郑州恒科
主辅式轴组秤技术方案
中储恒科物联网系统有限公司
郑州恒科实业有限公司
二〇一五年一月
目录
一、企业介绍 (3)
二、主辅式轴组秤技术方案 (7)
1、概述 (7)
2、系统构成 (8)
3、系统称重流程 (9)
4、系统功能 (10)
5、主要设备性能和技术指标 (12)
5.1高精度动态主辅式轴组秤 (12)
5.2红外线车辆分离器 (21)
5.3数据采集处理器 (22)
5.4数字电荷式轮轴判别器 (24)
5.5电磁感应线圈 (26)
5.6其他零部件 (26)
6、系统防作弊解决方案 (28)
6.1硬件系统防作弊 (29)
6.2软件系统防作弊 (34)
7、供电及防雷系统 (35)
7.1供电系统 (35)
7.2防雷系统 (36)
8、系统优点 (38)
8.1全新主辅式轴组秤设计 (38)
8.2全部自主知识产权 (38)
8.3可倾斜安装技术 (39)
8.4抗冲击、一体化秤台设计 (40)
8.5独特的密封技术 (41)
8.6卓越的环境适应性 (42)
8.7独创多通道称重技术 (44)
8.8光幕机自适应工作方式、高性能强穿透力光幕 (44)
8.9独有的挂车识别技术 (45)
8.10独有的无触点压敏式轮轴识别器、独特的轮胎模糊判别算法 (46)
8.11数据传输高可靠性 (46)
8.12优秀的抗电磁辐射性能 (49)
9、工程量清单 (50)
三、售后服务 (51)
1、概述 (51)
2、售后服务承诺 (51)
2.1服务理念 (51)
2.2售后服务响应 (51)
2.3服务接待做到“三满意” (51)
2.4服务过程做到“三心” (52)
2.5试运行期的服务 (52)
2.6保修期内的服务 (52)
2.7保修期后的终身服务 (52)
3、售后服务实力 (52)
3.1总部售后服务中心 (52)
3.2本地化售后服务处 (53)
3.3备品备件存储、供应的承诺 (53)
3.4技术服务人员配置 (53)
3.5技术服务人员技术装备 (53)
4、售后服务保障措施 (53)
5、服务质量接受“三监督” (54)
6、用户投诉处理 (54)
7、售后服务热线 (55)
8、服务网络 (55)
一、企业介绍
郑州恒科实业有限公司是由上市公司中储发展股份有限公司(中储股份,交易代码600787)控股的高新技术企业,中国衡器协会副理事长单位。恒科公司自1987年成立以来,先后在工业衡器、公路超载保护、包装衡器、自动控制、无线通信等领域开发和生产了多类系列产品,已为多个行业的用户成功地提供了称重计量及控制系统解决方案。
恒科公司集行业专才组建了优秀技术的团队,拥有多名国家级衡器专家,其使用于动态计量领域的公路动态称重系统技术水平连续多年居国际国内领先水平。公司建立的动态称重数学模型曾代表中国衡器协会分别在日本和德国举行的世界计量年会上宣读论文,受到国际同行的高度赞扬。目前,公司已在公路动态称重领域开发出7大系列、20余种规格轴计量公路计重产品,是该项领域多项技术的首创者,拥有多项专利专有技术。
公司推出的公路动态称重系统(WIM)系列产品如下:
ZCS-30型秤台式动态称重系统
ZCS-30S型主辅式轴计量系统
DHW-30型弯板式动态称重系统
EzWay-30型石英晶体式动态称重系统
SCS-30型无线便携式动态称重系统
SCS-150型整车称重式动静态称重系统
不停车快速检测治超系统
顾客的持续满意是我们永恒的追求。恒科将始终本着“以人为本,不断创新”的经营理念,始终坚持“真诚服务,主动服务,规范服务,细致服务”的服务理念,真诚地为顾客提供更多更好的产品和更优质的服务。我们愿成为您事业的长期合作伙伴,始终与您携手同行,共同促进我国智能交通事业的大发展。
