运行,备份等）、系统参数管理等.

二、通信系统

高速公路全线通信系统分为通信设备,紧急电话,通信线路三大部分,通信设备包括业务电话,紧急电话,光纤数字传输设备,程控交换设备和通信电源等.紧急电话包括紧急电话中心设备,紧急电话路侧分机.通信线路主要包括通信主干光缆,监控外场和紧急电话电缆等.

（1）光纤数字传输系统

高速公路通信系统工程采用SDH数字传输设备和用户接入设备融为一体的综合业务接入网方式的光传输系统.

本系统采用STM-4等级的光同步数字传输设备作为干线传输网络,用于和全省干线传输网的并网连接,传输数率为622Mbit/s.分中心配置一套STM-4等级的ADM设备,工程干线SDH传输网使用4芯光纤,采用1+1复用段保护方式,组成链状网络.

（2）数字程控交换机系统

采用一台带有V5.2数字接口的程控交换机安装在分中心.数字程控交换机初装容量500门,包括业务电话、指令电话等,通过V5.2接口与OLT相连.

（3）室外光缆、电缆

全线沿主干通信管道敖设1根G.652单模光缆,作为干线光数字传输和CCTV视频合用传输光缆.并沿主干通信管道敖设1根HYAT5*2*0.9的市话电缆,分别作为紧急电话和监控外场设备的合用传输电缆.

三、监控系统

闭路电视监控子系统由分中心级监控子系统、站级监控子系统和外场设备构成。

分中心级监控子系统和站级监控子系统主要由切换控制器、监视器、大型矩阵、专用键盘和数字录像机等组成；外场设备包括入、出口车道摄像机、出口收费亭内的摄像机和广场摄像机等组成.

外场摄像机包括亭内摄像机,车道摄像机和广场摄像机,其视频信号传送至收费站CCVT监控设备,然后由视频传输设备（数字视频光端机）通过单模光纤再传输至分中心监控设备.收费亭内音频采集设备则将声音信号传到监控室的过音频切换跟随器.

站级CCTV监控设备由视频切换矩阵、音频跟随器、监视器、四画面分割器、数字硬盘录像机组成,实现监控任一路输入的视频图像,同时通过音频切换跟随器将对应的声音切换到主监视器上,每个收费站的矩阵输出两路图像通过光端机上传到分中心,收费站与监控分中心的矩阵联网通过通信系统提供的底数率信道实现,分中心的矩阵联网工作站通过矩阵控制软件实现对各所收费站图像的调用,对各广场摄像机的控制.

监控系统数据传输:

监控外场设备通过调制解调器,以点到点方式用金属缆传至就近通信站,在接入通信传输设备,沿通信干线关缆上传至监控分中心,然后转成EIA-232信号接入计算机系统

二术语

2.0.1监控系统surveillanceandcontrolsystem

通过采集、监控和处理设备，收集公路（高速公路、特大桥、隧道）的交通及气象等情况，进行分析、判断与处理，以诱导和控制交通的系统。

2.0.2地图屏mapdisplay

在大尺寸屏幕上，按照比例标出公路设施的位置，以及动态显示相关数据的模拟图形的装置。

2.0.3大屏幕投影显示屏projectiondisplayscreen

利用光学系统输入的公路模拟或数字信号（包括文字和图像）以一定光亮投影到大型屏幕上的电子装置。

2.0.4环形线圈车辆检测器loopvehicledetector

以环形线圈为传感器，埋设在车道下面，采集交通量、平均车速、车道占有率、车辆类型等信息的装置。

2.0.5可变信息标志changeablemessagesign

根据公路交通、天气等情况及时显示信息，以诱导车辆行驶的装置，包括门架式可变信息标志、悬挂式可变信息标志和可变限速标志等。

2.0.6紧急电话emergencytelephone

专用于紧急呼救使用的电话，通常设置在高速公路、特大桥或隧道两侧，一般有无线紧急电话和有线紧急电话两种。

2.0.7气象检测仪meteorologicstation

设置气象设施，自动收集周边的温度、湿度、风向、风力、雨、雪、冰、雾等影响行车安全的气息参数的检测设备。

2.0.8能见度检测器visibilitydetector

通过测量红外线在大气层中的散射来评价气息视程的装置。

2.0.9人工收费（MTC）manualtollcollection

完全依靠人工进行收费操作和收费数据统计管理的收费方式。

2.0.10半自动收费semi-automatictollcollection

由人工进行收费操作，计算机系统对车道设备进行控制，并对收费数据进行自动统计管理的收费方式。

2.0.11电子收费（ETC）electronictollcollection

在无人值守的收费车道，应用无线电射频识别及计算机等技术自动完成对通过车辆的识别、收费操作、车道设备控制和收费数据处理的收费方式称为全自动电子收费方式，又称不停车收费方式。

