CN103761776A - 一种公路计重收费设备工作状态监测及维护系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种公路计重收费设备工作状态监测及维护系统，所述系统包括监控设备状态的计重收费系统和远程通信模块，所述DTU数据传输模块通过RS232数据接口与计重收费系统中的称重设备进行通信，将数据通过所述DTU数据传输模块传输给接收和存储数据信息的监控中心服务器设备，对数据信息进行分析和处理的远程维护服务模块和维护人员手持终端设备。本发明将集中化远程管理道路计重设备的相关信息，解决了人工维护无法实现24小时实时监控、远程判断现场故障没有信息依据等诸多道路计重设备维护的关键性问题，从而保障了称重设备的安全高效运行，最大限度的降低故障损失、节约维护成本。

Description

一种公路计重收费设备工作状态监测及维护系统及方法

技术领域

     本发明涉及一种计重收费系统，具体的说是涉及一种高速公路计重收费设备监控及智能维护系统。

背景技术

随着计重收费模式的实施，安装的称重设备越来越多，传统的称重设备为分散管理模式，设备维护时间长，高速公路的维护费用高，服务模式为被动的服务模式，我国高速公路建设和公路运输规模将迎来一个前所未有的发展高峰，国家全面实施电子计重收费管理系统并运用新兴物联网技术对其进行高度集中化、综合性管理一成为势在必行的趋势，称重设备的维护和集中管理便成为了一个急需解决的问题。

发明内容

    为了解决上述问题，本发明提供了一种基于物联网技术的智能维护系统，该系统实现了称重设备的远程实时监控、故障报警、系统预警和专家诊断等功能，变被动服务模式为主动服务模式，为公路提供永远不“坏”的设备，改变了传统称重设备的分散管理模式，设备管理实现了集中化管理模式，缩短了设备维护响应时间，有效提高称重设备正常利用率，减少高速公路维护费用，提高通行率。

    为了达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

    本发明是一种公路计重收费设备工作状态监测及维护系统，所述系统包括监控设备状态的计重收费系统和远程通信模块，所述远程通信模块通过RS232数据接口与计重收费系统中的称重设备进行通信，将数据通过所述远程通信模块传输给接收和存储数据信息的监控中心服务器设备，对数据信息进行分析和处理的远程维护服务模块和维护人员手持终端设备。

优选的：所述计重收费系统包括完成车轴的称重、速度检测、轴型判断等工作的两个动态弯板传感器、用来进行车辆的分离及提供开始、结束等信号的红外线车辆分离器；用来完成测速、倒车的检测，并与红外线车辆分离器一起对非车辆以外的物体或人通过时的判断的线圈；用来检测通过车辆每轴的轮胎数的单双轮检测器；用来处理来自于两个动态弯板传感器、红外线车辆分离器、单双轮检测器的信号、计算数据，把相关数据通过通讯方式送给收费计算机的中心处理器。

优选的：所述远程通信模块为多个DTU数据传输模块，包括检检测计重收费系统中称重设备各个部件的状态是否正常的设备状态检测模块和将设备状态检测模块检测到的各个设备部件状态信息传送给监控中心服务器设备的无线数据通信模块。

优选的：监控中心服务器设备是用于存放远程通信模块传输的数据信息的计算机，为远程维护服务提供数据信息。

优选的：所述远程维护服务模块主要包括设备管理软件模块、实时故障报警软件模块、远程诊断与支持软件、远程监控软件模块、现场维护管理软件模块、维护人员管理软件模块、统计分析软件模块、备品备件管理软件模块和预警模块，通过对设备状态数据的分析和处理，实时显示所有称重设备的设备运行状态，对故障设备进行报警处理以及对备品备件进行管理。

优选的：所述维护人员手持终端设备包括接受和响应维护中心设备维护信息的通信设备和的对称重设备的现场检测、调试和维修的设备维护设备。

优选的：所述设备状态监测模块采用模块化结构，包括供电电源检测模块、信号检测模块，电源转换模块、CPU处理模块、RS-232通讯模块，以及防电涌、防雷、防电磁辐射的装置和用于系统参数设定的串行接口。