生产厂区照片
生产规模
?企业实力
◆绩优上市公司企业[中储股份600787]
◆注册资本1000万,资产超过1个亿
◆员工队伍316人,工程技术人员占70%
套
◆多名国家级动态衡器、工业衡器专家
?制造经验
◆已在国内实施公路动态衡器设备突破4000台套
◆轴重设备主流供应商之一
◆经不断改进,已推向市场7大系列20多种规格轴重系列产品?装备水平
恒科公司是我国工业衡器大型骨干企业,拥有一流的产品制造平台。为了与国际市场接轨,提高产品质量和档次,提高企业的整体装备水平和产品的市场竞争力,企业从上世纪九十年代初连续进行了三期技术改造,投入大量资金对生产设备进行了更新。目前,公司建有20000平方米的生产基地,采用了国际先进的生产设备工艺构架而成,已建成工业衡器、公路动态衡器、包装衡器、自动化控制衡器等四条现代化生产线,各类衡器产品年生产能力已达6000余套。
?技术力量
恒科公司拥有同行业中最为强大的技术研发能力,拥有多名国家级衡器专家,使用于动态计量领域的工业起重类衡器技术水平和市场占有率连续20年居国内领先水平。公司建立的动态称重数学模型曾代表中国衡器协会分别在日本和德国举行的世界计量年会上宣读论文,受到国际同行的高度赞扬。目前,公司已在公路动态称重领域开发出7大系列、20余种规格轴计量公路衡器产品,是该项领域多项技术的首创者,拥有多项专利专有技术。
?生产能力
◆公路动态称重系统设计生产能力:3600台套/年
?安装能力
◆公路动态称重系统安装能力:2000台套/年
二、主辅式轴组秤技术方案
1、概述
自2003年国内计重收费政策实施以来,计重收费作为一种全新的收费方式已在国内多数省份的高速公路和普通公路得到广泛应用。但早期的计重收费设备因受限于当时技术的局限性,致使国内早期的计重收费产品在称重精度和系统可靠性方面表现均不能令人满意。
恒科公司在全国实施超过4000套高速公路计重设备的基础上,凭借强大的技术实力,首创了领域内多项新技术,对计重收费系统产品进行了全面升级,推出了主辅式轴组秤,系统对硬件系统全面改进,并装备了全新的软件系统。一些长期困扰业内企业的技术难题创造性地得到解决,改进后的系统在动态称重精度、系统整体可靠性、异常行车状况处理等核心性能方面取得较大的提高,在全国范围投放市场后,陆续获得各地客户的持续好评,已成为计重收费系统更新换代的首选产品。
主辅式轴组秤计重设备由沿行车方向上一组或者多组恒科专利技术的轴载称重式轴重仪组成,组合台面之间互不干涉,机构之间相互咬合,紧密相连。行车方向上的一组和多组独立台面,增加了称重采样长度,延长了车辆通过的时间,结合恒科国内首创的多路称重技术,实现了组合秤连续称重的作用,并在多路采样数据中进行组合处理,采样信息丰富,通过多路称重实时仿真了台面上的实时车轮力,掌控车轮加载方式,并根据完善的数学模型有效识别车辆运动方式,通过算法科学补偿,提高了系统称重精度,得到准确的重量和完整的车辆运动状态和重量信息,有效遏制恶意违规行驶导致的通行费漏收和称重争议造成的收费站拥堵。
2、系统构成
称重系统是一个完整的、可以独立工作的子系统,对于车道控制机来说,该系统为一台独立外设,系统包括:
轮轴识别器
红外对射
(可选)
信号灯
(可选)检测线圈
车辆分离
器
主辅式轴组秤
台
系统组成示意图
(2)平面布局图:
系统平面布局示意图
3、系统称重流程
◆称重检测系统进入工作状态,设有称重仪的车道处于上班状态;
◆载货车辆保持安全间距依次进入收费车道,低速通过称重平台;
◆载货车辆尾部离开称重平台以及环形线圈车辆检测器、红外线车辆分离
器;
◆红外线车辆分离器检测到一个车辆结束信号;