从应用方式上又可分为单车道电子收费方式和自由流电子收费方式两种类型。

2.0.12通信系统communicationsystem

公路（包括高速公路、特大桥、隧道等）专用的通信网络，一般由传输网络、程控交换机、紧急电话和无线移动通信等组成。

2.0.13误码率（BER）biterrorration

用于衡量数字传输质量的一个指标。

即在一定得时间内，接收到的错误比特数与发送的总比特数之比。

2.0.14光时域发射测量仪（OTDR）opticaltimedomainreflectermeter

测试光纤长度、接头损耗、断裂点所在位置的仪器。

2.0.15因特网协议（IP）internetprotocol

一种网络层数据通信协议，提供跨越多个网络的数据包传送服务。

2.0.16同步数字系列（SDH）synchronousdigitalhierarchy

同步光纤网的国际标准形式。

它不仅适合于光纤，也适合于微波和卫星传输、复用和交叉连接的通用技术体制。

其基本速率为155.520Mbit/s（STM-1）高次群速率分别为Mbit/s（STM-4）、2448.32Mbit/s（STM-16）、9953.28Mbit/s（STM-64）。

2.0.17漏泄同轴电缆（LCC）leakycoaxialcable

沿外导体上纵向周期性地设置具有电波漏泄作用的一定形式的槽孔（一般为八字型），可使电缆内部传输的电磁能的一部分作为电磁波均匀向外辐射的同轴电缆。

2.0.18外部防雷装置externallightningprotectionsystem

由接闪器（针、网、带、线）、引下线和接地装置组成，主要用以防直击雷的防护装置。

2.0.19浪涌保护器（SPD）surgeprotectivedecive

至少包含一个非线性电压限制元件，用于限制暂态过电压和分流浪涌电流的装置。

第二章收费系统

收费系统简介

一．收费系统网络结构：

1．网络结构

收费系统的网络及通信系统主要承担省收费中心、监控分中心、收费站和收费车道之间的数据传输和实时进行通信，保证各类数据的上传、下发工作；同时实现省收费中心、监控分中心和收费站内部网络互联，对各类工作进行有效分工，满足管理上的要求，以保证整个收费系统的正常稳定运作。

收费站与收费车道间构成10／100M以太局域网，收费站与监控分中心、省高速公路联网收费结算中心通过广域网相连，传输速率为2MBPS，以完成整个收费系统的数据传输与网络管理功能。

收费站采用10M／100M快速以太局域网系统，系统主要由服务器、各类工作站、路由器、交换式集线器、打印机和UPS等构成。

收费站交换式集线器经路由器，通过一个2M广域网口与监控分中心进行数据通讯。

收费车道的集线器通过内置的光纤模块和光缆与收费站内的交换式集线器（内置光纤模块）相联，传输速率为100MBps：

然后各收费车道的车道控制器由网卡经5类非屏蔽双绞线连到车道的集线器。

监控分中心采用10M/l00M快速以太局域网系统，系统主要由服务器、各类工作站、路由器、交换式集线器、打印机和UPS等构成。

监控分中心的路由器通过2M广域网口与各收费站和省收费中心进行通讯。

二．收费站与分中心系统构成

1、收费站收费系统构成及常见故障分析：

（1）、系统构成：

收费站计算机网络管理系统由硬件和软件两大部份组成。

收费站计算机硬件包括：

数据服务器系统、车道图像监控计算机、系统收费数据管理计算机、图像处理计算机、交换机、路由器、打印机、光盘刻录机等。

同时包括网管软件，实施对站计算机系统的管理工作。

收费站系统软件部分主要包括系统运行参数浏览模块、操作员管理模块、车道管理模块、票据管理模块、其他收费管理模块、交接班管理模块、司机欠费管理模块、违章管理模块、收费稽核模块、查询模块、统计与分析模块、数据报表模块、数据传输服务模块、数据维护模块、IC卡站级管理模块、报警处理模块、图像处理模块等。

