高速公路入口治超計重檢測系統(tǒng)精度保證措施解析

胡 果,傅 達(dá)

(湖南省交通科學(xué)研究院有限公司， 湖南 長沙 410015)

0 引言

根據(jù)交通運輸部令2016年第62號《超限運輸車輛行駛公路管理規(guī)定》和湖南省人民政府關(guān)于高速公路車輛運輸規(guī)范運營專項整治年行動暨超限超載治理工作電視電話會議精神等有關(guān)要求，為杜絕違法超限運輸車輛駛?cè)敫咚俟?，保證高速公路安全暢通，保護(hù)高速公路基礎(chǔ)設(shè)施安全，加快完善安全、便捷、高效、綠色的現(xiàn)代綜合交通運輸體系，湖南省在2018年即啟動了高速公路入口治超設(shè)施的建設(shè)工作。

為確保所有高速公路入口治超系統(tǒng)全覆蓋，湖南省取消高速公路省界站項目(以下簡稱“取站項目”)新建129套入口治超設(shè)施。入口治超系統(tǒng)包含4個部分：計重檢測系統(tǒng)、收費車道入口治超軟件、站級入口治超管理平臺、中心(區(qū)域中心、省中心)入口治超管理平臺。其中前端計重檢測系統(tǒng)直接與車輛接觸，產(chǎn)生最原始的計重檢測數(shù)據(jù)，其所提供的檢測數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)確直接決定著入口治超系統(tǒng)是否好用、是否能用。因此需要通過各種技術(shù)措施和方法，盡量消除或降低影響計重檢測精度的負(fù)面干擾因素。

1 入口治超計重檢測系統(tǒng)

計重檢測系統(tǒng)現(xiàn)階段主要有整車式、軸組式、連體式，窄條式等，取站項目入口治超設(shè)施采用的是動態(tài)軸組式計重系統(tǒng)。

本文主要涉及動態(tài)軸組式計重檢測系統(tǒng)，其稱臺長度約為4～6 m(見圖1)，檢測方式采用單軸計重，根據(jù)相應(yīng)軟件算法將整臺車各單軸計算得出計重檢測數(shù)據(jù)。

圖1 動態(tài)軸組式計重檢測稱臺

2 影響計重檢測精度主要因素及相應(yīng)保證措施

根據(jù)以往入口治超設(shè)施的建設(shè)經(jīng)驗、試運行期間數(shù)據(jù)、系統(tǒng)精確度調(diào)校方法及其它省份關(guān)于入口治超計重系統(tǒng)安裝分析，結(jié)合工程實際情況，在確保系統(tǒng)本身質(zhì)量可靠基礎(chǔ)上，就影響計重精度的各方面因素進(jìn)行分析，并提出相應(yīng)的保證措施。

影響入口治超計重系統(tǒng)計量精度的因素有5個方面：①計重稱臺混凝土基礎(chǔ)制作；②稱臺設(shè)備安裝；③運營管理措施；④計重軟件算法；⑤計量標(biāo)定。

2.1 計重稱臺混凝土基礎(chǔ)制作

為防止貨物運輸車輛駛?cè)敕Q臺時路基產(chǎn)生不均勻沉降，同時加大基坑的承載能力，計重稱臺下方需要澆筑混凝土結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。在施工過程中除了需要保證混凝土標(biāo)號及鋼筋規(guī)格滿足設(shè)計要求外，還要滿足以下要求，以確保稱臺安裝完成后達(dá)到計重精度要求。

1)基坑上表面離基礎(chǔ)底面高度應(yīng)等于或大于一定值(取站項目基坑高度600 mm)。因為隨著使用時間推移，安裝于稱臺底部的計重傳感器的精度或靈敏度都會有不同程度下降，同時傳感器可能出現(xiàn)故障，從而避免不了維修更換等工作，基坑深度不夠的情況下將嚴(yán)重影響維修及調(diào)試工作。

2)應(yīng)適當(dāng)加大基坑底面的坡度(≥5%)，使地面呈漏斗狀，即保持排水口水平面最低、其它底面水平面較高。對于地勢比較低洼排水不暢的收費站，遇到暴雨災(zāi)害天氣時，基坑易積水，將導(dǎo)致計重傳感器長時間浸泡在積水中，造成傳感器失靈或故障。

3)收費站路面為利于排水，均設(shè)有一定坡度，長時間的雨水沖刷可將稱臺上或路面或車輛掉落的灰塵、沙石等沖洗進(jìn)計重基坑內(nèi)，較大的坡度能快速將其沖刷到排水口，不易附著。否則容易造成沉積，掩埋計重傳感器，從而影響檢測精度和使用壽命。

4)基坑的承重樁橫向應(yīng)保持在同一水平面，在后續(xù)的稱臺安裝時才能有較大的調(diào)節(jié)空間，便于稱臺表面的平整。當(dāng)不在同一水平面時，水平面較低一側(cè)在車輛通過時將承受更多重量，經(jīng)長時間重車碾壓將造成沉降不均勻，進(jìn)而影響到計重數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。對于縱向，當(dāng)稱臺前后路面高差較大時，稱臺自身可調(diào)節(jié)的高度畢竟有限，此時應(yīng)在基坑澆筑時通過調(diào)節(jié)承重樁高度，使后續(xù)計重稱臺安裝保持一定的水平高度。

2.2 稱臺設(shè)備安裝

計重稱臺混凝土基礎(chǔ)施工為現(xiàn)場制作，其尺寸不可避免存在一定的誤差，因此稱臺安裝的技術(shù)要求就顯得尤為重要，否則難以保證在使用過程中計重精度的準(zhǔn)確性。

