T_ZSM 0018-2023 基于物联网的动态公路车辆自动衡器.docx

ICS 17.100CCS N13团体标准T/ZSM 00182023基于物联网的动态公路车辆自动衡器Automatic instruments for weighing road vehicles in motion and measuring axleloads based on Internet of things（OIML R134:2006 , Automatic instruments for weighing road vehiclesin motion and measuring axle loads, NEQ）2023 - 01 - 18 发布2023 - 02 - 18 实施浙江省计量与标准化学会发 布T/ZSM 00182023目次前言 . III1范围 . 12规范性引用文件 . 13术语和定义 . 14命名规则 . 25计量要求 . 3通用要求 . 3特殊要求 . 36技术要求 . 3使用适用性 . 3操作安全性 . 3电子衡器要求 . 4速度测量最大允许误差 . 4匀速行驶 . 4零点装置 . 4数据输出 . 4累计装置 . 6车辆识别装置 . 6车辆引导装置 . 6运行速度 . 6软件 . 6铅封或印封装置 . 6接口要求 . 7感知终端应用安全技术要求 . 7感知层接入通信网的安全要求 . 9特殊要求 . 107秤体生产和安装要求 . 108试验方法 . 10总则 . 10测试前的准备工作 . 10静态称量测试 . 10动态称量测试 . 10电子衡器要求的测试 . 10接口功能的检查 . 10感知终端应用安全检查 . 10感知层接入实体的安全检查 . 109检验规则 . 11IT/ZSM 00182023型式检验 . 11出厂检验 . 11首次安装检验 . 1110标志、包装、运输和贮存 . 11标志 . 11包装 . 12运输 . 12贮存 . 12参考文献 . 14IIT/ZSM 00182023基于物联网的动态公路车辆自动衡器1范围本文件规定了基于物联网的动态公路车辆自动衡器（以下简称WIM-IoT衡器）的术语和定义、计量要求、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和贮存。本文件适用于安装于称量控制区的采用重力作用原理获得公路车辆轴载荷（可以直接测得，也可由分别测得的轮载荷累加获得）、轴组载荷以及整车质量的WIM-IoT衡器。本文件不适用于测量时承载器与车辆不发生行驶方向相对运动或测量时不能保证被测车辆所有轮胎与承载器上表面近似位于同一平面上或仅测量单侧轮重，然后通过倍乘获得轴重、轴组重、整车质量的WIM-IoT衡器。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T 191 包装储运图示标志GB/T 4208 外壳防护等级（IP等级）GB/T 7665-2005 传感器通用术语GB/T 13384 机电产品包装通用技术条件GB/T 14250-2008 衡器术语GB/T 17799.1 电磁兼容 通用标准 居住、商业和轻工业环境中的抗扰度GB/T 17799.2 电磁兼容 通用标准 工业环境中的抗扰度试验GB/T 21296.1-2020 动态公路车辆自动衡器 第1部分：通用技术规范GB/T 21296.2-2020 动态公路车辆自动衡器 第2部分：整车式GB/T 21296.3-2020 动态公路车辆自动衡器 第3部分：轴重式GB/T 21296.4-2020 动态公路车辆自动衡器 第4部分：弯板式GB/T 21296.5-2020 动态公路车辆自动衡器 第5部分：石英晶体式GB/T 22240 信息安全技术 信息系统安全等级保护定级指南GB/T 26389 衡器产品型号编制方法GB/T 30269.2-2013 信息技术 传感器网络 第2部分：术语GB/T 33745-2017 物联网 术语GB/T 35319-2017 物联网 系统接口要求GB/T 37093-2018 信息安全技术 物联网感知层接入通信网的安全要求3术语和定义GB/T 7665-2005、GB/T 14250-2008 、GB/T 30269.2-2013、GB/T 33745-2017界定的以及下列术语和定义适用于本文件。