（2）、常见故障分析：

1、收费站某一车道工作站网络图标显示中断图标或局域网内某一工作站不能登录系统。

故障原因：

判断这类故障主要原因是应从该单机上进行考虑，可能的原因有：

a.网线水晶头（RJ45头）连接电脑网卡的一端或连接集线器的一端松脱；

b.网线中断或破损引起信号传输中断；

c.网卡故障；

d.水晶头氧化；

e.网络环境配置错误；

车道所有收费数据不能上传监控机房服务器。

2、监控分中心系统构成及常见故障分析：

（1）、基本构成：

监控分中心计算机硬件包括：

数据服务器（含磁盘阵列系统）系统、收费数据管理计算机、非接触IC卡管理计算机、打印机、光盘刻录机、集线器、路由器等设备。

监控分中心系统软件部分主要包括系统运行参数管理模块、操作员管理模块、排班管理模块、收费员结帐模块、收费稽核模块、查询模块、统计与分析模块、数据报表模块、数据传输服务模块、数据维护模块、联网收费模块、报警处理模块、图像查询模块、IC卡分中心管理模块等。

（2）、常见故障分析：

1、某一收费站收费数据不能上传分中心。

2、路由器的功能介绍。

路由器是一种多端口的网络设备，通过相互连接的网络把信息从源地点移动到目标地点。

3、交换机与HUB的功能对比。

首先说HUB,也就是?

集线器?

。

它的作用可以简单的理解为将一些机器连接起来组成一个局域网。

而?

交换机?

（又名交换式集线器）作用与集线器大体相同。

但是两者在性能上有区别：

集线器采用的式共享带宽的工作方式，而交换机是独享带宽。

这样在机器很多或数据量很大时，两者将会有比较明显的。

第三章车控机系统

1.1概述

Develop-II型车道控制机是由江西方兴科技有限公司自行研制开发的第二代产品。

该车道控制机集车道设备控制、设备数据监测、设备供电、字符叠加、电源避雷、车辆检测、机箱内部温度监测等功能为一体,结构合理,工作可靠,安装维护方便,即可用于对高速公路收费系统中车道外围设备采集的各种信号进行控制和处理，又可以用于开放式收费系统。

1.2主要功能和特点

●收集车道信息（包括收费员操作数据、车检器车辆计数、设备状态等）；

●控制车道的周边设备；控制自动栏杆的起落、控制费额显示器的显示内容、控制雨棚信号灯、车道通行信号灯的状态。

●完成原始收费数据的存贮记录，并上传至收费站；

●处理各种免费、违章、紧急事件时，及时将报警信号传至收费站（或收费点）；

●接收收费站下传的指令，包括时钟、费率和命令等；

●自动对进入车道的图像进行抓拍，并上传至收费站；

●集成双通道车辆检测器，对进出车道的车辆进行检测计数；车道号、收费员号、车型等信息；

●网络出现故障时保存车道作业数据，当故障排除后，自动将数据上传收费站；

●具有机箱内部温度自动调节控制功能，当机箱内部温度达到30°C时，启动风扇，当机箱内部温度低于25°C时，关闭风扇。

●机箱面板装有LCD液晶显示屏和条型LED发光二极管，直观显示各外设工作、自检状态，机箱内部温度等；

●所有输人输出接口均带光电隔离保护，电源输入装有德国OBOV20-C高效避雷器，有效减少雷电及高能浪涌的冲击

1.3技术参数

名称

厂家

技术参数

工控机

台湾研华

机箱（包括电源、6114P4底板）610H/主板6006LV（集成32M显卡）/CPUCE42.0G/内存256M/硬盘80G

多串口卡

台湾摩莎C104H

网卡

Intel8460B

10/100MBPS

图象采集卡

大恒DHCG300

图像分辨率：

PAL：

768x576x24BIT；NTSC：

640x480x24BIT；动态捕捉25帧/秒

I/O卡

2路光电隔离DIO通道（16路输入和16路输出）32路TTL电平DIO通道（16路输入和16路输出）高输出驱动能力隔离I/O通道高电压隔离（1,000VDC）有中断能力