优选的：单双轮检测器为双轮传感器，红外线车辆分离器是红外线传感器。

一种高速公路计重收费设备监测及智能维护方法包括：

当有设备发送故障时，在监控中心服务器的监控界面相应位置会提示设备故障，同时将故障信息发送至维护人员手机，维护人员收到信息后对发生故障的设备进行维护；

监控中心维护人员可手动选择相关省份、路段巡检，也可以根据系统设置对称重设备定期自动巡检，当巡检发现称重设备相应状态达到故障预警值时，在监控中心服务器的监控界面相应位置提示设备预警信息，同时将预警信息发送至维护人员手机，维护人员收到信息后对发生故障的设备进行维护。

本发明的有益效果是：本发明将集中化远程管理道路计重设备的相关信息，如实时监控、故障报警、系统预警和故障检测等变为现实，解决了人工维护无法实现24小时实时监控、远程判断现场故障没有信息依据等诸多道路计重设备维护的关键性问题，从而保障了称重设备的安全高效运行，最大限度的降低故障损失、节约维护成本，本发明中的计重收费系统主要对超限车辆信息复核、精确辨别超限情况，完成道路信息和设备自身运行信息实时采集，包括动态称重、车辆识别、车辆信息和报警显示以及对站区的视频监控等；本发明的远程通信模块采用3G/GPRS DTU模块，该模块采用了3G/GPRS无线通信技术、嵌入式单片机技术和TCP/IP网络通信技术，其稳定性强、可靠性高、实时性好、应用性广、功能强大，是一种实现串口设备数据通过无线透传到中心软件的有力设备， 3G/GPRS DTU通过RS232数据接口和称重设备进行通信，设备状态监测模块是整个系统的控制装置，主要是检测称重设备各个部件的状态，其中包括设备供电、称重控制器运行状态、称重传感器状态、光栅状态、线圈状态、轮轴识别器状态以及设备通信是否正常等，设备状态监测模块还有一个用于系统参数设定的串行接口，可以用便携式计算机或手持终端进行参数设定、数据下载和即时数据显示，连接调制解调器可远程控制，无线数据通信模块主要是将设备状态检测模块检测到的各个设备部件状态信息通过GPRS/3G无线网络传送到监控中心服务器，GPRS/3G无线通信网络是远程监控中心和显示屏设备控制器之间进行数据传输的桥梁，GPRS/3G模块通过RS232串口线与控制器进行通讯，获取相关的显示屏设备工作状态参数信息，然后由控制器对其发出控制信号，和在监控中心的GPRS/3G模块进行网络通讯，再经控制中心的软件将获取到的参数信息进行分析判断，进一步判断远程显示屏设备是否工作正常，这样，称重设备就可以与数据中心通过3G/GPRS无线网络连接，实现数据的全透明传输，从而实现远程监控的目的；监控中心服务器是用于存放网络共享资源的高性能计算机，它侦听网络上的其他客户机提交的服务请求，并提供相应的服务，主要负责接收和存储称重设备状态信息，为远程维护服务提供数据信息；远程维护服务软件通过对设备状态数据的分析和处理，实时显示所有称重设备设备运行状态，对故障设备进行报警处理以及对备品备件的管理工作等；现场维护人员手持终端主要包括通信设备和设备维护设备，通信设备主要用来接受和相应维护中心设备维护信息，以便及时有效的对故障设备进行维修，设备维护设备主要用于对称重设备的现场检测、调试和维修等，现场维护人员手持终端可以是绑定到远程维护服务软件中的个人移动通信设备，可以是给及到个人的独立无线接收终端，用于接收监控中心发布的与终端持有者有关的信息；本发明缩短了设备维护时间，有效提高称重设备正常利用率，降低能耗，减少高速公路维护费用，提高通行率；有效遏制了超限车辆，有利于保障道路的安全通畅,大大降低了安全事故,同时也增加了高速公路通行费收入；有利于减轻超限运输对道路造成的破坏；缓解了超限车辆低速行驶和乱占车道的状况,消除了重大事故隐患；有利于整顿汽车生产厂商和改装厂商的经营行为；有利于货运企业朝市场化、规模化和专业化方向发展。

