车道计重收费系统集成

4.2　车道计重收费系统集成

4.2.1　工作要求

通过前面的学习，已经熟悉了各种车道设备，了解了像车道机、雾灯、通行灯、费额显示器、车道摄像机、自动栏杆等各种常见车道设备的功能、作用和工作原理。下面，将学习如何将一两种新设备集成到车道收费系统中去。

在本学习与工作环节中，学生所在小组应该完成以下工作：

（1）能描述计重设备的功能、特性以及外部接口协议等；

（2）能根据其功能特性，将其应用到车道收费系统中，并绘制计重收费流程图等相关技术图纸；

（3）能确定计重设备的施工工艺和安装调试流程。

4.2.2　实施建议

一、确定计重设备的功能

引导问题1　请查阅设备厂家提供资料，并根据计重设备系统构成图写出计重收费的流程。

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引导问题2　请描述计重仪是由哪些设备组成，其功能是什么？

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车辆在高速公路上超限运输将产生严重的危害，表现在严重损坏路面、严重损坏桥梁以及危及行车安全等方面。为了维护国家财产和人民生命安全，保护公路完好畅通，国家在相关法规中均制定了超限运输车辆高、长、宽、车货总重和轴载质量标准。计重收费系统也在这种背景下产生了，其中最核心的设备就是计重仪。考虑其应用背景，调查其工作环境和产品特点，在实施工作之前，应该对该设备做充分调查。

经过详细的勘察后，查阅施工图纸并填写表4-2。

表4-2　计重设备的功能调查表

图4-1　计重收费系统构成图

二、改进原收费系统，集成计重收费系统

引导问题3　请查阅设备厂家提供的资料，在收费系统中集成计重系统，在管理上收费站需要做哪些改进？

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引导问题4　请描述计重收费系统中，如发生计重数据不准确的情况该如何处理？

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【请描述增加计重收费系统后，需要注意原收费系统有哪些变化？】

（1）收费岛的长度需要增加。目前，国内最长的车辆已有20多米，一般来说，计重设备的红外隔离栅需要安装在离收费窗口22米处。

（2）在岛头，需要在车道地面上安装秤台和轮胎识别仪，用于称重和车轴识别。

（3）在车道机的外设接口中需要增加一个数据接口，用于接收计重仪传来的车辆计重信息，参见图4-1所示。

（4）在收费员键盘上和收费软件中增加相应的计重操作。收费系统报表中也要增加相应的车辆计重信息和统计。

【计重设备施工流程的参考案例】

计重设备施工流程如图4-2所示。

图4-2　计重设备施工流程图

计重设备施工要求比较复杂，且施工质量要求较高，计重设备的施工工艺关键点主要在于称重平台的安装。所以，对于其基坑要求和所用混凝土标号也比较严格。在施工过程中，需要关注的三点如下：

1．轴重仪基坑的开挖和基础的浇筑（注意养护期）

（1）基坑的位置

为能满足总长20m以内车辆的称重检测，轴重仪基坑的中心应在收费亭中心线向来车方向22～25m处（或收费亭来车方向边沿20～22m处）；基坑沿行车方向中心线尽量与收费亭处车道中心线一致；如果现场情况有限无法保持一致，也应尽量保证车辆在称重检测区内直行通过。

（2）基坑的要求

基坑施工前，一要先确定轴重仪的位置并划线，二要预先测定一下路面的倾斜度（采用水平仪），当路面倾斜度无论纵坡和横坡都小于3％时，可以按照地基图的尺寸开挖，若有一个方向大于3％就要加大开挖长度，可掌握在坡度每增加1％基坑开挖向两边各增加1.5m左右，加宽部分深度为300mm；开挖时一并将车辆分离器的基坑及穿线管预埋沟挖出，并根据现场情况挖出连接轴重仪之间和轴重仪与其他设备以及到路边沟的排水管预埋沟。基坑深度如果超出原路面灰土层，应夯实原土层垫400mm厚；在基坑的图示位置，开挖接地线预埋坑，深度大于1m（应见老土层），将接地线打入地下；如果所处位置较高并干燥，则应在预埋坑内放入5～8kg食盐并浇水使之溶化渗入地下。