◆称重系统处理器处理来自称重平台的车辆称重信号;
◆称重系统处理器形成一个整车称重信息,这些信息包括车辆的轴型、轴
重、联轴信息、每轴的胎数、联轴重量、轴距、总重;
◆称重系统处理器通过数据接口将整车的称重信息传输到收费车道计算
机。
◆完成对一辆载货车辆的称重过程,等待下一载货车辆的称重。
4、系统功能
(1)能对静态或低速通过的车辆进行称量,系统支持两种检测称量模式,即动态称量和静态称量,并可自动转换,即使由于拥堵,车轴停在称重台面上,系统也能准确称量并进行车型判别。
(2)能对车辆进行自动分离:
车辆分离方案:间隔较近的两辆车,同时在称重区域内行驶;车辆排队,有车辆停止在称重区域;拖挂车通过称重区域;车辆倒车、重新通过秤台等,在这些特殊情况下,利用安装在路侧的一组红外线车辆分离器能完全消除跟车现象,能够对车间距离大于10cm的车流进行自动分离,可有效识别出半挂车、全挂车、单车,保证了称重检测数据与车辆的一一对应关系,不会出现由于误判而产生多车或少车现象;
(3)能够检测车的轴、轴组及整车重量:称重系统通过称重平台、红外线车辆分离器发来的信号利用多通道称重技术对驶入的轴、轴组及整车重量进行精确测量;
(4)能检测车辆通过车道时的速度:主辅式轴组称重平台采用多通道称重技术,将称重平台上的多只称重传感器分为多组,形成沿行车方向上的多称重通道,称重系统根据多组称重通道采集重量的变化利用系统软件准确计算出车辆通过车道时的速度;
(5)能够区分车型:动态称重技术的应用,轮胎识别器、称重平台、红外线车辆分离器、环形检测线圈联合作用,将驶入车辆的单轴轮胎数量、轴组轮胎数量(轮胎识别器作用)、车辆轴数、轴组数、轴距等信息上传至数据采集处理器,从而对车辆的车型进行准确判定;
(6)能够记录车辆通过时间:称重系统具有实时信息反馈功能,能够准确记录车辆通过时间,并将时间信息与称重信息一同发送给收费计算机;
(7)称重系统在系统死机时能自动重新启动。我方拥有主辅式轴组秤计重设
备所有相关处理软件、设备驱动程序、示范测试程序源和示范测试程序源代码的软件著作权证书,保证用户使用的合法性,且不需要额外付费;
(8)称重系统结合轮胎识别器、称重平台、红外线车辆分离器、环形检测圈等设备的信息采集,并通过数据采集处理器软硬件计算,能够准确地检测出完整的车辆称重信息,包括:轴型、轴重、联轴信息、每轴的胎数、联轴重量、轴距、总重等信息,并按照系统要求,多种形式输出以上信息;
(9)称重系统可以通过数据接口将称重信息传输给车道收费计算机,数据接口满足一下规范要求:
a、向车道收费计算机准确传输称重数据;
b、能接收车道收费计算机发出的基本指令数据并完成相应的动作,如开
启或关闭称重系统;
c、称重系统应具备自动缓存功能,在向车道收费计算机发送数据失败时,
自动存入缓存消息队列并尝试重发,在此次数据未正常送达前不会被
下一条数据冲掉,从而保证称重数据的完整性。
(10)计重设备具有开机自检、空闲定时自检、零点校正和自动温度补偿功能;(11)计重设备的处理计算机全部采用嵌入式嵌入式计算机系统固化软件,不依赖DOS、Windows、Linux等任何磁盘操作系统,无机械部件。在自检异常、通讯失败或者程序迷走时,处理计算机能够自动复位,复位时间:≤0.5秒
(12)称重系统采用X19数据采集处理器,该款处理器具有调试、检测用数字仪表显示面板,并自带点阵液晶显示屏幕,可在面板上显示出各轴轴型、轴重和车速等信息;
(13)数据采集处理器采用仪表式设计,称重设备标定方法简单,处理器使用固化软件,具有进入自校状态开关。在自校状态下,通过仪表板上的按键或其他工具,可方便的对称重设备进行校准;