本发明对对高速公路计重收费称重设备进行无限制检测，可任意时刻监测；对高速公路计重收费称重设备精确检测，及时发现设备故障点以及故障原因，为维修以及相关工作人员提供有效信息；检测系统不依赖原有被检测系统的供电和信息传输通道，实现独立完成监测工作；不对原系统产生任何影响和干扰，信号采集完全由外加独立模块实现；通过控制器处理精简监测信息，降低人工投入；存储高速公路计重收费称重设备监测数据，为管理提供数据基础；模块化设计，使系统具有极强的可扩充性和易维护性；完善的软件功能，使系统运行可靠，操作维护简单、方便；监控系统采用高性能的MCU，能实时处理各种故障信息，从而保证信息的可靠性和可扩展性；采用GPRS无线网络传输数据，使设备安装无限制，非常适合高速公路设备的检测，这是本系统的一大特色。

附图说明

    图1 是本发明的结构图。

图2 是本发明系统的原理图。

    图3 是本发明维护的流程图。

其中：1-称重设备，2-远程数据模块，3-监控中心服务器，4-手持终端。

具体实施方式

    为了加深对本发明的理解，下面将结合附图和实施例对本发明做进一步详细描述，该实施例仅用于解释本发明，并不对本发明的保护范围构成限定。

图1-2所示，本发明是一种公路计重收费设备工作状态监测及维护系统，所述系统包括监控设备状态的计重收费系统和远程通信模块，所述远程通信模块通过RS232数据接口与计重收费系统中的称重设备进行通信，将数据通过所述远程通信模块传输给接收和存储数据信息的监控中心服务器设备，对数据信息进行分析和处理的远程维护服务模块和维护人员手持终端设备，所述计重收费系统包括完成车轴的称重、速度检测、轴型判断等工作的两个动态弯板传感器；用来进行车辆的分离及提供开始、结束等信号的红外线车辆分离器；用来完成测速、倒车的检测，并与红外线车辆分离器一起对非车辆以外的物体或人通过时的判断的线圈；用来检测通过车辆每轴的轮胎数的单双轮检测器；用来处理来自于动态弯板传感器、红外线车辆分离器、单双轮检测器的信号、计算数据，把相关数据通过通讯方式送给收费计算机的中心处理器，计算数据是上述所有的传感器通过中心控制器处理后的数据，单双轮检测器为双轮传感器，红外线车辆分离器是红外线传感器，所述远程通信模块为多个DTU数据传输模块，包括检检测计重收费系统中称重设备各个部件的状态是否正常的设备状态检测模块和将设备状态检测模块检测到的各个设备部件状态信息传送给监控中心服务器设备的无线数据通信模块，设备状态监测模块是一种设备状态监测控制器，所述设备状态监测模块采用模块化结构，包括供电电源检测模块、信号检测模块，电源转换模块、CPU处理模块、RS-232通讯模块，以及防电涌、防雷、防电磁辐射的装置和用于系统参数设定的串行接口，监控中心服务器设备是用于存放远程通信模块传输的数据信息的计算机，为远程维护服务提供数据信息，所述远程维护服务模块主要包括设备管理软件模块、实时故障报警软件模块、远程诊断与支持软件、远程监控软件模块、现场维护管理软件模块、维护人员管理软件模块、统计分析软件模块、备品备件管理软件模块和预警模块，通过对设备状态数据的分析和处理，实时显示所有称重设备的设备运行状态，对故障设备进行报警处理以及对备品备件进行管理，所述维护人员手持终端设备包括接受和响应维护中心设备维护信息的通信设备和的对称重设备的现场检测、调试和维修的设备维护设备。  

本发明将计重收费设备实现运行状态的远程监测与在线分析及远程维护功能，实时将设备运行状态信息共享，并建立数据信息中心、广播巡检及故障预警专家子系统，结合维护车辆及人员定位、备件物流管理、人员及备件智能调度等系统，构建新型智能维护系统，变被动服务模式为主动服务模式，为公路提供永远不“坏”的设备。智能维护系统，改变传统称重设备的分散管理模式，实现设备集中化管理模式，并缩短设备维护响应时间，有效提高计重收费设备正常利用率，减少高速公路维护费用，提高公路通行率；本发明采用物联网技术，将计重设备通过无线通讯网络相互连接形成网络，在无需人工干预的条件下实现数据的交换、设备协同互动，实现了设备运行信息及环境参数100%共享；故障预警成功率大于95%；设备普及率大于95%以及维护信息实时率在95%以上等关键性技术，远程维护服务软件：基于C/S模式的计重收费信息管理和维护服务软件，采用关系型数据库，使前段交通信息、设备信息、人员信息和维护信息实现24小时连续不间断数据采集，保证了数据的准确性、可靠性、完整性和及时性。

当有车辆来时，计重收费装置对车辆进行动态称重、车辆识别、车辆信息和报警显示及对站区的视频监控，动态弯板传感器测量车轴的称重、速度的检测和轴型的判断，红外线传感器对车辆进行车分离及提供开始、结束等信号，线圈来对车辆进行测速、倒车的检测，并与红外线分离器一起对非车辆以外的物体或人通过时的判断，单双轮传感器对通过的车辆每轴的轮胎数进行检测，中心处理器处理来自于各传感器的信号、计算数据，把相关数据通过远程通信装置送给收费的监控中心服务器即计算机，服务器侦听提交的服务请求，并提供相应的服务；

智能维护方法包括：

当有设备发送故障时，在监控中心服务器的监控界面相应位置会提示设备故障，同时将故障信息发送至维护人员手机，维护人员收到信息后对发生故障的设备进行维护；

监控中心维护人员可手动选择相关省份、路段巡检，也可以根据系统设置对称重设备定期自动巡检，当巡检发现称重设备相应状态达到故障预警值时，在监控中心服务器的监控界面相应位置提示设备预警信息，同时将预警信息发送至维护人员手机，维护人员收到信息后对发生故障的设备进行维护。

本发明工作过程是：计重收费系统对车辆进行动态称重、车辆识别、车辆信息和报警显示及对站区的视频监控，动态弯板传感器测量车轴的称重、速度的检测和轴型的判断，红外线传感器对车辆进行车分离及提供开始、结束等信号，线圈来对车辆进行测速、倒车的检测，并与红外线分离器一起对非车辆以外的物体或人通过时的判断，减少出错，单双轮传感器对通过的车辆每轴的轮胎数进行检测，中心处理器处理来自于各传感器的信号、计算数据，把相关数据通过远程通信模块送给收费的监控中心服务器即计算机，服务器侦听提交的服务请求，并提供相应的服务，

故障报警功能：当有设备发送故障时，在监控界面相应位置提示设备故障；同时将故障信息发送至维护人员手机；

广播巡检：监控中心人员可以手动选择相关省份、路段巡检；也可以根据系统设置对称重设备定期自动巡检；

        故障预警：当巡检发现称重设备相应状态达到故障预警值时，在该界面相应位置提示设备预警信息；同时将预警信息发送至维护人员手机；

故障报修：故障设备状态查询：可以根据时间、省份、路段、收费站等进行故障设备查询，并能查看其相关状态，监控人员可以手动发送短信给维护人员；

设备检测：实时监测设备各部件运行状态；

设备调试：可以查看设备相应参数，并对未铅封设备进行参数设置；

预警设备：达到预警值设备状态查询：可以根据时间、省份、路段、收费站等进行故障设备查询，并能查看其相关状态，监控人员可以手动发送短信给维护人员。

服务跟踪：

（1）故障设备查询：可以根据时间、省份、路段等，查看全部、未修复、已修复等故障设备信息；

（2）保存维修记录：对现场维护人员维护信息进行保存、查看；

（3）手动添加故障设备维护记录：对服务系统巡检未发现的设备故障、维护信息进行手动添加；

（4）短信通知：对未报修或已报修很长时间尚未维修的设备信息短信通知维护人员；

设备管理：查看所有设备记录信息，并可以对单个设备进行设备检测与调试，并且可添加、修改、删除称重设备基础信息。

Claims (9)

1.一种公路计重收费设备工作状态监测及维护系统，其特征在于：所述系统包括监控设备状态的计重收费系统和远程通信模块，所述远程通信模块通过RS232数据接口与计重收费系统中的称重设备进行通信，将数据通过所述远程通信模块传输给接收和存储数据信息的监控中心服务器设备，对数据信息进行分析和处理的远程维护服务模块和维护人员手持终端设备。

2.根据权利要求1所述一种公路计重收费设备工作状态监测及维护系统，其特征在于：所述计重收费系统包括完成车轴的称重、速度检测、轴型判断等工作的两个动态弯板传感器；用来进行车辆的分离及提供开始、结束等信号的红外线车辆分离器；用来完成测速、倒车的检测，并与红外线车辆分离器一起对非车辆以外的物体或人通过时的判断的线圈；用来检测通过车辆每轴的轮胎数的单双轮检测器；用来处理来自于所述两个动态弯板传感器、红外线车辆分离器、单双轮检测器的信号、计算数据，把相关数据通过通讯方式送给收费计算机的中心处理器。

3.根据权利要求1所述一种公路计重收费设备工作状态监测及维护系统，其特征在于：所述远程通信模块为多个DTU数据传输模块，包括检检测计重收费系统中称重设备各个部件的状态是否正常的设备状态检测模块和将设备状态检测模块检测到的各个设备部件状态信息传送给监控中心服务器设备的无线数据通信模块。

4.根据权利要求1所述一种公路计重收费设备工作状态监测及维护系统，其特征在于：监控中心服务器设备是用于存放远程通信模块传输的数据信息的计算机，为远程维护服务提供数据信息。

5.根据权利要求1所述一种公路计重收费设备工作状态监测及维护系统，其特征在于：所述远程维护服务模块主要包括设备管理软件模块、实时故障报警软件模块、远程诊断与支持软件、远程监控软件模块、现场维护管理软件模块、维护人员管理软件模块、统计分析软件模块、备品备件管理软件模块和预警模块，通过对设备状态数据的分析和处理，实时显示所有称重设备的设备运行状态，对故障设备进行报警处理以及对备品备件进行管理。

6.根据权利要求1所述一种公路计重收费设备工作状态监测及维护系统，其特征在于：所述维护人员手持终端设备包括接受和响应维护中心设备维护信息的通信设备和的对称重设备的现场检测、调试和维修的设备维护设备。

7.根据权利要求3所述一种公路计重收费设备工作状态监测及维护系统，其特征在于：所述设备状态监测模块采用模块化结构，包括供电电源检测模块、信号检测模块，电源转换模块、CPU处理模块、RS-232通讯模块，以及防电涌、防雷、防电磁辐射的装置和用于系统参数设定的串行接口。

8.根据权利要求2所述一种公路计重收费设备工作状态监测及维护系统，其特征在于：单双轮检测器为双轮传感器，红外线车辆分离器是红外线传感器。

9.一种公路计重收费设备工作状态监测及维护系统及方法，其特征在于：

当有设备发送故障时，在监控中心服务器的监控界面相应位置会提示设备故障，同时将故障信息发送至维护人员手机，维护人员收到信息后对发生故障的设备进行维护；

监控中心维护人员可手动选择相关省份、路段巡检，也可以根据系统设置对称重设备定期自动巡检，当巡检发现称重设备相应状态达到故障预警值时，在监控中心服务器的监控界面相应位置提示设备预警信息，同时将预警信息发送至维护人员手机，维护人员收到信息后对发生故障的设备进行维护。

Images