双通道视频数据叠加器

通过RS232/RS485接口与工控机通信；每通道有2路视频输出；24×24点阵叠加字符

车辆检测器

九级灵敏度可选两种工作频率自动灵敏度继电器输出模式

继电器

5A/250V~,寿命>5×106

电源避雷器

德国OBOV20-C

最大放电电流（KA）40（8/20μS）响应时间（nS）<25

电源

220V±20％，50Hz±2％

MTBF

20，000小时

MTTR

1小时

外形尺寸

宽×高×厚

700×800×300

1.4内部接线示意图

（车道控制器内部接线祥见图JG-04）

各接线端子定义如下表

接线端子序号

定义

接线端子序号

定义

1

地感线圈A

25

AC-N220V零线

2

地感线圈A

26

AC-L220V火线

3

地感线圈B

27

光报警器

4

地感线圈B

28

报警器公共端

5

DC+24V

29

声报警器

6

DC-24V

30

IDI-09备用

7

抬栏杆

31

IDI-08备用

8

栏杆机控制公共端

32

IDI-07备用

9

落栏杆

33

IDI-06备用

10

栏杆上到位

34

IDI-05备用

11

栏杆到位信号公共端

35

报警按钮输入

（1）

12

栏杆下到位

36

报警按钮输入

（2）

13

AC-N220V零线

37

IDO-14备用（常闭）

14

AC-L220V火线

38

IDO-14备用（公共端）

15

车道通行灯红灯（常闭）

39

IDO-14备用（常开）

16

车道通行灯公共端

40

IDO-15备用（常闭）

17

车道通行灯绿灯（常开）

41

IDO-15备用（公共端）

18

AC-N220V零线

42

IDO-15备用（常开）

19

AC-L220V火线

43

DC+12V

20

雨棚灯红灯（常闭）

44

DC+12V

21

雨棚灯公共端

45

DC-12V

22

雨棚灯绿灯（常开）

46

DC-12V

23

雾灯

47

AC-N220V零线（栏杆机电源）

24

雾灯

48

AC-L220V火线（栏杆机电源）

49

AC-N220V零线（桌面电源）

54

AC-N220V零线（备用）

50

AC-L220V火线（桌面电源）

55

AC-L220V火线（备用）

51

AC-N220V零线（摄像机电源）

56

AC-L220V火线（备用）

52

AC-L220V火线（摄像机电源）

57

AC-N220V零线（总电源输入）

53

AC-N220V零线（备用）

58

AC-L220V火线（总电源输入）

三、双通道车辆检测器

1、概述

双通道车辆检测器是通过探测金属物在感应线圈上造成的电感量变化来探测到金属物的。

线圈是由多匝导线绕制的，埋在路面下，用水泥或环氧树脂填充好。

线圈引线连接到双通道车辆检测器。

当金属物通过感应线圈时，导致了线圈的电感量发生了一些变化。

这个变化被双通道车辆检测器检测到，通过内部的智能控制器的运算判断出有金属物，并通过输出继电器输出信号。

由于有微处理器的智能控制作用，双通道车辆检测器的灵敏度可以适应各种要求，对不同大小的感应线圈和引线也能良好匹配。

双通道车辆检测器用于检测车辆、自行车等金属物，适用于停车场、公路车辆收费站以及信号灯控制系统等。

该设备采用了最先进的微处理器技术，可以满足各种使用环境下的应用。

2、技术参数

●全自动调谐

●线圈电感量范围50-1000μH

●九级灵敏度可选两种工作频率

●自动灵敏度继电器输出模式

●继电器脉冲输出宽度300毫秒

●反应时间100毫秒

●环境漂移补偿指示灯

●输出继电器1A/30VDC

●前面板复位按钮

●浪涌电流保护

●电源AC220V±10%

3、工作方式

接线面板

同步方式：

当车辆处于线圈A上时，继电器A2闭合，直至车辆离开线圈A。

当车辆处于线圈B上时，继电器B2闭合，直至车辆离开线圈B。

脉冲方式：

进入有效当车辆进入线圈A时，继电器A2吸合，300ms后释放。

