动态称重和直接执行系统

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直接执行系统由动态称重检测站和监控中心组成,通过PL(专线)或互联网。

监控现场由数据采集设备(WIM传感器、地面环路、高清摄像机、智能球摄像机)和数据操纵设备(WIM控制器、车辆检测器、硬盘录像、前端设备管理器)和信息显示设备等组成。监控中心由应用服务器、数据库服务器、管理终端、高清解码器、显示屏硬件和其他数据平台软件组成。各监控站点实时采集并处理道路上通行车辆的负载、车牌号、图像、视频等数据,并通过光纤网络将数据传输至监控中心。

动态称重系统工作原理

下面是系统工作原理的示意图。

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动态称重站工作原理示意图

1)动态称重

动态称重利用铺设在道路上的称重传感器来感应车轴压在其上时的压力。当车辆在安装在道路下方的地面回路中行驶时,就可以进行称重了。当车辆轮胎接触称重传感器时,传感器开始检测轮压,产生与压力成正比的电信号,信号经数据匹配终端放大后,由称重控制器计算出轴重信息。当车辆离开地面回路时,WIM控制器计算轴数、轴重和车辆总重,并称重完成,将该车辆负载数据发送到前端管理设备。而WIM控制器可以检测车辆速度和车辆类型。

2)车辆图像采集/车牌识别

车辆车牌识别采用高清摄像头采集车辆图像进行车牌号码识别。当车辆进入接地环路时,

触发车辆前后方向的高清摄像头捕捉车辆的头部、背部和侧面,同时通过模糊识别算法获取车牌号码、车牌颜色和车辆颜色等高清摄像头还可以辅助检测车辆类型和行驶速度。

3)视频采集

安装在车道监控杆上的一体化球型摄像机实时采集车辆行驶视频数据并发送给监控中心。

4)数据融合匹配

数据处理和存储子系统接收来自WIM控制器子系统、车辆牌照识别/捕捉子系统和视频监控子系统的车辆负载数据、车辆图像数据和视频数据,将车辆负载和图像数据与车牌号进行匹配和绑定,同时根据载重标准阈值判断车辆是否超载、超限。

5)超限超载提醒

对于超限、超载车辆,将车牌号码和超载数据发送到可变信息板显示屏上,提醒和诱导驾驶员将车辆驶离主干道并接受处理。

系统部署设计

管理部门可以根据管理需要,在道路、桥梁上设置车辆超载、超载监测点。典型的设备部署方式及监控点某一方向的连接关系如下图所示。

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系统典型部署示意图

系统部署分为巡检现场和监控中心两部分,两部分通过专线网络或运营商提供的互联网互联。

(1)现场检测

检查场地按照两个行驶方向分为两组,每组有四排石英压力传感器和两组地感线圈分别铺设在道路的两个车道上。

路边竖立着三根F杆和两根L杆。其中,3根F杆上分别安装有称重检验提示板、信息显示引导屏和卸料引导提示板。主干道的两个L杆上分别安装有3个前端抓拍摄像头、1个侧抓拍摄像头、1个一体化球摄像头、3个补光灯,以及3个后抓拍摄像头、3个补光灯。

路边控制柜内分别部署1台WIM控制器、1台工控机、1台车辆检测器、1台硬盘录像机、1台24口交换机、1个光纤收发器、电源和防雷接地设备。

8个高清摄像机、1个一体化半球摄像机、1个WIM控制器、1台工控机通过网线连接到24口交换机,工控机与车辆检测器直连。信息显示引导屏通过一对光纤收发器连接到24口交换机

(2)监控中心

监控中心部署交换机1台、数据库服务器1台、控制计算机1台、高清解码器1台、大屏1套。

应用流程设计

1)一体化智能球摄像机实时采集检查点的道路视频信息,存储在硬盘录像机中,并将视频流实时发送到监控中心进行实时显示。

2)当道路上有车辆进入前排接地回路时,接地回路产生振荡电流,触发车牌识别/抓拍摄像头对车辆的前、后、侧面进行拍照,同时通知称重系统准备开始称重;

3)当车辆车轮接触到WIM传感器时,石英压力传感器开始工作,采集车轮产生的压力信号,经电荷放大后发送至称重仪表进行处理;

4)称重仪表对压力电信号进行积分转换和补偿处理后,得到车辆的轴重、总重、轴数等信息,并发送至工控机进行综合处理;

5)车牌识别/抓拍摄像头识别车辆的车牌号、车牌颜色、车身颜色。识别结果和车辆照片发送至工控机进行处理。

6)工控机将称重仪表检测到的数据与车辆车牌号等信息进行匹配绑定,对数据库中的车辆载重标准进行比对分析,判断车辆是否超载。

7)如果车辆没有超载,以上信息将被存入数据库并发送至监控中心数据库进行存储。同时,车辆车牌号和负载信息将发送至信息引导LED显示屏,进行车辆信息显示。

8)若车辆超载,将从硬盘录像机中检索称重前后一段时间内的道路视频数据,绑定到车牌上,并发送给监控中心数据库进行存储。前往信息引导LED显示屏显示车辆信息,诱导车辆立即处理。

9)对现场监控数据进行统计分析,生成统计报表,提供用户查询,并在大拼接屏上显示,同时可以将车辆超载信息发送至外部系统,方便执法处理。

界面设计

车辆超载直接执法系统各子系统之间以及系统与外部监控中心系统之间存在内外部接口关系。接口关系如下图所示。

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系统内外接口关系

内部接口设计:车辆超载直接执法制度有5种。

(1)称重子系统与信息处理与存储子系统接口
称重子系统与信息处理和存储子系统之间的接口主要处理双向数据流。信息处理与存储子系统向称重子系统发送设备控制和配置指令,称重子系统将测量的车辆轴重等信息发送给信息处理与存储子系统进行处理。

(2)车牌识别/抓拍子系统与信息处理与存储子系统接口

车牌识别/采集子系统与信息处理与存储子系统之间的接口主要处理双向数据流。其中,信息处理与存储子系统向高清车牌识别/抓拍子系统发送设备控制和配置指令,高清车牌识别/抓拍子系统将识别到的车辆牌照、车牌颜色、车辆颜色发送给高清车牌识别/抓拍子系统。等数据送至信息处理采集系统进行处理。

(3)视频监控子系统与信息处理存储子系统接口

视频监控子系统与信息处理和存储子系统之间的接口主要处理双向数据流。信息处理和存储子系统向视频监控子系统发送设备控制和配置指令,视频监控子系统将执法现场视频信息等数据发送到信息处理和存储子系统进行处理。

(4)信息显示引导子系统与信息处理和存储子系统的接口

信息显示引导子系统与信息处理与存储子系统之间的接口主要处理单向数据流。信息处理与存储子系统将道路上通行车辆的车牌、载重量、超重以及警示引导信息等数据发送至信息显示引导子系统。

(5)信息处理与存储子系统及数据管理子系统接口
监控中心信息处理与存储子系统与数据管理子系统之间的接口主要处理双向数据流。其中,数据管理子系统将现场设备的数据字典、控制指令数据等基础数据发送给信息处理与存储子系统,数据处理与存储子系统将车辆重量信息、超载数据包、现场视频数据和现场采集的车辆图像、车牌等数据信息传输至数据管理子系统。

外部接口设计

车辆超限直接执法系统可以将检查现场的实时数据同步到其他业务处理平台,也可以将车辆超限信息同步到执法系统作为执法依据。

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发布时间:2024年3月12日