2．红外车辆分离器基础和接线井的开挖和浇筑Ø

红外车辆分离器基础和接线井的开挖和浇筑按照所用设备的基础平面、剖面图进行。要求红外收发装置的两个基础上平面水平度误差不大于3mm，标高误差不大于5mm。在有横坡的路面上，两基座高度可能不一致，但上平面必须在同一个平面上。两基础中心线应对正并与通道中心线垂直（与轴重仪中心线平行）。

如果遇到相邻车道相距较紧的情况，可以将两车辆分离器基础距离减小，但应照顾到秤台穿线的方便和将来传感器的维护；假如实在无法兼顾，则可适当加大车辆分离器和轮胎判别器与秤台的距离，但要注意加长接线管和排水管。

3．各设备之间以及外场设备到收费亭之间的穿线管的预埋

穿线管的预埋按图进行，埋深不小于50mm（路面至穿线管上面），埋后应将路面粉平。穿线管布设应尽量保持直线，如必须转角，则应使用45°弯头，管中应预留牵引钢丝。如必须露天布设，则须采用镀锌钢管（用户自备）并固定牢靠。

三、确定计重设备的施工工艺和安装调试

引导问题5　请绘制称重平台的安装流程图，并说明其施工工艺要求。

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【计重设备安装的参考案例】

在完成基础的安装后，就可以进行称重平台、轮胎识别仪和红外光栅车辆分离器的安装，设备安装如图4-3所示：

图4-3　计重设备安装平面图

计重设备安装工艺的说明：

1．称重平台安装

将称重平台吊入基础坑内放稳，使用斜度仪检查称重台面的倾斜度；如果不能按要求保证其倾斜度要求，则调整称重传感器承压座高度，使称重台倾斜度达到要求，倾斜度应小于2％并安装接地铜线和护罩。

在安装称重台时，应注意与框架接平，误差≤±2mm。

2．轮胎识别器安装

清扫识别器基坑后，将识别器安装底板放入基础板内用螺栓紧固，然后将轮胎识别器依次放入安装底板内做好其引线编号，再将盖板放上用螺栓紧固。把所有轮轴线通过穿线管穿至集线井内，按照编号顺序依次接入轮轴数字接线盒，并由接线盒将轮轴信号转换为数字信号，再经信号线缆传向数据采集处理器。

注意：安装上盖板时不要压到轮轴线，轮胎识别器接入接线盒和轮轴卡时应依次对应。

3．红外光栅车辆分离器安装

红外车辆分离器红外光幕型号为ELG3，最大接收距离为12m。多个红外车辆分离器的安装：在多车道的红外车辆分离器安装中，相邻的两个车道使用的红外车辆分离器安装时，在同一安全岛上安装的相邻两个车道上的红外车辆分离器的型号应不同，即应该是一个发射器一个接收器。

4．联线

数据采集器接线集中于机柜下方的端子板上，用于与称重数字接线盒、轮胎识别器数字接线盒、红外光栅车辆分车器及上位计算机连接。

根据厂家资料和以上参考案例，经过详细的现场勘察后，请填写表4-3。

表4-3　计重设备工程（材料）数量表

四、调试

引导问题6　请说明施工单位在安装调试完毕计重设备后，是否可以马上进行收费。为什么？

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引导问题7　请描述如何对计重设备进行调试。简述方法和步骤。

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在预埋管道的时候，就必须将计重设备所需线缆（包括供电电缆）全部敷设好，安装完毕后，就可按照厂家提供的资料进行接线，然后加电进行单机调试。一般只要过了基本养护期后就可以过车进行调试。检查车辆称重数据是否在有效范围之内、车轴分离是否准确、车辆隔离是否正常等。