高速公路計重設備使用類型比較

代玲安徽皖通高速公路股份有限公司蕭縣管理處

高速公路計重設備使用類型比較

代玲安徽皖通高速公路股份有限公司蕭縣管理處

高速公路作為我國道路交通體系的一部分，其對于經(jīng)濟發(fā)展、人們出行具有積極作用。高速公路在設計之初對于承載重量有一定限制，但載貨汽車在運輸中常常出現(xiàn)超載情況，在很大程度上縮短了公路使用壽命，且無法保障運輸安全。故要應用計重設備，有效遏制超載超限現(xiàn)象，促進公路運輸保持良好的運行狀態(tài)。文章對承臺軸重、彎板計重等高速公路計重設備進行比較和分析，了解設備優(yōu)缺點，并對高速公路計重設備的選擇進行探討，以期為我國交通運輸業(yè)發(fā)展提供更多參考。

高速公路；計重設備；類型比較

前言

近年來，隨著高速計重全面推進，各省高速通車里程顯著增加，計重設備也呈現(xiàn)多元趨勢，應用不同結構、原理的計重設備，實現(xiàn)對載重的準確計量。但各種不同計重設備結構有所差別，決定了各種設備的優(yōu)缺點，加強對高速公路計重設備使用類型進行比較，能夠進一步把握計重設備特點，合理選擇設備，實現(xiàn)準確計重目標。

1、高速公路計重設備系統(tǒng)分類

隨著高速公路運輸體系發(fā)展，計重設備在其中的應用得到了長足發(fā)展。目前，高速公路計重設備主要分為靜態(tài)與動態(tài)兩類，其中前者主要是利用應變電測原理，在稱重傳感器上粘貼應變計，構成惠斯頓電橋。在使用時，如果沒有車輛經(jīng)過，處于零負載時，電橋處于平衡狀態(tài)，輸出為0。反之，當車輛經(jīng)過時，應變計受到壓力，也會隨之產生于荷載相對應的應變，輸出的電壓能夠測量出載荷的大小，在顯示器上顯示出來。將多個稱重傳感器設置在稱臺下，多個傳感器能夠介入到接線盒中，最終通過一根電纜線與儀表相連接。當車輛到達稱臺時，系統(tǒng)會將電信號進行數(shù)字濾波、線性放大等處理，顯示出稱重數(shù)值。

后者是車輛行駛到稱臺進行計重，車輛分離器被遮擋，系統(tǒng)能夠感知到車輛并進行計重。車軸通過時，系統(tǒng)能夠分析出車輛的軸數(shù)與方向。系統(tǒng)計算完成后，能夠將稱重信息上傳到收費計算上。

2、高速公路計重設備類型比較

對于現(xiàn)有計重設備來看，不同類型，對應的優(yōu)缺點也有所差別，如若缺少對計重設備特點的把握，勢必會影響其實際應用效果。本文主要對稱臺稱重、彎板計重、石英晶震計重等計重設備進行比較，進一步了解高速公路計重設備。

1.1 稱臺軸重

目前，市場上此類計重設備，主要是U型梁結構、超寬車道型鋼結構，各廠家生產的承臺軸重式計重設備建立在雙壓電傳感器基礎之上，其運行原理為，每軸進行靜態(tài)稱重，逐段計重，然后進行軸重統(tǒng)計后進行計算。對于硬件結構差別不大的情況，設備重復性、準確性能夠基本保持穩(wěn)定。該類計重設備能夠良好運行的關鍵在于其內部軟件、特殊技術的控制，才能夠達到預期的要求[1]。另外，軟件是此類設備的關鍵技術，如針對恒科企業(yè)采用的彎道稱臺斜拉設計是當前較為先進的技術，生產出來的計重設備精確度較高，且具有相對可觀的穩(wěn)定性，誤差符合計重要求。在具體應用中，設備優(yōu)勢體現(xiàn)在基礎較為牢固、且計量不會因路面破裂而出現(xiàn)偏差，技術相對成熟，能夠為實踐工作提供堅實的基礎。但該設備自身也存在一些缺陷，如開挖量較大、且維護難度較高，加上計重設備原理為靜態(tài)式，在高速段計量不夠穩(wěn)定。承臺承重是一種傳統(tǒng)計重設備，其對于車輛不規(guī)則形式行為計重誤差較大，因此在選擇時，要以實際需求為主，以保障計重準確度。就后期維護來看，承臺承重設備以機械運動結構為主，抗沖擊力較差，在投入一段時間后，極易出現(xiàn)稱臺變形問題，且在使用時，務必要保持稱臺保持水平狀態(tài)，且1～2年必須要更換傳感器，投入成本過多，對于超載超限車輛的控制效果不盡人意。

1.2 彎板計重

彎板類計重設備，主要是借助內部密集的應變片貼片，結合壓電脈沖方式進行重量計算。從設備設計之初來看，主要是為了維護和避免跳稱而設計，不需要后期維護。為了滿足不同需求，彎板有大有小，前者鋪設面積較大，后者能夠連續(xù)鋪設，以此來避免跳稱。在應用中，該設備計算結果較為準確，且能夠有效避免跳稱問題，不需要投入更多時間和精力進行維護。設備缺陷表現(xiàn)在對傳感器要求較高，一旦遇到路面破損情況，計算出來的結果會存在較大的偏差，影響計量精度。

