一、公路無人值守治超檢測系統(tǒng)概述

公路無人值守治超檢測系統(tǒng)是我公司結合多年來動態(tài)稱重系統(tǒng)設備設計制造以及在全國各個地的實際運用經驗，綜合公路管理部門對超限運輸管理的具體需求進行開發(fā)的一款智能稱重系統(tǒng)。該系統(tǒng)在不干擾道路正常通行秩序的前提條件下，對車道中正常行駛的車輛進行預檢測，并提示超載車輛以及管理人員引導超限嫌疑車輛進入復檢超限站，進行精確復核，對于確實超限車輛進行進一步的處理。同時，公路無人值守治超檢測系統(tǒng)也可為公路管理部門提供統(tǒng)計該路段過往車輛數據。
公路無人值守治超檢測系統(tǒng)主要包括計重子系統(tǒng)、控制子系統(tǒng)、監(jiān)控子系統(tǒng)、車牌識別子系統(tǒng)、通信子系統(tǒng)和防雷子系統(tǒng)組成，并進行聯網擴展，實現區(qū)域內的站點聯網，實現遠程監(jiān)控管理。

計重子系統(tǒng)計量準確度高，動態(tài)響應快，稱臺過載能力強，使用壽命長，橫向一致性好，偏載誤差小，檢測100km/h以內過往車輛，整車重量精度小于等于6%；單軸稱重能力不小于40噸。

控制子系統(tǒng)是公路超限預檢系統(tǒng)的核心，它處理并保存過往車量數據，對車輛數據進行統(tǒng)計，分析得出超載車輛信息并通過以太網，光纜，3G等方式傳輸到控制中心，同時將超載車輛信息以彩信方式發(fā)送到手機；控制系統(tǒng)將車輛信息發(fā)送到情報板顯示，提示超載車輛進入的超限站進行復檢；控制系統(tǒng)可實時查詢過往車輛數據；控制系統(tǒng)具有高穩(wěn)定性，內配置有溫控風扇可自動調節(jié)溫度，保證了控制系統(tǒng)在高于50度的環(huán)境下還可正常運行。

監(jiān)控子系統(tǒng)采用日夜型網絡高清攝像機，保證了全天24時間可清楚觀察車道通行情況；監(jiān)控數據實時保存到網絡硬盤錄像機內，可供監(jiān)控中心隨時查看當前道路情況和以往道路過車情況。監(jiān)控子系統(tǒng)還可以監(jiān)控控制系統(tǒng)和稱重設備，防止不法破壞，提高了整個系統(tǒng)的安全性。

車牌識別系統(tǒng)采用了的高速高清智能車牌識別一體機，分辨率為1932×1452，幀率為25幀/秒；視頻測速功能，滿足GB/T 21255-2007《機動車測速儀》；車輛違章抓拍和交通參數采集（車流量、道路占有率等）功能；可視頻觸發(fā)、硬件觸發(fā)、軟件觸發(fā)、無觸發(fā)；車輛行駛速度在0 ~ 200km/h范圍內整體識別率：＞ 95%，車牌字符識別率≥99%；采用網絡傳輸：100/1000M自適應；工作溫度 ：-25℃～+60℃。

通信子系統(tǒng)是由1000M交換機，路由器，光端機，彩信發(fā)送設備等構成，可供業(yè)主選擇多種接口通信方式，如：以太網，光纖，3G，彩信等方式，保證了監(jiān)控中心可隨時間查詢以以往記錄，并且實時傳送可疑車輛數據到治超人員手機上。

防雷系統(tǒng)由電源防雷模塊，信號防雷模塊，控制柜接地防雷，監(jiān)控桿防雷接地及避雷針，情報板接地防雷等構成。設備柜內安裝電源防雷模塊，防護電源線路雷擊過電壓；信號防雷器，保護通信系統(tǒng)與視頻信號免受雷擊干擾。設備柜內安裝控制防雷器，確?？刂凭€路的安全與穩(wěn)定，鋪設專用地網，標準阻值＜4Ω。