基于物联网的动态公路车辆自动衡器 WIM based on IoT将被称量车辆总质量和（或）车辆轴载荷等信息按照预定协议，连接物、系统和信息资源，实现对称重系统信息进行处理并作出反应的自动衡器。实体 entity1T/ZSM 00182023客观存在的任何具体或抽象的事物，具有某种属性可以加以区分。注：实体可分为物理实体和虚拟实体。来源：GB/T 33745-2017,2.1.2感知层接入实体 access entity of sensing layer处于物联网感知层中，接入通信网进行数据通信的设备。注：常见的感知层接入实体包括感知终端、感知层网关等用于采集感知对象信息或实现本地管理的联网通信设备。来源：GB/T 37093-2018,3.5传感器 transducer/sensor能感受被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成。注：GB/T 7665-2005 定义了传感器的一般分类术语，其中从被测量角度定义了三类传感器，即物理量传感器、化学量传感器和生物量传感器。来源：GB/T 7665-2005,3.1.1物联网感知层 sensing layer of IoT物联网感知控制域，即各类获取感知对象信息与操控控制对象的软硬件系统的实体集合。来源：GB/T 37093-2018,3.1法制相关软件 legally relevant software属于衡器或模块的程序、数据、型式及装置特定参数，并能定义或执行受法定管理的功能。法定相关数据的例子有：最终测量结果，如毛重、净重和皮重/预置皮重值（包括小数点符合和单位），称量范围和承载器（即使多个承载器同时在使用）的识别、软件标识。来源：GB/T 14250-2008,4.10.1型式特定参数 type-specific parameter带有一个仅取决于衡器的型式的法定相关参数，型式特定参数是法定相关软件的一部分，它们是在衡器型式批准时被确定的。型式特定参数的例子有：用于重量计算、稳定性分析、价格计算和化整，软件标识的参数。来源：GB/T 14250-2008,定义4.10.3装置特定参数 device-specific parameter带有数值的法定相关参数，这个数值是由与之相关的衡器而定的。装置特定参数包含校正参数（如量程调整或其他调整或修正）和配置参数（如最大秤量、最小秤量、计量单位等）。这些参数仅在衡器特定的操作模式下是可调整或可选择的。装置特定参数可以分为两类，一类是应受到保护的（不得变更）；另一类是可以允许被授权人员访问进入的（可设定参数）。来源：GB/T 14250-2008,定义4.10.44命名规则2T/ZSM 00182023WIM-IoT 衡器是公路动态车辆自动衡器中一种典型应用型式，通常具有多个接口可与通信网连接，实现称重数据信息的互联，产品的分类与命名应符合 GB/T 26389衡器产品型号编制方法的规定，如图 1 所示。图1产品分类与命名规则示例1：ZDG-30-DZ-IoT-00 表示为轴最大秤量为 30 t 的轴重式物联网公路车辆自动衡器。示例2：ZDG-100-DQ-IoT-00 表示为最大秤量为 100 t 的整车式物联网公路车辆自动衡器。制造厂家也可根据自身的实际情况编制产品型号。5计量要求通用要求WIM-IoT衡器的通用计量要求与GB/T 21296.1-2020第5章计量要求相一致。特殊要求不同结构形式的WIM-IoT衡器其计量要求在符合通用要求的前提下，还应满足相应产品的特殊计量要求，如整车式、轴重式、弯板式、石英晶体式等WIM-IoT衡器的特殊计量要求应分别满足GB/T 21296.2-2020第5章、GB/T 21296.3-2020第5章、 GB/T 21296.4-2020第5章、GB/T 21296.5-2020第5章等相关要求。