1.3 石英晶震計重

運用進口石英晶體式傳感器，與上一計重方式相似，與晶體壓電脈沖相結合進行運算。由于設計過程中，材質填充較為充分，能夠避免其他因素的干擾，使得壓電脈動準確性符合要求，相較于前者具有更強的可靠性。應用該計重設備，開挖工程量較小、使用維護便利，且具有較強的重復性[2]。對于此類計重設備來說，沒有防水要求，且在安裝時，將適應傳感器設置在路面下方，開挖深度在50㎜即可，并不會對路面結構構成任何影響，且稱重系統(tǒng)安裝周期最多不超過一周，目前在高速公路計重收費方面非常受歡迎。但其缺陷表現(xiàn)在對于傳感器預埋路面要求偏高，如傳感器周圍路面存在破損，沉降等問題，導致計重出現(xiàn)較大的誤差。

1.4 純靜態(tài)計重

純靜態(tài)計重，是指車輛要停車進行稱重，在設計中，運用低速動態(tài)過稱，多運用軟件對速度進行分解處理，以此來提高計量精確度。目前，常見的為24米、3截，8個傳感器結構形式。在應用中，靜態(tài)計量誤差較小，且能夠避免糾紛。但開挖工程量較大，需要后期投入時間予以維護，在很大程度上影響了道路通行[3]。適用范圍較小，對路面平整度要求較高，山區(qū)、坡道等位置無法安裝，加上構件較多，極易被安裝作弊設備。

綜合上述各類計重設備來看，各個計重設備在計重準確度方面有所差別，當車輛勻速行駛速度為0～15㎞/h、運用直接計量方式情況下，其中秤臺計重誤差在-2.5%～2.5%之間，穩(wěn)定性較差；而彎板計重計重誤差介于-3%～3%之間，具有較好的穩(wěn)定性；石英計重設備誤差為-5%～5%，穩(wěn)定性較好。純靜態(tài)計重設備誤差與秤臺計重誤差一致。

3、高速公路計重設備選擇建議

目前，常見的高速公路計重設備主要有以上四種，但由于各類設備優(yōu)缺點不同，因此在選擇時，也要綜合考慮實際情況，確保設備能夠有效發(fā)揮積極作用。具體來說：

第一，針對路面平整度較高、收費站沒有明顯坡度和彎道的情況，要優(yōu)先考慮純靜態(tài)計重設備，配置此類設備的同時，要配置專業(yè)的設備維護隊伍定期對設備進行檢查和維護，避免作弊現(xiàn)象，同時能夠提高計重準確性。

第二，如果收費站處于山區(qū)、丘陵地區(qū)，且存在不同程度的坡度、彎道地區(qū)，且車流量較小，可以在軸重、彎板及石英中進行選擇，尤其是彎板、石英，能夠避免跳橋問題的出現(xiàn)，如果需要較為精確的計重，要選擇軸重計重設備。

第三，對于車流量不大的路面，需要對車輛運行進行高速度計重，可以選擇石英設備，能夠進行動態(tài)計重[4]。總體來說，對于計重設備的選擇，還要以高速公路具體情況為主，只有選擇適合的計重設備，才能夠確保計重準確性，從根本上遏制超重超限運輸，為公路運輸業(yè)持續(xù)發(fā)展奠定堅實的基礎。

第四，高速公路上行使的貨車總重超過55噸，即可判斷為超重行駛。就當前規(guī)定是不允許通行的，如果依舊行駛在高速公路上，那么要對其進行懲罰。如陜西省超限運輸要收取高于正常運輸四倍的費用，故很多車輛都能夠遵守運輸要求。針對特殊需求，無法拆分的貨物，需要提前申請[5]。通過后，方可行使。因此對于量程的選擇要切合當前具體情況，符合本地要求和原則，一般來說，可以將量程確定在80～100噸。另外，對于承臺長度的選擇，鉸接列車長度在18.1米，貨車列車在20米以內。因此建議承臺長度要確定21米。

結論

根據(jù)上文所述，計重設備作為高速公路管理的有效載體，隨著高速公路通行車輛越來越多，對于計重收費系統(tǒng)的要求也隨之提升。因此我們要加強對計重設備優(yōu)勢與劣勢的比較和分析，了解不同設備的特點。在選擇計重設備時，要充分考慮路面要求、氣候及計重精度等各方面影響因素，選擇合適的高速公路計重設備。同時，在新設備投入使用前，要對計重設備進行試驗，及時調整，確保計重設備在投入使用后，能夠有效發(fā)揮積極作用。隨著科學技術不斷發(fā)展，我們還要加強對高速公路計重設備的研究，不斷提高計重設備計重精確性，且要完善計重設備使用功能，從而為高速公路運輸事業(yè)提供更多支持。

[1]孫有琴.高速公路計重收費設備稱重誤差現(xiàn)狀探析[J].公路交通科技（應用技術版）,2012,（02）：209-211.

[2]裘堯華,陸品,馬丙輝,等.高速公路計重設備檢定過程中檢衡車輛構建的探討[J].工業(yè)計量,2013,（S1）：43-45.

[3]本刊.山東省計量科學研究院召開“山東省高速公路計重設備檢定工作座談會”[J].衡器,2017,（05）：5.

[4]楊慧,劉英茂.高速公路計重檢測設備在實際應用中的探討[J].黑龍江科技信息,2014,（21）：114.

[5]馮春玲.淺談計重收費設備選型及對高速公路的影響[J].黑龍江科技信息,2015,（21）：14.