一種公路計重收費設備工作狀態監測及維護系統及方法
2023-05-31 11:20:46
一種公路計重收費設備工作狀態監測及維護系統及方法
【專利摘要】本發明是一種公路計重收費設備工作狀態監測及維護系統，所述系統包括監控設備狀態的計重收費系統和遠程通信模塊，所述DTU數據傳輸模塊通過RS232數據接口與計重收費系統中的稱重設備進行通信，將數據通過所述DTU數據傳輸模塊傳輸給接收和存儲數據信息的監控中心伺服器設備，對數據信息進行分析和處理的遠程維護服務模塊和維護人員手持終端設備。本發明將集中化遠程管理道路計重設備的相關信息，解決了人工維護無法實現24小時實時監控、遠程判斷現場故障沒有信息依據等諸多道路計重設備維護的關鍵性問題，從而保障了稱重設備的安全高效運行，最大限度的降低故障損失、節約維護成本。
【專利說明】一種公路計重收費設備工作狀態監測及維護系統及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種計重收費系統，具體的說是涉及一種高速公路計重收費設備監控及智能維護系統。
【背景技術】
[0002]隨著計重收費模式的實施，安裝的稱重設備越來越多，傳統的稱重設備為分散管理模式，設備維護時間長，高速公路的維護費用高，服務模式為被動的服務模式，我國高速公路建設和公路運輸規模將迎來一個前所未有的發展高峰，國家全面實施電子計重收費管理系統並運用新興物聯網技術對其進行高度集中化、綜合性管理一成為勢在必行的趨勢，稱重設備的維護和集中管理便成為了一個急需解決的問題。
【發明內容】
[0003]為了解決上述問題，本發明提供了一種基於物聯網技術的智能維護系統，該系統實現了稱重設備的遠程實時監控、故障報警、系統預警和專家診斷等功能，變被動服務模式為主動服務模式，為公路提供永遠不「壞」的設備，改變了傳統稱重設備的分散管理模式，設備管理實現了集中化管理模式，縮短了設備維護響應時間，有效提高稱重設備正常利用率，減少高速公路維護費用，提高通行率。
[0004]為了達到上述目的，本發明是通過以下技術方案實現的:
本發明是一種公路計重收費設備工作狀態監測及維護系統，所述系統包括監控設備狀態的計重收費系統和遠程通信模塊，所述遠程通信模塊通過RS232數據接口與計重收費系統中的稱重設備進行通信，將數據通過所述遠程通信模塊傳輸給接收和存儲數據信息的監控中心伺服器設備，對數據信息進行分析和處理的遠程維護服務模塊和維護人員手持終端設備。
[0005]優選的:所述計重收費系統包括完成車軸的稱重、速度檢測、軸型判斷等工作的兩個動態彎板傳感器、用來進行車輛的分離及提供開始、結束等信號的紅外線車輛分離器；用來完成測速、倒車的檢測，並與紅外線車輛分離器一起對非車輛以外的物體或人通過時的判斷的線圈；用來檢測通過車輛每軸的輪胎數的單雙輪檢測器；用來處理來自於兩個動態彎板傳感器、紅外線車輛分離器、單雙輪檢測器的信號、計算數據，把相關數據通過通訊方式送給收費計算機的中心處理器。
[0006]優選的:所述遠程通信模塊為多個DTU數據傳輸模塊，包括檢檢測計重收費系統中稱重設備各個部件的狀態是否正常的設備狀態檢測模塊和將設備狀態檢測模塊檢測到的各個設備部件狀態信息傳送給監控中心伺服器設備的無線數據通信模塊。
[0007]優選的:監控中心伺服器設備是用於存放遠程通信模塊傳輸的數據信息的計算機，為遠程維護服務提供數據信息。
[0008]優選的:所述遠程維護服務模塊主要包括設備管理軟體模塊、實時故障報警軟體模塊、遠程診斷與支持軟體、遠程監控軟體模塊、現場維護管理軟體模塊、維護人員管理軟體模塊、統計分析軟體模塊、備品備件管理軟體模塊和預警模塊，通過對設備狀態數據的分析和處理，實時顯示所有稱重設備的設備運行狀態，對故障設備進行報警處理以及對備品備件進行管理。
[0009]優選的:所述維護人員手持終端設備包括接受和響應維護中心設備維護信息的通信設備和的對稱重設備的現場檢測、調試和維修的設備維護設備。
[0010]優選的:所述設備狀態監測模塊採用模塊化結構，包括供電電源檢測模塊、信號檢測模塊，電源轉換模塊、CPU處理模塊、RS-232通訊模塊，以及防電湧、防雷、防電磁輻射的裝置和用於系統參數設定的串行接口。
[0011]優選的:單雙輪檢測器為雙輪傳感器，紅外線車輛分離器是紅外線傳感器。
[0012]一種高速公路計重收費設備監測及智能維護方法包括:
當有設備發送故障時，在監控中心伺服器的監控界面相應位置會提示設備故障，同時將故障信息發送至維護人員手機，維護人員收到信息後對發生故障的設備進行維護；
監控中心維護人員可手動選擇相關省份、路段巡檢，也可以根據系統設置對稱重設備定期自動巡檢，當巡檢發現稱重設備相應狀態達到故障預警值時，在監控中心伺服器的監控界面相應位置提示設備預警信息，同時將預警信息發送至維護人員手機，維護人員收到信息後對發生故障的設備進行維護。
[0013]本發明的有益效果是:本發明將集中化遠程管理道路計重設備的相關信息，如實時監控、故障報警、系統預警和故障檢測等變為現實，解決了人工維護無法實現24小時實時監控、遠程判斷現場故障沒有信息依據等諸多道路計重設備維護的關鍵性問題，從而保障了稱重設備的安全高效運行，最大限度的降低故障損失、節約維護成本，本發明中的計重收費系統主要對超限車輛信息覆核、精確辨別超限情況，完成道路信息和設備自身運行信息實時採集，包括動態稱重、車輛識別、車輛信息和報警顯示以及對站區的視頻監控等；本發明的遠程通信模塊採用3G/GPRS DTU模塊，該模塊採用了 3G/GPRS無線通信技術、嵌入式單片機技術和TCP/IP網絡通信技術，其穩定性強、可靠性高、實時性好、應用性廣、功能強大，是一種實現串口設備數據通過無線透傳到中心軟體的有力設備，3G/GPRS DTU通過RS232數據接口和稱重設備進行通信，設備狀態監測模塊是整個系統的控制裝置，主要是檢測稱重設備各個部件的狀態，其中包括設備供電、稱重控制器運行狀態、稱重傳感器狀態、光柵狀態、線圈狀態、輪軸識別器狀態以及設備通信是否正常等，設備狀態監測模塊還有一個用於系統參數設定的串行接口，可以用可攜式計算機或手持終端進行參數設定、數據下載和即時數據顯示，連接數據機可遠程控制，無線數據通信模塊主要是將設備狀態檢測模塊檢測到的各個設備部件狀態信息通過GPRS/3G無線網絡傳送到監控中心伺服器，GPRS/3G無線通信網絡是遠程監控中心和顯示屏設備控制器之間進行數據傳輸的橋梁，GPRS/3G模塊通過RS232串口線與控制器進行通訊，獲取相關的顯示屏設備工作狀態參數信息，然後由控制器對其發出控制信號，和在監控中心的GPRS/3G模塊進行網絡通訊，再經控制中心的軟體將獲取到的參數信息進行分析判斷，進一步判斷遠程顯示屏設備是否工作正常，這樣，稱重設備就可以與數據中心通過3G/GPRS無線網絡連接，實現數據的全透明傳輸，從而實現遠程監控的目的；監控中心伺服器是用於存放網絡共享資源的高性能計算機，它偵聽網絡上的其他客戶機提交的服務請求，並提供相應的服務，主要負責接收和存儲稱重設備狀態信息，為遠程維護服務提供數據信息；遠程維護服務軟體通過對設備狀態數據的分析和處理，實時顯示所有稱重設備設備運行狀態，對故障設備進行報警處理以及對備品備件的管理工作等；現場維護人員手持終端主要包括通信設備和設備維護設備，通信設備主要用來接受和相應維護中心設備維護信息，以便及時有效的對故障設備進行維修，設備維護設備主要用於對稱重設備的現場檢測、調試和維修等，現場維護人員手持終端可以是綁定到遠程維護服務軟體中的個人移動通信設備，可以是給及到個人的獨立無線接收終端，用於接收監控中心發布的與終端持有者有關的信息；本發明縮短了設備維護時間，有效提高稱重設備正常利用率，降低能耗，減少高速公路維護費用，提高通行率；有效遏制了超限車輛，有利於保障道路的安全通暢，大大降低了安全事故，同時也增加了高速公路通行費收入；有利於減輕超限運輸對道路造成的破壞；緩解了超限車輛低速行駛和亂佔車道的狀況，消除了重大事故隱患；有利於整頓汽車生產廠商和改裝廠商的經營行為；有利於貨運企業朝市場化、規模化和專業化方向發展。
[0014]本發明對對高速公路計重收費稱重設備進行無限制檢測，可任意時刻監測；對高速公路計重收費稱重設備精確檢測，及時發現設備故障點以及故障原因，為維修以及相關工作人員提供有效信息；檢測系統不依賴原有被檢測系統的供電和信息傳輸通道，實現獨立完成監測工作；不對原系統產生任何影響和幹擾，信號採集完全由外加獨立模塊實現；通過控制器處理精簡監測信息，降低人工投入；存儲高速公路計重收費稱重設備監測數據，為管理提供數據基礎；模塊化設計，使系統具有極強的可擴充性和易維護性；完善的軟體功能，使系統運行可靠，操作維護簡單、方便；監控系統採用高性能的MCU，能實時處理各種故障信息，從而保證信息的可靠性和可擴展性；採用GPRS無線網絡傳輸數據，使設備安裝無限制，非常適合高速公路設備的檢測，這是本系統的一大特色。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1是本發明的結構圖。
[0016]圖2是本發明系統的原理圖。
[0017]圖3是本發明維護的流程圖。
[0018]其中:1-稱重設備，2-遠程數據模塊，3-監控中心伺服器，4-手持終端。
【具體實施方式】
[0019]為了加深對本發明的理解，下面將結合附圖和實施例對本發明做進一步詳細描述，該實施例僅用於解釋本發明，並不對本發明的保護範圍構成限定。
[0020]圖1-2所示，本發明是一種公路計重收費設備工作狀態監測及維護系統，所述系統包括監控設備狀態的計重收費系統和遠程通信模塊，所述遠程通信模塊通過RS232數據接口與計重收費系統中的稱重設備進行通信，將數據通過所述遠程通信模塊傳輸給接收和存儲數據信息的監控中心伺服器設備，對數據信息進行分析和處理的遠程維護服務模塊和維護人員手持終端設備，所述計重收費系統包括完成車軸的稱重、速度檢測、軸型判斷等工作的兩個動態彎板傳感器；用來進行車輛的分離及提供開始、結束等信號的紅外線車輛分離器；用來完成測速、倒車的檢測，並與紅外線車輛分離器一起對非車輛以外的物體或人通過時的判斷的線圈；用來檢測通過車輛每軸的輪胎數的單雙輪檢測器；用來處理來自於動態彎板傳感器、紅外線車輛分離器、單雙輪檢測器的信號、計算數據，把相關數據通過通訊方式送給收費計算機的中心處理器，計算數據是上述所有的傳感器通過中心控制器處理後的數據，單雙輪檢測器為雙輪傳感器，紅外線車輛分離器是紅外線傳感器，所述遠程通信模塊為多個DTU數據傳輸模塊，包括檢檢測計重收費系統中稱重設備各個部件的狀態是否正常的設備狀態檢測模塊和將設備狀態檢測模塊檢測到的各個設備部件狀態信息傳送給監控中心伺服器設備的無線數據通信模塊，設備狀態監測模塊是一種設備狀態監測控制器，所述設備狀態監測模塊採用模塊化結構，包括供電電源檢測模塊、信號檢測模塊，電源轉換模塊、CPU處理模塊、RS-232通訊模塊，以及防電湧、防雷、防電磁輻射的裝置和用於系統參數設定的串行接口，監控中心伺服器設備是用於存放遠程通信模塊傳輸的數據信息的計算機，為遠程維護服務提供數據信息，所述遠程維護服務模塊主要包括設備管理軟體模塊、實時故障報警軟體模塊、遠程診斷與支持軟體、遠程監控軟體模塊、現場維護管理軟體模塊、維護人員管理軟體模塊、統計分析軟體模塊、備品備件管理軟體模塊和預警模塊，通過對設備狀態數據的分析和處理，實時顯示所有稱重設備的設備運行狀態，對故障設備進行報警處理以及對備品備件進行管理，所述維護人員手持終端設備包括接受和響應維護中心設備維護信息的通信設備和的對稱重設備的現場檢測、調試和維修的設備維護設備。
本發明將計重收費設備實現運行狀態的遠程監測與在線分析及遠程維護功能，實時將設備運行狀態信息共享，並建立數據信息中心、廣播巡檢及故障預警專家子系統，結合維護車輛及人員定位、備件物流管理、人員及備件智能調度等系統，構建新型智能維護系統，變被動服務模式為主動服務模式，為公路提供永遠不「壞」的設備。智能維護系統，改變傳統稱重設備的分散管理模式，實現設備集中化管理模式，並縮短設備維護響應時間，有效提高計重收費設備正常利用率，減少高速公路維護費用，提高公路通行率；本發明採用物聯網技術，將計重設備通過無線通訊網絡相互連接形成網絡，在無需人工幹預的條件下實現數據的交換、設備協同互動，實現了設備運行信息及環境參數100%共享；故障預警成功率大於95% ;設備普及率大於95%以及維護信息實時率在95%以上等關鍵性技術，遠程維護服務軟體:基於C/S模式的計重收費信息管理和維護服務軟體，採用關係型資料庫，使前段交通信息、設備信息、人員信息和維護信息實現24小時連續不間斷數據採集，保證了數據的準確性、可靠性、完整性和及時性。
[0021]當有車輛來時，計重收費裝置對車輛進行動態稱重、車輛識別、車輛信息和報警顯示及對站區的視頻監控，動態彎板傳感器測量車軸的稱重、速度的檢測和軸型的判斷，紅外線傳感器對車輛進行車分離及提供開始、結束等信號，線圈來對車輛進行測速、倒車的檢測，並與紅外線分離器一起對非車輛以外的物體或人通過時的判斷，單雙輪傳感器對通過的車輛每軸的輪胎數進行檢測，中心處理器處理來自於各傳感器的信號、計算數據，把相關數據通過遠程通信裝置送給收費的監控中心伺服器即計算機，伺服器偵聽提交的服務請求，並提供相應的服務；
智能維護方法包括:
當有設備發送故障時，在監控中心伺服器的監控界面相應位置會提示設備故障，同時將故障信息發送至維護人員手機，維護人員收到信息後對發生故障的設備進行維護；
監控中心維護人員可手動選擇相關省份、路段巡檢，也可以根據系統設置對稱重設備定期自動巡檢，當巡檢發現稱重設備相應狀態達到故障預警值時，在監控中心伺服器的監控界面相應位置提示設備預警信息，同時將預警信息發送至維護人員手機，維護人員收到信息後對發生故障的設備進行維護。
[0022]本發明工作過程是:計重收費系統對車輛進行動態稱重、車輛識別、車輛信息和報警顯示及對站區的視頻監控，動態彎板傳感器測量車軸的稱重、速度的檢測和軸型的判斷，紅外線傳感器對車輛進行車分離及提供開始、結束等信號，線圈來對車輛進行測速、倒車的檢測，並與紅外線分離器一起對非車輛以外的物體或人通過時的判斷，減少出錯，單雙輪傳感器對通過的車輛每軸的輪胎數進行檢測，中心處理器處理來自於各傳感器的信號、計算數據，把相關數據通過遠程通信模塊送給收費的監控中心伺服器即計算機，伺服器偵聽提交的服務請求，並提供相應的服務，
故障報警功能:當有設備發送故障時，在監控界面相應位置提示設備故障；同時將故障信息發送至維護人員手機；
廣播巡檢:監控中心人員可以手動選擇相關省份、路段巡檢；也可以根據系統設置對稱重設備定期自動巡檢；
故障預警:當巡檢發現稱重設備相應狀態達到故障預警值時，在該界面相應位置提示設備預警信息；同時將預警信息發送至維護人員手機；
故障報修:故障設備狀態查詢:可以根據時間、省份、路段、收費站等進行故障設備查詢，並能查看其相關狀態，監控人員可以手動發送簡訊給維護人員；
設備檢測:實時監測設備各部件運行狀態；
設備調試:可以查看設備相應參數，並對未鉛封設備進行參數設置；
預警設備:達到預警值設備狀態查詢:可以根據時間、省份、路段、收費站等進行故障設備查詢，並能查看其相關狀態，監控人員可以手動發送簡訊給維護人員。
[0023]服務跟蹤:
(1)故障設備查詢:可以根據時間、省份、路段等，查看全部、未修復、已修復等故障設備信息；
(2)保存維修記錄:對現場維護人員維護信息進行保存、查看；
(3)手動添加故障設備維護記錄:對服務系統巡檢未發現的設備故障、維護信息進行手動添加；
(4)簡訊通知:對未報修或已報修很長時間尚未維修的設備信息簡訊通知維護人員； 設備管理:查看所有設備記錄信息，並可以對單個設備進行設備檢測與調試，並且可添
加、修改、刪除稱重設備基礎信息。
【權利要求】
1.一種公路計重收費設備工作狀態監測及維護系統，其特徵在於:所述系統包括監控設備狀態的計重收費系統和遠程通信模塊，所述遠程通信模塊通過RS232數據接口與計重收費系統中的稱重設備進行通信，將數據通過所述遠程通信模塊傳輸給接收和存儲數據信息的監控中心伺服器設備，對數據信息進行分析和處理的遠程維護服務模塊和維護人員手持終端設備。
2.根據權利要求1所述一種公路計重收費設備工作狀態監測及維護系統，其特徵在於:所述計重收費系統包括完成車軸的稱重、速度檢測、軸型判斷等工作的兩個動態彎板傳感器；用來進行車輛的分離及提供開始、結束等信號的紅外線車輛分離器；用來完成測速、倒車的檢測，並與紅外線車輛分離器一起對非車輛以外的物體或人通過時的判斷的線圈；用來檢測通過車輛每軸的輪胎數的單雙輪檢測器；用來處理來自於所述兩個動態彎板傳感器、紅外線車輛分離器、單雙輪檢測器的信號、計算數據，把相關數據通過通訊方式送給收費計算機的中心處理器。
3.根據權利要求1所述一種公路計重收費設備工作狀態監測及維護系統，其特徵在於:所述遠程通信模塊為多個DTU數據傳輸模塊，包括檢檢測計重收費系統中稱重設備各個部件的狀態是否正常的設備狀態檢測模塊和將設備狀態檢測模塊檢測到的各個設備部件狀態信息傳送給監控中心伺服器設備的無線數據通信模塊。
4.根據權利要求1所述一種公路計重收費設備工作狀態監測及維護系統，其特徵在於:監控中心伺服器設備是用於存放遠程通信模塊傳輸的數據信息的計算機，為遠程維護服務提供數據信息。
5.根據權利要求1所述一種公路計重收費設備工作狀態監測及維護系統，其特徵在於:所述遠程維護服務 模塊主要包括設備管理軟體模塊、實時故障報警軟體模塊、遠程診斷與支持軟體、遠程監控軟體模塊、現場維護管理軟體模塊、維護人員管理軟體模塊、統計分析軟體模塊、備品備件管理軟體模塊和預警模塊，通過對設備狀態數據的分析和處理，實時顯示所有稱重設備的設備運行狀態，對故障設備進行報警處理以及對備品備件進行管理。
6.根據權利要求1所述一種公路計重收費設備工作狀態監測及維護系統，其特徵在於:所述維護人員手持終端設備包括接受和響應維護中心設備維護信息的通信設備和的對稱重設備的現場檢測、調試和維修的設備維護設備。
7.根據權利要求3所述一種公路計重收費設備工作狀態監測及維護系統，其特徵在於:所述設備狀態監測模塊採用模塊化結構，包括供電電源檢測模塊、信號檢測模塊，電源轉換模塊、CPU處理模塊、RS-232通訊模塊，以及防電湧、防雷、防電磁輻射的裝置和用於系統參數設定的串行接口。
8.根據權利要求2所述一種公路計重收費設備工作狀態監測及維護系統，其特徵在於:單雙輪檢測器為雙輪傳感器，紅外線車輛分離器是紅外線傳感器。
9.一種公路計重收費設備工作狀態監測及維護系統及方法，其特徵在於: 當有設備發送故障時，在監控中心伺服器的監控界面相應位置會提示設備故障，同時將故障信息發送至維護人員手機，維護人員收到信息後對發生故障的設備進行維護； 監控中心維護人員可手動選擇相關省份、路段巡檢，也可以根據系統設置對稱重設備定期自動巡檢，當巡檢發現稱重設備相應狀態達到故障預警值時，在監控中心伺服器的監控界面相應位置提示設備預警信息，同時將預警信息發送至維護人員手機，維護人員收到信息後對發生 故障的設備進行維護。
【文檔編號】G07B15/06GK103761776SQ201410063118
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年2月25日 優先權日:2014年2月25日
【發明者】李志剛, 肖建全 申請人:徐州西尼科自動化控制技術有限公司