6技术要求使用适用性WIM-IoT衡器应设计、制造成在使用现场适用于各种预期称量车辆的要求，如在结构、尺寸应适用于称量车辆。同时，也应充分考虑使用环境和通常运行方式上的适用性。除非用于控制衡器目的，不得要求WIM-IoT衡器具有静态称重功能。除非同时进行过动、静态型式批准，WIM-IoT衡器不得标明具有静态称重功能。若WIM-IoT衡器不适用于液体载荷车辆时，应在说明书和铭牌的明显位置注明。操作安全性6.2.1欺骗性使用WIM-IoT衡器不应有任何便于欺骗性使用的特征。6.2.2偶然失调在WIM-IoT衡器设计时应确保在使用过程中发生外来干扰的情况下，仍能保持计量性能和正常功能，或者能做出明显的反应便于监测和发觉。不能发生不易察觉但又可能影响或干扰衡器计量性能和正常功能的偶然故障或控制元件失调。6.2.3防护措施3运行速度v（单位:km/h）最大允许误差（单位:km/h）0v10±2.010v40±3.040v100±5.0T/ZSM 00182023对任何可能改变计量性能和不允许使用者调整的控制装置，应采取防护措施（如进行铅封、印封或其他允许的防护手段）。电子衡器要求WIM-IoT衡器作为一种电子衡器，应符合GB/T 21296.1-2020附录D中的电子衡器相关要求。速度测量最大允许误差WIM-IoT衡器应具备对被测车辆的运行速度进行测量的功能，速度测量的准确度要求如表1所示。表1WIM-IoT 衡器车辆速度测量最大允许误差在 WIM-IoT 衡器中，任何显示、传输、保存的速度测量值均以四舍五入的方式化整到 0.1km/h。尽管速度显示值可能化整显示出速度0km/h，除非符合我国非自动衡器标准要求，WIM-IoT衡器不得声称具有静态称重功能。即使具有静态工作模式的WIM-IoT衡器，除非授权人操作，也不得随意进入静态工作模式。匀速行驶在WIM-IoT衡器中，为了用户取得相对稳定可靠称量数据，保持称量结果可比较，被测车辆在通过称量区时，均应在产品规定的运行速度范围内匀速行驶。车辆通过WIM-IoT衡器称量区期间的速度变化不应超过车辆在该速度段的速度测量最大允许误差。车辆速度变化超过该最大允许误差时，要么不输出结果，要么将测得的称量结果按本文件6.11的要求附加相应的警示信息。WIM-IoT衡器的使用现场，应在明显位置（司机很容易看到）设置车辆行驶指示标牌。标牌上应有“匀速行驶”字样。WIM-IoT衡器允许的最低运行速度和最高运行速度范围也应在同一标牌上明示。该范围应不超出产品型式批准证书允许的范围，同时也不超出产品安装使用路段交通管理部门的要求。零点装置6.6.1置零装置WIM-IoT衡器应配备的置零装置可以是半自动置零装置或自动的置零装置。置零装置应能够将零点设置在±0.25d之内，置零装置的调整范围应不大于最大秤量(Max)的4%。初始置零装置的调整范围应不大于最大秤量(Max)的20%。自动操作期间半自动置零装置应不能运行。只有当衡器在平衡稳定时，自动置零装置和半自动置零装置才能运行。6.6.2零点跟踪装置零点跟踪装置正常运行应符合下述条件：a)  示值为零；b)  衡器处于平衡稳定状态；c)  1s 之内的修正量应不大于 0.5d；d)  实际零点大约在 4%Max 之内。数据输出6.7.1读数的质量WIM-IoT衡器的称量指示装置应能自行指示称量结果。其主要指示一般应由名称、数字和质量单位组成。指示结果在大小、形状和清晰度方面应满足可读性要求。指示装置和打印装置应以简单并列直读的方式给出示值。4数据信息名称数据信息类型数据信息格式数据信息描述车辆运行方向整型(int)0 / 1靠近机柜的方向数据默认设置为0，另一方向设置为1。车道号整型(int)1 / 2 / 3 / 4 / 51、默认靠近机柜的为 1 车道，依次往外叠加；2、如果跨车道，则需要上传两个车道的相关数据，并12或23或34等信息做好跨车道警示标记。过衡时间字符串(string)如：2022-09-27 08:42:38过衡时间数据信息记录年-月-日 时：分;秒。