超限超载非现场执法系统标准方案2020
超限超载非现场执法系统标准方案
北京中交信诚科技有限公司
二零一六年
目录
一.公司简介 (2)
二.方案概述 (3)
1.方案概述 (3)
2.超限超载治理手段现状分析及非现场执法系统介绍 (4)
2.1超限超载治理手段现状分析 (4)
2.2非现场执法系统技术优势介绍 (4)
3.系统应用介绍 (5)
3.1系统应用对象和环境介绍 (5)
3.2系统在超限超载治理和管理中的作用 (5)
4.系统特点 (6)
4.1更加精准的车辆分车 (6)
4.2先进硬件设计，系统统一控制与加密 (7)
4.3嵌入式动态称重采集控制器 (7)
4.4满足非现场执法信息采集及管理需求 (9)
三.方案设计 (10)
1.总体方案设计思路 (10)
2.设计依据 (11)
3.设计原则 (12)
4.方案设计 (12)
4.1选点原则 (12)
4.2系统布局 (13)
5.系统技术方案 (13)
5.1车辆信息采集系统 (15)
6.系统性能指标 (16)
6.1系统总体技术指标 (16)
6.2前端采集系统技术指标 (18)
四.客户端软件 (34)
4.1主要功能 (34)
五.售后服务 (37)
一.公司简介
北京中交信诚科有限公司是是一家专业从事智能交通的高科技公司，公司骨干人员在此领域有着丰富的经验。公司主要应用领域包括智能交通系统集成、研发、硬件设备研制、交通信息服务等，具体包括：高速预检系统、超限超载非现场执法系统、交通流量调查系统、桥梁治超系统、公路计重收费、整车式称重管理系统等。
随着国民经济的持续快速的发展，公路建设的里程数在突飞猛进的增加，使我国的公路交通事业的发展走向又一个光辉的历程，但令人担忧的是公路货运车辆超载超限违章已经成为危及全国道路交通安全的一个重要问题，同时随着公路里程的增长及车辆的增多对道路的科学管理及信息化管理要求也更加严格，在这样的环境下，我公司以“务实、独特、创新”的精神，坚持以优质的产品，优质的服务为前进的动力，以锐不可当的敬业精神赢得了新老客户的支持和信赖。
通过公司全体员工不懈努力，公司已经与国内知名企业、设计院、政府机构建立了长期的合作关系，在全国各地都有了很多成功的案例，我们愿与社会各界共同进步，共同为智能交通行业发展和技术革新努力开拓进取，
二.方案概述
1.方案概述
长期以来，针对超限超载车辆，路政部门主要依靠设立的固定超限超载检测站点，采用人工拦车进站检测的传统治理模式。但是随着国家经济迅速发展，许多省市已经取消了二级公路的收费，此外随着我国汽车保有量的迅猛增长，公路货运行业发展势头迅猛，随之产生的车辆超限超载现象也日益增多，目前传统治理模式已不能满足现有治超形式的需求。
中交信诚科技经过智能交通领域的不断探索、实践和技术积淀，开发出基于称重动态称重系统和视频监测技术的非现场超限超载执法系统。可实现对各种车辆的动态称重功能，能在10-200Km/h速度范围内检测过往车辆的轴重、总重、车型、车牌号、和超限信息等参数，可对货运机动车超限超载进行有效治理。
高速称重能保证整个超限超载检测管理系统能够在交通流量较大或车速较快的路段快速识别超限超载车辆而不影响正常交通；系统首次实现超限超载的非现场执法，通过动态称重和视频检测有机结合，提供了非现场执法依据，大大节省了人力成本。
此系统适用于车速较高的高等级公路、交通量较大的干线公路、以及道路桥涵等应用场合超限超载车辆的治理。
2.超限超载治理手段现状分析及非现场执法系统介绍
2.1超限超载治理手段现状分析
目前在道路上常见的治理手段主要是有人值守低速超限超载检测系统和精确较低的高低速检测系统，但是在高速公路交通安全管理中，由于高速公路、国/省道、桥梁中，路线长、机动车流动性大，仅仅依靠路政部门拦截车辆进入治超站内接受检查当场处罚的执法工作方式，已不能适应当前道路交通安全管理形势发展的需要。利用无人值守的、且能在车辆高速运行状态下达到国标要求的称重精度的，便捷的超限超载检测系统来查处交通超限超载违法行为，并辅之以非现场执法手段，将成为整治超限超载、预防道路交通事故、保护路桥安全的重要手段。
综上所述，我公司深入了解行业需求，开发出超限超载非现场执法系统，系统既能在车辆高速运行状态下满足国标称重精度，又能在无人值守的情况下稳定运行的非现场执法的系统，符合目前超限超载治理的用户实际需求。
2.2非现场执法系统技术优势介绍
目前我公司开发的非现场执法系统，满足未来超限超载治理的需求，具有以下明显优势：
●称量精度高，车辆高速运行状态下，称重精度误差可以达到±7%；
●称重传感器按满车道覆盖需求自由布局，不受车道宽度的限制，可实现对车辆在
自由流行驶状态下的高精度称重检测；
●适用对象和应用环境广泛，既可在城市道路环境下，也可在高速公路、国/省道环
境下，用于路政部门对超限超载车辆的治理，还可用于道路桥梁的监测及保护；
●节约能源符合国家绿色环保低碳的政策，称重传感器安装槽开挖大小为
20mm*20mm，可以给路面带来最小的损坏、路面破坏小、无排水设计、工程量小、周期短；
●使用寿命长，传感器使用寿命达到4千万～1亿轴次远大于同类型使用传感器2
千万/等效轴的使用寿命，使用寿命超过5年。
3.系统应用介绍
3.1系统应用对象和环境介绍
本系统克服了现有超限超载治理系统，适用环境和对象有限、场地投入大，人力成本高，需要大量人员现场值守等不足，其使用对象和环境广泛：
●可在城市道路中应用，用于车辆的超限超载治理；
●可在高速公路、国/省道中应用，用于对超限超载车辆的治理；
●可用于道路桥梁等环境下，起到监测和保护的作用。
综上我公司开发的非现场执法系统适用领域广，在汲取普通超限超载治理系统的经验上，发挥高速称重精度高、环境适应性强、安装方便施工量小等技术优势，可为路政管理部门在各种应用环境下，提供有效、准确、及时的执法依据。
3.2系统在超限超载治理和管理中的作用
非现场执法在高速公路交通管理工作中的作用主要有以下几方面：
●弥补了交通安全管理空当，提高了交通安全管理工作效率，保护了路桥在使用中的
安全。非现场执法通过在重点路段设置前端检测点，实现了对道路交通的全天候24小时不间断数据采集与分析，解决了必须建立固有治超站的不足，同时节省了一定的人力投入，加强了路面管控力度；
●非现场执法重证据、重事实，减少了人为因素的干扰，进一步促进了执法公正。非
现场执法针对的是车辆的超限超载行为，不会因超限超载对象的身份不同而区别对待，不会出现执法人员现场执法时，司机讨价还价，甚至阻挠、抗拒等干扰因素；
采集的违法数据真实确凿，录入计算机系统后，经管理部门严格设定管理权限，不能随意更改、删除违法数据；有效地避免了说情、走后门等不正之风，最大限度地保证了公正执法；
●有效避免执法过程中可能遇到的突发事件。非现场执法最直接的优点，就是减少了
执法与违法行为人的直接接触。同时，在接受处罚时，由于重事实、重证据、重程序公开，当事人对此争议较少，容易接受处罚，避免了少数违法人在直接面对站内执法人员时容易产生的对抗心理，从而在一定程度上避免了执法过程中的突发事件的发生；
●可有效保障公路完好、畅通。研究表明，超限超载运输对公路的损坏，与车辆轴载
质量呈几何级数增加，极易对路面、桥涵造成灾难性破坏。超限超载运输对公路的损坏，缩短了公路使用寿命和大、中修周期，增加了小修工作量，大大增加了公路养护成本。因此，本系统对公路超限超载的治理可直接使得公路保持良好状态，延长使用周期，保证公路交通的畅通无阻，进而减少公路运营养护费用。
4.系统特点
4.1更加精准的车辆分车
传统的车辆分车是通过线圈，但线圈在实际应用中破损率较高，如维修就必须封路，这给业主增添许多工作量。我公司根据实际使用情况研发出使用称重传感器信号，通过车长、车型、轴距、轴型等特征，结合波形图模式识别算法，计算车辆通过传感器的时间，从而实现分车，尤其是在车流密集的城市上下班道路，分车正确率大于98%；
新方案简化了现场工艺，缩短了施工时间，减少了易损材料使用，提高了系统的稳定性、可靠性。
4.2先进硬件设计，系统统一控制与加密
为适应高速称重的高运算处理速度，我公司改变了以往由ARM处理传感器数据的做法，改为ARM+FPGA共同处理传感器数据。
主控制器FPGA核心板进行数据采集，负责采集传感器原始数据，并进行简单逻辑判断，通过中断方式将数据发送给ARM，是连接ARM和采集板的重要桥梁；
主控制器ARM核心板作为整个系统的核心，完成了系统的大部分功能，包括对相机抓拍的控制、对采集系统的控制、对任务调度、逻辑判断、轴重计算、重量数据和波形数据上传等功能的控制和实现，完成整个系统的正常运行。
为了上传的数据，由主控制器ARM控制分配给各系统上传密钥控制数据的上传，以此来实现多系统的数据整合，避免多系统的数据出现错位或无法匹配的现象，通过多系统的统一控制与统一加密，实现了多系统数据多系统信息的整合与匹配，以及数据加密防篡改技术。
4.3嵌入式动态称重采集控制器
控制器为嵌入式设计，不是用工业计算机集成，是专门开发电路做的专业仪表，工作稳定，功耗低，只有2.5W。
内设集成可断电电源管理模块，设备出现异常有保障。
为路边室外的工作环境专门设计
抗震动：内置电路板都配有减震配件。
防潮湿：所有电路板表面都有三防漆保护，可以抵御长时间潮气侵蚀。
耐高温：选用的电子元件工作温度-35℃到+70℃。
采集器独特的算法，可不依赖线圈区分前后车。
更快速准确的分离车辆，
向系统提供更多的车辆特征信息
设备维护性好；
高速动态称重采集仪内集成DTU，云端可实时监控、实时高效的管理设备（分析
流量、超载率等，出现故障时实时推送）。
数据精度可跟踪；
集成校验车射频标志跟踪系统，校验车经过时自动识别，便于非现场跑车验证精度。
服务有保证；软硬件自主研发，研发人员可现场技术支持，可根据客户需要定制需求。
4.4满足非现场执法信息采集及管理需求
系统输出信息丰富
系统在动态称重的基础上，配置车牌自动识别系统，可以输出丰富的采集信息，包括：信息采集地点、信息采集时间、车道号、车辆图片（车辆全景图和车牌图片）、车牌信息、车重、轴数、速度、超限信息、各轴重等。
具有高清图像抓拍功能，图像达到300万像素。
称重传感器可对机动车进行高精度动态称重，同时获取机动车车型、速度等信息。 动态称量可信度高，系统提供科学、可靠的数据评价体系；
系统具有集成接口，可与GIS、平安城市等平台实现集成。
有效治理货运机动车的各种违法行为，提升交通管理水平，降低交通安全隐患。
三.方案设计
1.总体方案设计思路
方案设计为超限超载非现场执法系统，从总体结构划分为非现场执法前端采集系统和非现场执法管理平台系统。前端采集系统用于实现对车辆重量数据、车辆图片及车牌信息的采集、超限车辆的报警提示以及现场数据的上传。管理平台系统用于实现对各个站点上传数据的采集、存储，能够实现非现场执法业务流程处理、超限车辆相关信息管理。
前端采集系统设置在公路断面上，检测通过的车辆。系统包括称重子系统、高清车牌识别子系统、现场信息发布子系统、数据处理子系统等。
非现场执法管理平台系统设置在新建检测站的监控中心内，非现场执法综合管理平台业务模式是一个多部门合作的过程，完成了车辆的信息采集、违章确认、违章处罚、违章处理、信息推送等多个过程，最终实现了车辆的违章行为处理。
2.设计依据
《关于加强公路路政执法规范化建设的若干意见》（交公路发[2014]106号）《交通运输部关于全面深化交通运输改革的意见》（交政研发〔2014〕242号）《道路车辆外廓尺寸、轴荷及质量限值》（GB1589-2004）
《机动车安全技术检验项目和方法》（GB21861-2008）
《动态公路车辆自动衡器》（GB/T21296-2007）
《动态公路车辆自动衡器检定规程》（JJG907-2006）
《道路交通安全违法行为图像取证技术规范》（GA/T832-2014）
《机动车号牌图像自动识别技术规范》（GA/T833-2009）
《交通部公路超限超载检测站点设计指南》
《交通运输部治超信息系统数据接口说明书》
《全国治超信息系统数据交换标准》
《计算机信息系统安全》（GA216.1-1999）
《计算机软件开发规范》（GB8566-88）
注：以上引用文件有现行有效版本，以现行有效版本为准。
3.设计原则
我公司治超非现场执法系统方案设计依据《中华人民共和国公路法》（修正）、交通运输部《公路超限超载检测站管理办法》（2011年8月1日）和交通部《全国治超检测站点规范化建设试点工程实施方案》等相关法律法规，在此基础上，遵循以下的原则：
●先进成熟的技术和设备，保证系统运作安全、可靠与稳定
●完善的管理系统、最大限度防止违法车辆的漏查
●系统合理布局、提高系统处理速度，提供准确执法依据
●实用性、实时性、完整性原则
●设备操作简便，施工简单
●可扩展及易维护原则
4.方案设计
4.1选点原则
为保证非现场执法称重数据准确性和行车安全，在称重区域选择上需遵循如下原则：●要求选择100米以上的平直路段；
●要求安装位前后各50米路面不能有裂纹；
●要求保证传感器安装位置前后200米内无红绿灯路口、无人行道、无弯道；
●尽量选择货车车速在50km/h以上路段，以便货车匀速通过称重区域；
●要求称重区域前后50米纵坡最大不能超过1%、横坡不能超过2%；
●要求称重区域前后50米路面表面应平整密实，不能有车辙、凹坑、凸起和明显的
裂缝；
●在桥梁上安装距离距离伸缩缝不小于20米；
●在桥梁上安装位选择在振动小的地方如辅桥、桥墩上，以减少桥梁震动带来的影响
4.2系统布局
前端采集系统设置在公路断面上，检测通过的车辆。系统均包括称重子系统、激光扫描子系统、高清车牌识别子系统、全景及车尾抓拍子系统、监控子系统、现场信息发布子系统、数据处理子系统等。
非现场执法前端系统布局图如下：
5.系统技术方案
本套系统主要有两部分构成，分别为前端车辆信息采集系统及后端非现场执法管理平台，如下图所示：
车辆信息采集系统由多个现场执法站点组成，每个现场执法站点都是由动态称重设备、高清车牌识别系统、工控机、车辆信息检测软件以及相应的安装辅材、线缆线材等组成，其主要用于完成车辆重量数据、车辆图片及车牌信息采集，超限车辆报警提示，以及现场数据上传等功能。
后端非现场执法管理平台主要是面向用户，有利于用户对现场采集数据进行管理以及辅助用户开展执法工作。平台主要完成接收前端车辆信息采集系统上传的数据，对数据进行安全的存储、管理，提供功能强大的WEB服务应用，包括数据车辆查询、统计、执法管理、站点管理等功能。