二、公路無人值守治超檢測系統(tǒng)系統(tǒng)組成
2.1.計重子系統(tǒng)
2.1.1 計重子系統(tǒng)原理
計重系統(tǒng)（以兩車道為例）由4塊彎板式稱重傳感器、４個線圈、４個線圈控制器和1臺稱重控制器構成。每個車道放置兩塊彎板，采取交錯布置方式。彎板前后各安裝一個的線圈傳感器，用作車輛檢測器；避免相鄰線圈之間的相互干擾，線圈控制器上可以對線圈的頻率和靈敏度進行調節(jié)。計重控制器對彎板式稱重傳感器和線圈傳感器的信息進行采集處理，將結果傳送到控制計算機。主要技術指標如下：
?系統(tǒng)精度：
車速在0～30km/h時: 整車重量平均偏差±3%
車速在30～80km/h時: 整車重量平均偏差±5%
車速在80～100km/h時: 整車重量平均偏差±6%
?速度檢測精度：
車速在5～50km/h時: ±3km/h
車速在 >50km/h時: ±5%(2σ)km/h
檢測速度是指被檢測車輛通過彎板的平均速度值
?軸間間距: ±0.15m(標準偏差)
?溫度： -30℃～+80℃
?相對濕度： 0～95％
?標準載重： 15t
?過載能力： 150％
2.1.2. 計重子系統(tǒng)組成
計重子系統(tǒng)由：計重控制器、彎板式傳感器、線圈、地感主機及相關附件組成。
2.2.控制子系統(tǒng)
2.2.1. 控制子系統(tǒng)原理
控制子系統(tǒng)是公路超限預檢系統(tǒng)的核心，它不僅控制著整個系統(tǒng)的硬件部分，還控制著軟件部分。控制子系統(tǒng)配套軟件包對預檢計重系統(tǒng)各種數據進行接收并對車輛信息進行管理,自動將超載車輛信息發(fā)送到情報板上顯示，提醒過往超載車輛到超限站進行復檢。該系統(tǒng)具備了車輛的動態(tài)信息處理、超重車輛圖像抓拍、數據統(tǒng)計管理等多項功能。并可根據用戶要求對軟件功能進行擴展。
2.2.2.控制子系統(tǒng)組成
控制子系統(tǒng)由中心控制器，顯示器，情報板，預檢系統(tǒng)軟件組成；
中心控制器采用i3處理器；2G內存；2T高速硬盤；集成10/100/1000Mbps以太網卡；
前端：4個USB（Ver 2.0），4個串口，顯卡1G顯存；顯示器：19″高分辨率液晶顯示器。
2.3.車牌識別子系統(tǒng)
2.3.1. 車牌識別子系統(tǒng)原理
車牌識別系統(tǒng)采用目前國際的 DSP 技術、圖像識別技術以及人工智能，對視頻流中的車輛進行高速實時準確的識別，拋棄了外部觸發(fā)，成功實現了識別率高、工程簡潔、維護成本低等諸多目標。
高清300萬智能一體機是集“圖像采集+車輛檢測+車牌識別”于一體的設備。設備具有檢測車輛并識別車牌的功能。圖像采集模塊采用CCD圖像傳感器，支持連續(xù)視頻采集與抓拍工作模式。該設備即可對當前在攝像機監(jiān)測范圍內通行的車輛進行跟蹤和識別，同時可外接大容量存儲功能。設備可用于高清收費站，可實現硬件觸發(fā)、視頻流觸發(fā)并可同時支持2種觸發(fā)方式。
車牌自動識別器設備內嵌識別軟件，包含了視頻采集、圖像預處理、車牌檢測、車牌切分、字符識別、跟蹤和比對、圖像壓縮、數據傳輸等模塊，系統(tǒng)識別速度快，可靠性高。車牌自動識別器的外形尺寸為 236mm × 139mm × 36mm ，前端包括一對視頻輸入 / 輸出接口、一個標準 10M / 100M 自適應的 RJ45 以太網接口、USB接口一個、RS232串口2個、CDMA/GPRS可選。 主要技術指標如下：識別時間： ≤0.02 秒;車牌正確定位率：99%；車牌字符識別率：99%;車牌整牌識別率：95%；允許車輛行駛速度： 0-200 公里 / 小時 ；輸出圖像色彩： 彩色；視頻：全景監(jiān)控視頻；圖像格式：高清JPEG；設備輸出接口： RS232 、 10/100M 以太網口；輸出信息：車輛大圖、車牌小圖、車牌識別號碼、車牌顏色和識別可信度 ；工作電壓： AC 220V ± 10 % ,50HZ ；工作溫度： -40℃— +70℃ ；濕度： < 90%；
平均時間： MTBF≥30000 小時 ；防護等級：IP66。
2.3.2 車牌識別子系統(tǒng)組成
車牌識別子系統(tǒng)主要包括兩個主要部分：車牌識別器和“T”形架(或龍門架)