车辆总重量整型(int)或浮点型(double)数字+法定计量单位 ，如：48000 kg或48.0 t车辆总重量，法定计量单位默认为千克(kg)。单轴载荷/轴组载荷（必要时）整型(int)或浮点型(double)数字+法定计量单位 ，如：48000 kg或48.0 t单轴载荷/轴组载荷（必要时）,法定计量单位默认为千克(kg)。车辆轴型整型(int)数字代码，如：1129车辆轴型具体参考相关标准。车辆轴数整型(int)2 / 3 / 4 / 5 / 6 / 6+常用车默认轴数最大为6轴，6轴以上车辆属于特种车辆用 6+表示，但需要审批获取通行证。车辆运行速度浮点型(double)数字+法定计量单位 ，如：50.5 km/h车辆经过承载器的速度，默认单位为km/h 。车辆运行加速度（若适用）浮点型(double)数字+法定计量单位 ，如：0.1 m/s2车辆经过承载器的加速度，默2认单位为m/s 。车辆号牌字符串(string)如：浙A520E3车牌号码，通过抓拍相机获取。车辆颜色字符串(string)黄/蓝/红等（公安部门认定的车牌颜色）车牌颜色，通过抓拍相机获取。车牌号图字符串(string)格式默认: .jpg用于记录车牌号图片。车牌全景图字符串(string)默认格式: .jpg用于记录车牌全景图。过车小视频字符串(string)默认格式: MP4小视频大小，默认至少为5s 。T/ZSM 001820236.7.2输出信息对于配有指示、打印装置的WIM-IoT衡器，每次正常的称量操作后，衡器应能按照规定的程序打印出相应的称量结果，打印的信息应不少于以下要求的信息内容：对于仅确定车辆总重量的WIM-IoT衡器，至少应打印的信息内容包括：车辆总重量、运行速度、日期和时间。如果没有打印相关的警示，就不能打印未经检定的单轴载荷或轴组载荷的结果。对于需要提供单轴载荷的WIM衡器，至少应打印的信息内容包括：单轴载荷、车辆总重量、运行速度、日期和时间。该类衡器不必打印轴组的类型。对于需要提供轴组载荷的WIM衡器，至少应打印的信息内容包括：单轴载荷、轴组载荷、车辆总重量、运行速度、日期和时间。该类衡器必须打印轴组的类型。对于需要上传至通信网的WIM-IoT衡器，其上传的数据信息包含（但不限于）：车辆运行方向、车道号、过衡时间、车辆总重量、单轴载荷/轴组载荷（必要时）、车辆轴型、车辆轴数、车辆运行速度、车辆运行加速度、车辆号牌、车辆颜色、车牌号图、车牌全景图、过车小小视频、车辆轮廓尺寸等，上述数据信息类型格式要求按表2所示。表2上传的数据信息类型与格式5数据信息名称数据信息类型数据信息格式数据信息描述车辆轮廓尺寸（若适用）整型(int)长:（数字+法定计量单位）如：长：6200 mm宽:（数字+法定计量单位）如：长：6200 mm高:（数字+法定计量单位）如：长：6200 mm车辆轮廓尺寸， 默认单位为mm 。T/ZSM 00182023表2上传的数据信息类型与格式（续）6.7.3指示范围没有明确的显示或打印警告，衡器不应在单轴载荷（局部称量）小于最小秤量，或大于最大秤量+9d的称量结果时指示和打印单轴载荷、轴组载荷、车辆总重量。累计装置WIM-IoT衡器应配有累计装置，该装置可将单轴载荷累计获得轴组载荷（如果适用）和车辆总重量。该装置运行可以是自动的或半自动的（根据手动指令进行自动运行），若累计装置是自动的，就必须配备车辆识别装置。车辆识别装置如果要求自动地指示或打印车辆总重量、单轴载荷或轴组载荷，那么WIM-IoT衡器应配备车辆识别装置。该装置应能够检测到车辆的出现，并能够检测出被测车辆是否已被完全地称量,且只有车辆所有车轮都被称量过,才能指示或打印车辆总重量。车辆引导装置为了保证车辆完整地通过承载器，可以采用一个侧向引导装置确保车辆完全通过承载器。该装置可以是在承载器前方，可设计成机械式（含建筑物结构），也可以是电气式的，以避免车辆走偏、局部车轮离开承载器。如果车辆的任何一个车轮没有全部通过承载器，WIM-IoT衡器就不应指示或打印车辆的单轴载荷，轴组载荷或车辆总重量。如果WIM-IoT衡器仅允许单向称量，当车辆行驶方向错误时，引导装置应向驾驶员给出容易发现的指示信号。