当车辆进入线圈B时，继电器B2吸合，300ms后释放。

脉冲方式：

离开有效当车辆离开线圈A时，继电器A2吸合，300ms后释放。

当车辆离开线圈B时，继电器B2吸合，300ms后释放。

方向判断：

同步方式当车辆由线圈A驶入线圈B时，继电器B2闭合，直到车辆离开A。

当车辆由线圈B驶入线圈A时，继电器A2闭合，直到车辆离开B。

方向判断：

脉冲方式当车辆由线圈A驶入线圈B时，继电器B2吸合300ms。

当车辆由线圈B驶入线圈A时，继电器A2吸合300ms。

三、液晶显示面板和LED显示器示意图

四、车道控制器系统结构图

五、档车器主控制器连接图

六、车道工控机的接口图

1、工控机接口定义

1、大恒卡―注：

―VDM（视频动态叠加—Ａout）

2、串口―注：

―COM1－读卡器

3、串口―注：

―COM2（字符叠加－COM）

4、VGA接口―注：

―液晶显示器

5、PS/2接口―注：

―（一分二）键鼠

6、多串口卡―注：

四口：

COM3\COM4-费显\COM5-车牌\COM6-计重[可选]）

7、PCL730接口―注：

―（车控机继电器板）PCL730接口

8、打印并行口―注：

―接票据打印机

9、网络（RJ45）接口―注：

―接交换机

七、视频数据叠加器

1、基本参数

视频通道数：

双通道，两个视频每个通道有一个输入端口和两个输出口，两个通道都可分别设置为叠加字符或视频分配放大输出

通讯接口：

RS232（可选RS485RS422）

波特率：

4800BPS（可选9600BPS）

2、现场连线说明

COM口与工控机COM2连接

CH1视频通道A

CH2视频通道B

Ain--------车道视频输入Bin---------岗亭视频输入

Aout-------车道视频输出Bout-------岗亭视频输出

Aout-------工控机大恒卡Bout-------空

八、光纤收发器

1、接口定义

１、发射端接口

２、接收端接口

３、网络接口（RJ45）

４、电源接口（220Ｖ）

２、指示灯表示收发器状态如下：

?

端口

指示灯名称

指示灯

指示灯表示收发器状态

光口

光接收链路灯

RLK

常亮：

光口接收链路正常；不亮：

接收链路错误；

光发送链路灯

TLK

常亮：

光口发送链路正常；不亮：

若RLK亮，发送链路错误；

光数据收发灯

ACT

闪亮：

光口有数据传输；

电口

远端设备灯

RMD

常亮：

远端收发器可以实现远端网管；不亮：

远端收发器不能远端网管；

电双工状态

FDX

常亮：

电口工作于全双工；不亮：

半双工；

电连接/数据收发灯

LNKACT

常亮：

电口链路正常；不亮：

链路错误；闪亮：

电口有数据传输；

电路速率灯

100M

常亮：

电路速率为100M；不亮：

电路速率10M；

电源

电源指示灯

PWR

常亮，电源工作正常，反之错误；

LED灯

颜色

功能

PWR

绿

电源指示，灯亮表示电源已连接好

L/A-FX

绿

灯亮表示光口已连接好；闪烁表示正在接收来自光纤的数据

SPD-FX

绿

光口传输速率指示，灯亮表示100Mpbs

L/A-TP

绿

灯亮表示电口已连接好；闪烁表示正在接收来自双绞线的数据

SPD-TP

绿

灯亮表100Mbps；灯灭表示10Mbps

FDX

绿

工作模式指示，灯亮表示全双工，灯灭表示半双工

一般故障检测与排除

故障现象

可能的原因

故障排除

电源指示灯不亮

未接电源插座或接触不良

接好电源插座

TX指示灯不亮，同时系统告警指示灯变红并闪烁

1、以太网电口的电缆部分未连接或接触不良

接好电缆

2、所用电缆不正确（如本该使用交叉电缆处用了一般的网线）。

使用正确类型的电缆

3、以太网终端设备或者网卡工作不正常。

排除终端设备故障

FX指示灯不亮，同时系统告警指示灯变红并闪烁

可能是远端光设备异常或干路光缆中断或连接错误

检查远端光设备发射功率及干线是否正常，排除故障原因

TX和FX指示灯都正常，但无法传输以太网数据

1、光缆与设备没有正确连接导致光功率不足。

接好各个光纤接头