2.2.1稱臺限位裝置

無論整車式動態(tài)計重稱臺或是軸組式動態(tài)計重稱臺，因其計重過程當(dāng)中采用的計重算法和機(jī)械原理，其安裝位置均有限位裝置。該裝置既要保證稱臺有一定的活動空間又不可間隙過大，必須按照設(shè)備供應(yīng)方的技術(shù)參數(shù)要求進(jìn)行限位卡固。

2.2.2稱臺與混凝土基礎(chǔ)間隙

與稱臺限位裝置原理一致，稱臺安裝時，稱臺板必須與基坑墻壁周圍留有一定的空隙，確保車輛在經(jīng)過計重系統(tǒng)時，稱臺板對車輛行駛動能保有一定的活動間隙。

2.2.3稱臺與路面坡度關(guān)系

本次入口治超計重設(shè)施均需安裝于已建成收費車道，各收費站及收費車道在土建工程前期設(shè)計時，均應(yīng)考慮當(dāng)?shù)氐乩砦恢眉敖ㄔO(shè)成本，在滿足設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的前提下，順地勢而建。特別是湖南省湘西地區(qū)，收費車道路面面臨各種各樣的問題，如順坡、反坡、彎道等，在這些情況下，如果要保證計重設(shè)備的精準(zhǔn)度，計重稱臺應(yīng)采用橫向水平安裝、縱向順坡安裝的方式進(jìn)行(見圖2)?？v向順坡安裝可最大限度地消除路面環(huán)境因素對稱臺精度所造成的干擾。但無論哪種安裝方式，都應(yīng)確保計重傳感器處于水平狀態(tài)，保證其豎直方向受力，不可傾斜。另外順坡安裝一定要確保限位裝置牢固可靠，秤體的前后左右均應(yīng)有限位裝置予以固定，以承受各種重型貨車不斷碾壓。

圖2 計重檢測系統(tǒng)順坡安裝

2.3 運營管理措施

高速公路超限超載系統(tǒng)有2種，分別為高速治超系統(tǒng)和低速治超系統(tǒng)，現(xiàn)階段湖南省高速公路入口治超計重檢測系統(tǒng)均采用低速系統(tǒng)。通過統(tǒng)計分析，軸組式計重檢測系統(tǒng)在0.5～25 km/h區(qū)間的某一速度平穩(wěn)通過時精度最高，符合治超相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。在入口治超系統(tǒng)實際運行過程當(dāng)中，仍然有很多貨車駕駛員抱有僥幸心理超載上路，在駛?cè)敫咚偃肟谥纬嚨罆r，采取沖磅、跳磅、急剎等非正常通行方式，造成計重數(shù)據(jù)偏重和偏輕。各收費站可從管理上采取措施杜絕以上現(xiàn)象，如采取增設(shè)限速提示牌，安排車輛引導(dǎo)員引導(dǎo)貨運車輛平穩(wěn)駛?cè)胗嬛貦z測系統(tǒng)車道等。

2.4 計重軟件算法

入口治超的計重檢測數(shù)據(jù)精確與否與計重設(shè)備廠商所提供的軟件算法關(guān)系密切。設(shè)備廠家應(yīng)在計重產(chǎn)品設(shè)計生產(chǎn)定型前須進(jìn)行各種工況下的現(xiàn)場測試，收集海量數(shù)據(jù)，通過建立數(shù)據(jù)模型、優(yōu)化軟件算法，在取得國家計量認(rèn)證證書后，方可投入市場。

投入使用的計重設(shè)備，如所遇現(xiàn)場環(huán)境特別復(fù)雜、已有的算法無法達(dá)到檢測精準(zhǔn)度時，應(yīng)安排技術(shù)人員、軟件研發(fā)人員采取現(xiàn)場蹲點的形式對各種車輛進(jìn)行檢測，對檢測數(shù)據(jù)如車型(車軸)、車長、原始載貨重量(司機(jī)提供)進(jìn)行比對分析，找出具體問題所在，通過對軟件算法的調(diào)整、修改、測試，提高計重檢測的精準(zhǔn)度。比如在彎道位置安裝入口治超計重系統(tǒng)時，則需要采用以上方法進(jìn)行反復(fù)調(diào)試，將計重數(shù)據(jù)調(diào)整至最精準(zhǔn)。

2.5 計量標(biāo)定

入口治超系統(tǒng)關(guān)乎社會公共利益，若計重檢測精準(zhǔn)度偏低則容易引起司乘人員不滿，有可能造成社會矛盾，根據(jù)國家相關(guān)規(guī)定，涉及到公共利益的計量衡器必須經(jīng)過強(qiáng)制檢定方可使用。因此在投入使用前，必須通過國家規(guī)定的計量標(biāo)定工作，由具有資質(zhì)的計量檢定單位對相應(yīng)設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)場測試，符合條件的設(shè)備頒發(fā)計量合格檢定證書,只有通過計量檢定的入口治超計重系統(tǒng)才能達(dá)到其對應(yīng)級別的精確度。

3 結(jié)語

本文介紹了高速公路入口治超計重檢測系統(tǒng)，分析了計重檢測精度的主要影響因素及相應(yīng)保證措施。需要從各影響因素入手，采取相應(yīng)措施，才能準(zhǔn)確檢測出通行貨車的實際重量，維護(hù)道路運輸?shù)墓舶踩袄妗?/p>