还可以使用栅栏或其它交通控制方法防止车辆在错误方向行驶。运行速度任何车辆当以下列方式通过承载器时，如果没有在显示值或打印输出上有明显的警示信息，WIM-IoT衡器应不指示和不打印称量结果：a)  超过规定的运行速度范围；b)  由于车辆加减速导致称量结果可能产生过大的相对误差。软件WIM-IoT衡器使用的法制相关软件应满足下列要求：对计量法制相关软件和相关参数(包括型式特定参数和装置特定参数)进行印封，不破坏印封就不能更改软件；或者是软件的任何改变必须由一个识别代码自动地发出信号，并易于察觉。软件应赋予固定的版本号，存储到法制相关软件的数据存储器中，并可以调出来显示，以满足计量管理要求。若每次软件改变可能影响到WIM-IoT衡器的功能和准确度时，就应更换软件的版本号。铅封或印封装置6.13.1基本要求对WIM-IoT衡器中影响其计量特性且不允许使用者打开或调整的部件（或装置）应进行铅封或印封。进行铅封或印封时，可以采用对其关键部位（或外壳）进行铅封或印封，其它形式的能够提供足够完整性的印封（如电子印封）也是允许采用的。在所有情况下，铅封或印封都应当是很容易完成的。需要对外壳进行保护的通常采用铅封形式，当所有不能采用铅封保护的、且可能影响计量特性的部件应采用印封形式进行保护。任何可以改变测量结果的参数装置，特别是重新调校装置，都应进行铅封或印封。6T/ZSM 001820236.13.2电子印封装置当无法采用铅封或印封装置对涉及影响测量结果的参数进行保护时，可以采取电子印封装置实现保护，电子印封装置应采用下列方式：a)  电子印封装置的状态必须是用户和检定人员、监督人员可识别的。b)  设置访问权限，只允许授权人（如检定人员）进行访问，例如通过密码（关键字）或特殊的硬件装置（钥匙等），密码必须是可以修改的。c)  至少应保存最后的修改记录。此记录应包括日期和识别授权人修改的操作方式（见上述“b)”的规定）。如果能够存储多次修改信息，只有在进行新的修改前才允许删除前面最早的记录。如果没有对上次修改内容进一步改写，修改信息的可追溯性应至少保持两年。接口要求6.14.1接口基本要求WIM-IoT衡器的计量功能和测量数据，不应受连接在接口上外围设备（如计算机）、其他与衡器相互连接的设备的影响，或作用在接口上的干扰产生不允许的影响。意在产生下列情形的指令或数据，不应通过接口输入到WIM-IoT衡器：a)  显示没有清楚定义的数据，它可能对称量结果产生混淆；b)  伪造显示的、处理的或存储的称量结果或指示；c)  调整衡器，或改变任何调整因子( 但通过接口发出指令使衡器利用内部的量程调节装置执行调整程序是允许的)。6.14.2接口的特殊要求WIM-IoT衡器通过接口获得感知对象的物理属性信息；位置信息；音频、图像和视频信息；或通过接口对感知对象进行数据采集；或通过接口获取控制对象的运行状态信息或实现对控制对象的控制功能；或通过接口完成感知信息的上传和控制信息的下达的等，其接口应满足GB/T 35319-2017第6章规定的相应技术要求。感知终端应用安全技术要求6.15.1基本要求WIM-IoT衡器涉及感知终端的应用安全应满足GB/T 22240 基本要求。6.15.2物理安全要求6.15.2.1选型选用感知终端产品时：a)  对需要取得认证证书的终端产品应取得相关认证证书；b)  应满足 GB/T 4208 确定的防护等级（IP 代码）要求；c)  应通过依据 GB/T 17799.1、GB/T 17799.2 或有关的专用产品/产品类电磁兼容抗扰度标准进行的电磁兼容抗干扰度试验，且性能满足需求。6.15.2.2选址物联网信息系统中进行感知终端选址时，感知终端：a)  应在防盗窃防破坏、防水防潮、防极端温度等方面满足部署的要求；b)  应在信号防干扰、防屏蔽、防阻挡等方面满足部署环境的要求。6.15.2.3供电感知终端的供电应稳定可靠。6.15.2.4防盗窃和防破坏7T/ZSM 00182023防盗窃和防破坏应符合以下要求：a)  应避免部署在不受控的非安全场所中；b)  宜采用防盗窃和防破坏的措施。