一、公路無人值守治超檢測系統概述

公路無人值守治超檢測系統是我公司結合多年來動態稱重系統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的一款智能稱重系統。該系統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也可為公路管理部門提供統計該路段過往車輛數據。
公路無人值守治超檢測系統主要包括計重子系統、控制子系統、監控子系統、車牌識別子系統、通信子系統和防雷子系統組成，并進行聯網擴展，實現區域內的站點聯網，實現遠程監控管理。

計重子系統計量準確度高，動態響應快，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。

控制子系統是公路超限預檢系統的核心，它處理并保存過往車量數據，對車輛數據進行統計，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送到手機；控制系統將車輛信息發送到情報板顯示，提示超載車輛進入的超限站進行復檢；控制系統可實時查詢過往車輛數據；控制系統具有高穩定性，內配置有溫控風扇可自動調節溫度，保證了控制系統在高于50度的環境下還可正常運行。

監控子系統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；監控數據實時保存到網絡硬盤錄像機內，可供監控中心隨時查看當前道路情況和以往道路過車情況。監控子系統還可以監控控制系統和稱重設備，防止不法破壞，提高了整個系統的安全性。

車牌識別系統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、硬件觸發、軟件觸發、無觸發；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℃。

通信子系統是由1000M交換機，路由器，光端機，彩信發送設備等構成，可供業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。

防雷系統由電源防雷模塊，信號防雷模塊，控制柜接地防雷，監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系統組成
2.1.計重子系統
2.1.1 計重子系統原理
計重系統（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。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. 計重子系統組成
計重子系統由：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
2.2.1. 控制子系統原理
控制子系統是公路超限預檢系統的核心，它不僅控制著整個系統的硬件部分，還控制著軟件部分?？刂谱酉到y配套軟件包對預檢計重系統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。該系統具備了車輛的動態信息處理、超重車輛圖像抓拍、數據統計管理等多項功能。并可根據用戶要求對軟件功能進行擴展。
2.2.2.控制子系統組成
控制子系統由中心控制器，顯示器，情報板，預檢系統軟件組成；
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
2.3.1. 車牌識別子系統原理
車牌識別系統采用目前國際的 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，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，支持連續視頻采集與抓拍工作模式。該設備即可對當前在攝像機監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、視頻流觸發并可同時支持2種觸發方式。
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 車牌識別子系統組成
車牌識別子系統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.視頻監控子系統
2.4.1. 視頻監控子系統原理
視頻監控系統主要是對整個稱重預檢區域進行監控，處理各種突發事件，規避管理漏洞。監控點的全部圖像通過通信傳輸系統傳輸到監控中心，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。
視頻監控系統主要是對公路超限預檢站各個區域進行監控，確保各個區域的安全有序，并對突發事件進行信息保存。
2.4.2 視頻監控子系統組成
視頻監控子系統由室外全景攝像機，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
2.5.1. 通信子系統原理
通訊子系統設備主要用于連接車道設備和監控中心，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對光電收發器，需要布設6芯光纜。彩信設備主要是用于發送超載車輛信息。
2.5.2 通信子系統組成
通信子系統由光端機，光電收發器，交換機，路由器，彩信發送器等設備組成；
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/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
2.6.1. 防雷子系統原理
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，并嚴格按照規范保證接地電阻外，還要對所有的線路進行保護。系統中主要有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 防雷子系統組成
防雷子系統由電源防雷模塊，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；持續工作電壓Uc320V/385V；額定負載電流I35/63A；連接導線16-35mm ；工作環境溫度-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信號。
2.　兩個車道各采用2米長規格的彎板式傳感器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信號。
2.四個車道各采用2米長規格的彎板式傳感器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，可以實時監控車道過車情況。

動態彎板式傳感器后方25米處設置車牌識別系統及全景監控攝像機，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、補光設備及監控攝像機均安裝在凈空高度為6米的監控桿上；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. 預檢系統功能說明
具有實時彩信發送超載車輛信息功能；
具有不間斷UPS供電模式功能；
具有防盜監控功能；
具有現場存儲監控數據功能;
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；
具有歷史數據統計查詢功能：包括按車牌，按時間，按超重，按軸數；
具有統數據統計報表功能；
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；