2.4.視頻監(jiān)控子系統(tǒng)
2.4.1. 視頻監(jiān)控子系統(tǒng)原理
視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要是對整個稱重預檢區(qū)域進行監(jiān)控，處理各種突發(fā)事件，規(guī)避管理漏洞。監(jiān)控點的全部圖像通過通信傳輸系統(tǒng)傳輸到監(jiān)控中心，通過視頻分配器分配到液晶電視、硬盤錄像機和電視墻上，通過連接到硬盤錄像機的鍵盤進行切換，選擇要重點關注的監(jiān)控點，并可通過鍵盤進行拉近和放大處理。硬盤錄像機則將全部視頻信號存儲到硬盤上。
視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要是對公路超限預檢站各個區(qū)域進行監(jiān)控，確保各個區(qū)域的安全有序，并對突發(fā)事件進行信息保存。
2.4.2 視頻監(jiān)控子系統(tǒng)組成
視頻監(jiān)控子系統(tǒng)由室外全景攝像機，網絡硬盤錄像機構成；
高速檢測點視頻監(jiān)控攝像機安裝在車牌識別攝像機T型架上，使之能在攝像機防護罩處于額定風速下，從監(jiān)視器看不出攝像機有明顯抖動現象。
硬盤錄像機CPU安裝在室外控制柜內：主頻≥1GHz；硬盤：1塊2T(7200轉)；視頻編碼格式：MPEG-II；顯示、錄像幀數：8路全實時共200幀/秒(25幀/秒/路)；集成1個10/100MB自適網口。

2.5.通信子系統(tǒng)
2.5.1. 通信子系統(tǒng)原理
通訊子系統(tǒng)設備主要用于連接車道設備和監(jiān)控中心，由于距離較遠，采用光纖通信的方式或專網通信方式。整個車道設備共需要傳輸有兩路視頻數據、1路網絡信號，因此需要2對光端機和1對光電收發(fā)器，需要布設6芯光纜。彩信設備主要是用于發(fā)送超載車輛信息。
2.5.2 通信子系統(tǒng)組成
通信子系統(tǒng)由光端機，光電收發(fā)器，交換機，路由器，彩信發(fā)送器等設備組成；
光端機：采用多模 850nm；視頻輸入/輸出阻抗 75歐；信噪比＞60dB；IP以太網信號；無電磁、射頻及地電流干擾；抗干擾性強、保密性高；每端口10M/100Mbps； 100Base-FX 多模光纖；傳輸距離：100BASE-FX∶2公里（多模）；光接口特性：1300nm（多模2公里）
交換機為16口的網絡交換機，符合IEEE 802.3u 100Base—T快速以太網標準；接口：16口RJ-45以太網，LED指示燈，電源、網絡通信量/雙工模式、鏈路狀態(tài)/速度；功能：ISO 8802-3、IEEE802.3（以太網）、IEEE802.3u（快速以太網）、IEEE802.1d（橋接）、IEEE802.3x（流控），MAC地址：4,000個；電源：交流線路頻率：50/60Hz；輸入電壓：100-240VCA。
2.6.防雷子系統(tǒng)
2.6.1. 防雷子系統(tǒng)原理
公路超限預檢站大多安裝于野外，而且還有門架或T型架等較易遭受雷擊的裝置，因此防雷系統(tǒng)的好壞非常關鍵，各個設備一定要設置接地點，并嚴格按照規(guī)范保證接地電阻外，還要對所有的線路進行保護。系統(tǒng)中主要有3類線路：電源、視頻、網絡和通信。我們針對這些線路特征，選取了相應的防雷設備，接地就是把數字電路等位地與大地相接,它克服了直流地懸浮帶來的問題,特別是在LED顯示屏系統(tǒng)中有大量的靜電荷積沉,還有人體靜電都會影響設備的運行,所以采用直流地接大地后，為靜電荷找到了通路。
攝像機防雷：攝像機立柱頂端設置避雷針，避雷引下線絕緣套管做支撐夾子固定。防雷接地母線采用40*4mm鍍鋅扁鋼引至20米以外做防雷接地體。防雷接地電阻＜10Ω，攝像機室外電纜屏蔽層和控制箱均做保護接地，保護接地電阻≤4Ω。兩類接地體距離≥20m?；虿捎寐摵辖拥仉娮?le;1Ω。
直流地接大地我們采用的是并聯接地方法,這種接法各點間的電位差很小,可獲得較低的接地阻。
LED顯示屏系統(tǒng)中的安全保護地是將所有顯示單元的固定柱,通過安裝骨架聯接起來,再用接地母線將其接地或接到配電柜的中線上。
對于防雷采取了一下措施：
避雷網: 采用Φ8 圓鋼繞屏頂部四角
架設；
避雷針: 采用Φ10圓鋼，高度為1米2
根，分別焊接于避雷網兩對角處；
引下線: 采用Φ8 圓鋼，建筑物上的顯示屏引下線沿建筑物外墻明敷，地面安裝的顯示屏其引下線沿支柱敷設；
接地線: 垂直接地體均采用Φ10圓鋼，長度為2.5m，2根。