6.15.3接入安全要求6.15.3.1网络接入认证网络接入认证应符合以下要求：a)  应在接入网络中具有唯一网络身份标识；b)  应能向接入网络证明其网络身份，至少支持如下身份鉴别机制之一：1)  基于网络身份标识的鉴别；2)  基于 MAC 地址的鉴别；3)  基于通信协议的鉴别；4)  基于通信端口的鉴别；5)  基于对称密码机制的鉴别；6)  基于非对称密码机制的鉴别。c)  应能进行鉴别失败处理；d)  在采用插卡方式进行网络身份鉴别时，应采取措施防止卡片被拔除或替换；e)  应保证密钥存储和交换安全。6.15.3.2网络访问控制网络访问控制应符合以下要求：a)  应禁用业务需求以外的通信端口；b)  应设置网络访问控制策略，限制对感知终端的网络访问。6.15.4通讯安全要求6.15.4.1无线电安全感知终端应按国家规定使用无线电频段和辐射强度。6.15.4.2传输完整性传输完整性应符合以下要求：a)  应具有并启用通信完整性校验机制，实现数据传输的完整性保护；b)  应具有通信延时和中断的处理机制。6.15.5设备安全要求6.15.5.1标识与鉴别对于具有操作系统的感知终端：a)  感知终端的操作系统用户应有唯一标识；b)  应对感知终端的操作系统用户进行身份鉴别。使用用户名和口令鉴别时，口令应由字母、数字及特殊字符组成，且长度不小于 8 位。6.15.5.2访问控制访问控制应符合以下要求：a)具有操作系统的感知终端应能控制操作系统用户的访问权限；b)对于具有操作系统的感知终端，操作系统用户应仅被授予完成任务所需的最小权限；c)感知终端应能控制数据的本地或远程访问；d)感知终端应提供安全措施控制对其远程配置。6.15.5.3日志审计具有操作系统的感知终端：8T/ZSM 00182023a)  应能为操作系统事件生成审计记录，审计记录应包括日期、时间、操作用户、操作类型等信息；b)  应能由安全审计员开启和关闭操作系统的审计功能；c)  应能提供操作系统的审计记录查阅功能。6.15.5.4失效保护感知终端应能自检出已定义的设备故障并进行告警，确保设备未受故障影响部分的功能正常。6.15.5.5软件安全具有操作系统的感知终端：a)  应仅安装经授权的软件；b)  应按照策略进行软件补丁更新和升级，且保证所更新的数据是来源合法的和完整的；c)  应安装满足业务安全功能需求的软件并正确配置及使用。6.15.6数据安全要求6.15.6.1数据可用性感知终端在传输其采集到的数据时，应对数据新鲜性做出标识。6.15.6.2数据完整性感知终端应为其采集的数据生成完整性证据（如校验码、消息摘要、数字签名等）。感知层接入通信网的安全要求6.16.1基本要求WIM-IoT衡器涉及感知层接入通信网的安全要求应满足GB/T 22240基本要求。6.16.2接入实体的标识感知层接入实体应具备可用于通信识别的物联网系统中的唯一标识，标识存放于感知终端或感知层网关上。6.16.3接入鉴别支持功能感知层接入实体接入通信网采用的鉴别机制应与通信网接入系统的鉴别机制一一对应，并支持实体标识、接入口令等的存储和管理功能以及通信网要求的鉴别失败处理。6.16.4感知层接入实体访问控制感知层接入实体应具备访问控制机制，并满足以下要求：a)  支持 ACL 列表实现访问控制；b)  支持基于感知层接入实体的用户/用户组的访问控制，并部署用户访问控制策略。6.16.5感知数据传输安全支持感知层接入实体应支持通信网接入的数据传输安全功能。6.16.6密钥管理当感知层接入实体采用加密方式支持接入通信网的鉴别和数据传输时，应支持密匙管理安全机制，并满足以下要求：a)  支持对接入密匙、会话密匙及其相关密匙材料的生成、存储和更新；b)  支持存储、更新预共享密匙和其相关密匙材料的功能，并支持密匙离线接受或旁路接受。6.16.7入侵防护感知层接入实体应具备接入通信网的入侵防护功能，并满足以下要求：a)  仅开放应用相关的通信端口；9T/ZSM 00182023b)  拒绝和丢弃不可鉴别的通信网通信数据。6.16.8接入实体日志审计感知层接入实体