(14)称重系统数据采集处理器自带写保护的非易失存储器,具有锁定装置,一旦锁定后即不可再行改写;易于操作,观察,且不影响设备使用,若不破坏封
印,则无法解除可非易失存储器的锁定状态,从而避免对称重系统有关的修正参数无意识修改;
(15)不破坏封印,无法解除可擦写只读存储器的锁定状态,也无法取出可擦写只读存储器或者安装可擦写只读存储器的电路板。
(16)称重系统能够对车辆进行准确、有效的自动分离,应用独有的挂车识别技术可以有效判断挂车和半挂车,消除跟车现象。主辅式轴组秤称重平台称重长度是普通秤台的多倍,结合红外线车辆分离器、轮胎识别器、地感线圈可以识别车辆排队、倒车、不完全倒车等复杂多变的行驶状态以及走“S”形、点刹车等作弊行为,保证车辆和数据的一一对应,当出现作弊情况时,系统可以通过软件进行报警。
5、主要设备性能和技术指标
5.1高精度动态主辅式轴组秤
主辅式轴组秤是由沿行车方向上一组或多组恒科专利技术的轴载称重式
轴重仪组成称重,组合台面之间互不干涉,机构之间相互咬合,紧密相连。行车方向上的多组独立台面,增加了称重采样长度,延长了车辆通过的时间,结合恒科国内首创的多路称重技术,实现了组合秤连续称重的作用,并在多路采样数据中进行组合处理,采样信息丰富,通过多路称重实时仿真了台面上的实时车轮力,掌控车轮加载方式,并根据完善的数学模型有效识别车辆运动方式,通过算法科学补偿,提高了系统称重精度,得到准确的重量和完整的车辆运动状态和重量信息,有效遏制恶意违规行驶导致的通行费漏收和称重争议造成的收费站拥堵。
◆静态准确度:级;
◆整车总重量动态准确度等级:整车准确度等级满足《动态公路车辆自动衡器
JJG907-2006》国标1级准确度;
◆所测货车速度测量准确度(没有明显加减速的前提下):车速在1~20km/h
时,最大误差±0.5%;
◆轴间距测量准确度(没有明显加减速的情况下):两轴:±0.30m;
◆工作环境:
温度:-45℃~ +80℃
相对湿度:0~95%;
◆称重传感器防护等级:IP68;
◆MTBF≥20000h;
◆设备具有自诊断功能,发生故障时能通过软硬件发出故障信息;
◆输出检测信息:轴型、胎型、轴距、联轴信息、轴重、联轴重量、总重等;
◆适合路面纵横坡度:≤3%;
◆称重平台配备必要的防雷设施。
(3)主辅式轴组秤产品特点
a)计量精度高
主辅式轴组秤作为一种新的称重平台,在结构上采用一组或者多组台面,长秤台的设计,称重平台最长可以达到3.6米,实现三联轴的同时称量,为实现整体高精度提供了保障。
采用主辅式轴组秤的称量方式,基于Czsoft算法基础上分段计算,实现动态称重国标1级,称重误差:≤±0.5%。其实际使用精度达到了整车式计重系统的实际使用精度,为用户提供了更多一组选择。
b)防作弊效果好
其中垂直方向的冲击是当车辆驶上或驶下秤台时,由于突然的加载和卸载秤台产生弹性变形,或者是秤台与行车道平面不等高使通过车辆的重心相对地面(秤台)垂直位移而产生的;水平方向的冲击则来自车辆轮轴处在秤台上作加减速(起步、加油、刹车)运动时车辆对秤台的反作用力。这两种冲击对主辅式轴组秤的称重
准确度和使用寿命的影响都是很大的。
称重系统的秤台本身采用4根32b槽钢为纵梁和12mm厚钢板为上下腹板组成的箱形梁结构,具有良好的力学特性,所有连接处均采用破口连续气体保护焊接,秤台刚性极好,经计算和实测,当轴载质量30t的轮轴压上秤台边缘(单边受力)时,秤台中心挠度小于6mm,驶入秤台中间(双边受力)时中心挠度小于4mm。这样就使车辆通过时载荷质心垂直方向位移极小,因而也就减小了对秤台的冲击。另外由于对秤台侧重于刚度设计,其强度余量就大大富裕,当轴载质量30t的轮轴压上秤台边缘(单边受力)时,秤台底面最大正应力仅为13.3Mpa,对于采用Q235材料具有17.7倍的强度安全余量。