2.6.2 防雷子系統(tǒng)組成
防雷子系統(tǒng)由電源防雷模塊，視頻防雷模塊，網絡防雷模塊和設備接地網組成。
電源防雷技術指標：保護模式L-PE/L-N/N-PE；持續(xù)工作電壓Uc320V/385V；額定負載電流I35/63A；連接導線16-35mm ；工作環(huán)境溫度-40/85 ；外殼防護等級IP50；安裝方式：串聯安裝；標稱放電電流In：30KA；放電電流IMAX：60KA；電壓保護水平Up：0.9KV；輸出功率：10KVA；適用電源：220VA。
視頻防雷技術指標：接口形式BNC F/M；額定電壓 Un 8V；標稱放電電流 In 5kA；放電電流 Imax 10kA；傳輸速率10Mbps；插入損耗<0.15db。
網絡通訊防雷技術指標：通流容量：5KA；插入損耗：0.2dB；限制電壓 15V；標稱放電電流 In 5kA；標稱放電電流 Imax10kA；放電電流(屏蔽-地)10kA；保護線路1,2,3,6；外殼防護等級IP20。

三．設計方案
3.1.公路超限預檢站設備布置及說明
超限預檢站的布設方案根據各個檢測的特點有著不同的設計

1.　彎板前后各安裝一個的線圈傳感器,為計重控制器提供車輛收尾信號和車牌識別提供觸發(fā)信號。
2.　兩個車道各采用2米長規(guī)格的彎板式傳感器2塊進行過車數據采集。
3.　車道布設二臺覆蓋雙車道高清智能一體機并相應配有LED補光燈和閃光燈提高了車牌識別率。
4. 情報板顯示實時過車的車輛信息,并提醒可疑車輛進入超限站復檢。
5.　車道T型架安裝了高清網絡攝像機，可以實時監(jiān)控車道過車情況。

1.彎板前后各安裝一個的線圈傳感器,為計重控制器提供車輛收尾信號和車牌識別提供觸發(fā)信號。
2.四個車道各采用2米長規(guī)格的彎板式傳感器8塊塊進行過車數據采集。
3.車道布設二臺覆蓋雙車道高清智能一體機并相應配有LED補光燈提高了車牌識別率。
4.情報板顯示實時過車的車輛信息,并提醒可疑車輛進入超限站復檢。
5.車道T型架安裝了高清網絡攝像機，可以實時監(jiān)控車道過車情況。

動態(tài)彎板式傳感器后方25米處設置車牌識別系統(tǒng)及全景監(jiān)控攝像機，并在攝像機邊上安裝補光設備和閃光設備，確保車牌識別的可靠性。車牌識別設備、補光設備及監(jiān)控攝像機均安裝在凈空高度為6米的監(jiān)控桿上；彎板傳感器后500米處設置情報板，顯示過車信息情況，如有超載車輛，情報板提醒超載車輛駛入前方超限站進行復稱。
預檢系統(tǒng)上位機和硬盤錄像機,交換機，路由器等設備都安裝在室外控制機柜內。預檢設備與上位機通過光纜進行通信。

四. 預檢系統(tǒng)功能說明
具有實時彩信發(fā)送超載車輛信息功能；
具有不間斷UPS供電模式功能；
具有防盜監(jiān)控功能；
具有現場存儲監(jiān)控數據功能;
具有通過各道車輛車牌信息圖片高清顯示功能；
具有軸重量，速度，及總重信息顯示功能；
具有報表顯示車輛經過時間，車牌，總重，超重，軸數，速度，超載率功能；
具有歷史數據統(tǒng)計查詢功能：包括按車牌，按時間，按超重，按軸數；
具有統(tǒng)數據統(tǒng)計報表功能；
具有數據報表打印功能；
具有數據修改功能；
具有情報板大屏顯示車輛信息功能；
具有超載報警功能；
系統(tǒng)管理：管理員登錄，參數設置等功能；
特種車型，超限運輸通行證號錄入欄功能；
預檢系統(tǒng)將車輛數據通過局域網保存到數據服務器的功能；
管理員可以通過局域網來遠程訪問數據據服務器功能；