5.1车辆信息采集系统
5.1.1系统设备组成
车辆信息采集系统设备主要包括：
●称重传感器：每车道布置3条，用于车辆的称重，称重精度误差为±7%；
●数据采集器：每个交通断面配置1台（单方向），用于接收和处理称重传感器的数
据；
●高清车牌识别系统：每2个车道共配置1台抓拍摄像机，用于自动抓拍检测车辆图
片并识别车牌信息；
●车尾抓拍摄像机：每2个车道共配置1台抓拍摄像机，可对车辆尾部进行拍照；
●球形摄像机：每个站点配置1台抓拍摄像机，可对前端实时监控；
●工控机：每个交通断面配置1台，用于接收数据采集器及车牌识别系统的信息，并
综合处理前端设备的数据，并将数据上传至监控中心；
5.1.2系统工作流程图
车辆驶入称重区域，自动完成对车辆的称重，同时触发车牌识别摄像机完成对车辆的车牌识别和抓拍。
检测完成后，所有数据都传送至现场工控机，按照相关超限超载标准，自动完成对车辆超限超载判断。如车辆超限超载，道路前方可变情报板就会显示超限超载车辆车牌号及警示信息。同时，现场工控机还会将数据传至非现场执法管理平台。
管理中心工作人员通过车辆图片、车牌号信息和车辆轮廓信息对超限超载车辆进行核实，核实完毕后，即可进行执法工作。本系统可在不影响车辆正常行驶、不增加人力成本的基础上，将超限超载车辆鉴别出来，既保证车辆正常行驶也可有效治理超限超载车辆，进而保护道路及行车安全。
6.系统性能指标
6.1系统总体技术指标
●单轴额定载荷：30t；
●单轴最大过载能力：200%；
●速度量程：10～200km/h
●动态检测精度：±7%（95%置信度）
●防护等级：IP68
●MTBF≥20000h；
●工作环境温度范围：-40℃～+85℃；
●相对湿度范围：0～95%
●传感器使用寿命：4000万次-1亿次万轴次
●工作电压：AC220V±10%，50Hz±4H
●检测信息：日期和时间、速度、车轴数量、车轴间距、车型、车轴重量、轴重、
车辆总重、车道号等、超限信息、车辆图片、车牌号等。
●安装方式：在路面浅表层镶嵌
●称重准确度高，通过三条传感器组合可消除车辆自激振动对称重的影响，
●专用称重传感器胶浇注的路面一体化安装方式，杜绝沙尘污染，无需后期清理；
6.2前端采集系统技术指标
6.2.1数据采集系统
6.2.1.1称重传感器
用于对通过公路主线的车辆进行称重检测。每车道布置3条。
称重传感器主要技术参数如下：
●线芯：16AWG扁平编织镀银铜芯线
●压电材料：极化压电聚合物涂层P
●外护套：0.4毫米黄铜管
●外形尺寸： 6.6*1.6毫米
●路面开槽尺寸：19宽*19深毫米（使用专用灌缝胶与路面填平）●绝缘电阻：〉500Mohm
●电压常数：200pC/N
●无源信号电缆：RG58
●精度误差：长度方向+-7%
●工作温度：-40%---80%
●温度灵敏度：0.2%/C
●传感器寿命：〉4000万次-1亿次（等效轴载）
此传感器有如下特点：
1）使用寿命长
传感器使用寿命达到1亿次/等效轴次远大于同类型使用穿感器2千万/等效轴的使用寿命，使用寿命超过5年
2）安装简单，施工快
传感器的独特结构可以使它直接以柔性的形式安装在路上可以更好的配合路面的形状。
传感器扁平的结构可排斥驶进车辆对路面的行驶产生的固有的噪声及临近车辆的信号干扰。
安装传感器时只需路面开20MM*20MM与路同宽的槽。这样可以给路面带来最小的损坏、施工时间短、安装所需填料少。
传感器安装剖面示意图
3）覆盖整个车道，不漏检
单根称重传感器长度可达6米，标准长度3.5米，安装时全长度覆盖车道截面。