d)独特的四方向水平拉力式限位装置
采用了由万向关节轴承组成的水平拉杆式限位机构,消除了秤台的水平晃动间隙,当受到水平方向冲击时,秤台不产生位移,避免了大多数轴重仪采用的碰撞式限位机构由于秤台位移造成的冲击、机构失效、影响精度等缺陷。
e)一体化的台面设计
称重台采用独特的一体化设计使安装更为快捷方便,不仅节约工程时间,同时还为业主日后的维护工作提供了便利。称重台使用防锈钢板,保证长期使用不锈蚀,不论是埋入地下部分还是外露部分。
f)主辅式轴组秤防滑
秤体加工工艺不科学将导致秤体不平而秤体积水等情况,对于冰冻气候,在冬天室外积水直接导致结冰,另外主辅式轴组秤称重秤台在车辆频繁行驶后,会导致秤体较光滑而形成打滑。针对以上问题我公司采取以下解决方案: 采用特殊的秤体加工艺(如下图)
我司采用秤体预拱工艺和设备,通过压制方式,在加工过程中使秤体面板和U形梁外凸形变,以减少或消除焊接变形,防止秤体四角翘角、中间下陷或部分焊接变形,避免秤台局部积水。
◆四道防滑花纹钢板设计
我公司设计的主辅式轴组秤秤台表面敷设了四道防滑花纹钢板,相对于其他厂家的两道防滑板或防滑材料,减小了防滑板的距离,使不同轮轴长度的车辆轮胎均能压到防滑钢板上,做到了秤台表面防滑无死角。
◆全方位无死角防滑
主辅式轴组秤秤台的防滑不仅要考虑到对车型较宽、较重的货车防滑同时也要考虑到车型较小、重量较轻的小车防滑。一般小车驶入收费站的速度较大车要高、且重量轻、摩擦力小,若称重平台防滑措施差,小车亦容易出现事故。一些计重厂家秤台采用两道防滑板或防滑材料,由于防滑具有漏洞,不能够对小车起到很好的防滑作用。而我公司主辅式轴组秤称重平台全方位无死角防滑,对货车和小车均能起到很好的防滑效果。
g)主辅式轴组秤防擦边
由于货车司机故意擦边行驶,使得车辆轮胎挤压、擦靠到收费岛基础上,收费岛基础分担了部分货车重量,从而使得主辅式轴组秤计重设备未能采集到整车重量,所得整车重量小于车辆实际重量,从而达到逃费目的。
采用的主辅式轴组秤平台应用一体化焊接技术,秤台增设两条防擦边“防护条”,有效解决车辆擦边等作弊行为而导致的称重结果受影响及破坏收费车道周边设施的问题。“防护条”选用优质钢材,实心一体化设计,强度高防撞性能好。
防擦边的“防护条”可以有效避免货车轮胎挤压、擦靠收费岛基础,“防护条”高18cm,使得货车司机无法实施擦边作弊行为。采用反”U“型结构设计,圆滑过渡无尖、锐角,避免损伤车辆轮胎。下面为我公司主辅式轴组秤称重平台“防护条”示意图:
(一体化防车辆擦边“防护条”设计)
h)主辅式轴组秤防尘边
主辅式轴组秤计重收费系统基础容易积水,垃圾不易清理,针对这种情况,恒科公司采取了多种改善措施,已经得到实际应用的验证,切实可行。具体措施如下:
1)改善基坑系统排水能力:增加车道横向排水管数量,并增设车道纵向排水管,将各维修手井连接成整体,保证基坑内各处不会有积水,同时,也便于清洗基坑内的淤泥。
2)改进主辅式轴组秤秤体防尘结构设计:在设计主辅式轴组秤防尘结构时,改变了最初纵向用压块压橡胶防尘板、横向用泡沫条防尘的方式。经过实际应用可以看出,最初采用的防尘结构,不能有效防止灰尘甚至较大块垃圾落入基坑,给清污工作带来了比较大的麻烦。鉴于此,我们改进了主辅式轴组秤的防尘结构,采用钢板压制帆布输送带的防尘结构。这种防尘结构实施时,用安装在秤体上的钢板压制防尘输送带,防止了由于车辆碾压带走输送带而使秤体失去防尘结构,导致淤泥和垃圾落入基坑内。此种防尘结构已在其他地方经过大量使用,从使用
效果来看,效果不错,可以有效起到防尘效果,甚至在西北寒冷地区表现出良好的防尘效果。
此种防尘结构如下图所示: