整車式電子汽車衡與聯(lián)體秤在實際中的應(yīng)用

郝 晨

（唐山市計量測試所 河北 唐山 063000）

1 引言

隨著國家經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，公路汽車貨運(yùn)行業(yè)保有量呈幾何數(shù)增長，車輛超限超載運(yùn)輸對道路和交通安全危害也是呈幾何數(shù)增長。根椐相關(guān)數(shù)據(jù)分析：一輛36噸的超載車輛對公路路面損壞程度相當(dāng)于9600輛1.8噸的小汽車對道路造成的破壞。而且從車輛及駕駛員人身安全角度考慮，車輛超限超載運(yùn)輸處于超負(fù)荷狀態(tài)，就會導(dǎo)致車輛的制動和操作等安全性能迅速下降，極易引發(fā)道路交通事故，同時也導(dǎo)致公路縮短路面使用年限。

2 整車汽車衡技術(shù)指標(biāo)、系統(tǒng)特點(diǎn)

2.1 整車稱重與動態(tài)檢測的完美集成

系統(tǒng)以在計重收費(fèi)系統(tǒng)成熟應(yīng)用多年的數(shù)據(jù)采集處理器為基礎(chǔ)，集成了整車汽車衡稱重儀表功能，車輛在完全駛上稱重平臺的同時，自動完成車輛稱重、車型檢測、數(shù)據(jù)上傳等功能；

2.2 應(yīng)對車輛頻繁沖擊的解決方案

整車稱重臺采用分段設(shè)計，模塊結(jié)構(gòu)，由多個優(yōu)質(zhì)型鋼組成的箱型梁結(jié)構(gòu)的稱重臺板組合而成，全剛度設(shè)計，保證了車輛最大載荷的有效彈性變形，抵抗沖擊、過載，確保了長期碾壓得可靠使用。

傳感器位置合理，搭接處傳感器置中，消除了杠桿效應(yīng)，保證偏載情況下傳感器的均勻受力，增強(qiáng)了設(shè)備的防沖擊能力。

稱體連接采用半月板結(jié)構(gòu)搭接，物理原理自動鎖扣、調(diào)正。傳感器上連接件（壓板、球碗）與稱體牢固焊接。

整車稱重臺每節(jié)稱重臺板都具有良好的拉桿限位裝置，前固式安裝，形成獨(dú)特的防沖擊結(jié)構(gòu)，有效抵抗車輛對稱重臺的沖擊。

2.3 應(yīng)對車輛防滑的解決方案

整車稱重系統(tǒng)的稱重平臺在稱重平臺上車輛左右輪胎碾軋的位置，各焊裝有1米寬的紋飾鋼板，有效防止車輛打滑或因稱重平臺表面結(jié)冰失去控制。

設(shè)備自身的防滑處理。稱重平臺引用成熟的噴砂防滑處理，去除氧化層，保證油漆附著力，采用有針對性的噴砂工藝，增加稱重平臺表面的摩擦力，使表面粗糙度（防滑）等級達(dá)到國標(biāo)2.0級以上，并在噴砂處理的基礎(chǔ)上涂防腐涂料防腐。

設(shè)備安裝施工方面，由于安裝稱重檢測設(shè)備而破損的路面恢復(fù)后，按照收費(fèi)廣場的規(guī)格，打較深的防滑線，起到較好的防滑效果。

2.4 應(yīng)對超長車輛稱量的解決方案

對于前后軸總長超過21米的車輛，采用以下方法進(jìn)行整車稱量，首先保證車輛前面幾軸完全駛?cè)敕Q重平臺后停下，車道計算機(jī)經(jīng)授權(quán)操作后，主動向稱重系統(tǒng)發(fā)送目前稱重指令，稱重系統(tǒng)將當(dāng)前稱重平臺上的車軸數(shù)、總重檢測數(shù)據(jù)發(fā)送給車道計算機(jī)，然后由現(xiàn)場管理人員引導(dǎo)車輛向前行駛，稱過的軸全部駛出稱重平臺后，車道計算機(jī)再次主動向稱重系統(tǒng)發(fā)送目前稱重指令，系統(tǒng)能夠?qū)?dāng)前稱重平臺上車的軸數(shù)、總重檢測數(shù)據(jù)發(fā)送給車道計算機(jī)，依次類推，直至稱重系統(tǒng)上報的數(shù)據(jù)中含有車輛收尾信息，本次稱重數(shù)據(jù)交換結(jié)束，車道計算機(jī)能夠進(jìn)行重量疊加和軸數(shù)疊加，對此車進(jìn)行收費(fèi)。

2.5 方便維護(hù)和清淤的解決方案

由于稱重平臺分段設(shè)計，每段稱重平臺的重量相對不是很重，不必用大型起吊工具，只用千斤頂?shù)葘Ｓ霉ぞ呔湍軐⒎Q重平臺吊起，利用設(shè)備自帶專用傳感器扳手，可方便拆卸傳感器，和清淤，使設(shè)備的安裝和日后的維護(hù)保養(yǎng)十分方便。

稱重平臺基礎(chǔ)兩側(cè)預(yù)留有維修和清淤手孔，可方便人員進(jìn)入對設(shè)備進(jìn)行維護(hù)和清淤。

3 聯(lián)體稱

3.1 聯(lián)體稱主要技術(shù)指標(biāo)

針對收費(fèi)車道特殊的使用環(huán)境，稱重檢測設(shè)備為上翻梁式稱重臺，內(nèi)置高精度剪切梁式稱重傳感器，并采用專利結(jié)構(gòu)設(shè)計，以滿足系統(tǒng)長期可靠運(yùn)行的要求。

型號：DCS-30KⅡ

稱重平臺（寬度）：普通車道3500（mm）

超寬車道4200（mm），可根據(jù)實際情況定做稱重平臺。

稱重檢測設(shè)備長度：1600mm

單軸額定載荷：30t；

最大過載能力：200%；

有效測量的速度范圍為：0～30km/h，允許輪軸停在稱重平臺上；

靜態(tài)精度：○Ⅲ 級

整車總重量動態(tài)準(zhǔn)確度等級：2級，誤差≤±1%

單軸載荷和軸組載荷的準(zhǔn)確度等級：D級

速度測量精度（沒有明顯加減速的前提下）：車速在1～30km/h時，最大誤差±5%。

軸間距測量精度（沒有明顯加減速的情況下）：兩軸：±0.30m。

3.2 系統(tǒng)功能

輸出檢測信息：軸型、胎型、軸距、聯(lián)軸信息、軸重、聯(lián)軸重量、總重、行駛狀態(tài)代碼等； 系統(tǒng)能夠在無人值守狀態(tài)下滿足不間斷全天候連續(xù)工作的需要；

系統(tǒng)在輪軸識別器故障情況下，可自動切換為稱臺識別輪軸程序；

單個車道計重系統(tǒng)的整體MTBF≥20000h；單個車道計重系統(tǒng)的整體故障率＜1%

設(shè)備準(zhǔn)確度穩(wěn)定性：設(shè)備標(biāo)定周期≥1年

系統(tǒng)反應(yīng)時間：≤5ms

系統(tǒng)的計量性能符合國家相關(guān)部門計量器具型式批準(zhǔn)及制造許可規(guī)范要求。

4 可行性分析總結(jié)

4.1 稱量精度

整車汽車衡（或稱靜態(tài)秤、大秤）靜態(tài)稱重精度高，但在動態(tài)稱重時，總重誤差和軸重誤差相對較差。

聯(lián)體秤無論在靜態(tài)稱重、還是在動態(tài)稱重上都具有較高的稱重精度。

4.2 安裝環(huán)境的適應(yīng)性

在山區(qū)較多地區(qū)，公路收費(fèi)站一般依地形而建，收費(fèi)站車道一般都有一定坡度，由于整車汽車衡安裝尺寸較大（長度可達(dá)21米，甚至更長），稱重是在有坡度的設(shè)備上完成的，所以坡度對整車汽車衡的稱重精度影響較大，而聯(lián)體秤的設(shè)備相對較小，能適應(yīng)收費(fèi)站車道坡度的安裝環(huán)境，所以坡度對聯(lián)體秤的稱重精度影響較小。

4.3 防作弊功能

整車汽車衡主要通過寬大的稱重區(qū)域抵消非規(guī)范行駛對稱量的影響，但車輛隊列會對稱重結(jié)果造成一定影響。

聯(lián)體秤采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，結(jié)合聯(lián)體稱固有特性，能實現(xiàn)動態(tài)稱重臺所能實現(xiàn)的所有的防作弊功能，且防跳稱、解決點(diǎn)剎車效果更好，試驗證明，車倆在S型行駛時對稱重沒有任何影響。

4.4 設(shè)備成本、施工周期及施工成本

整車汽車衡不僅設(shè)備成本高、而且土建施工復(fù)雜，施工周期長，一般需20天左右，施工成本也很高。

聯(lián)體秤設(shè)備不僅成本低，而且土建施工簡單，施工周期短，一般需12天左右，施工成本相對較少。

4.5 系統(tǒng)穩(wěn)定性

整車式計重收費(fèi)系統(tǒng)在動態(tài)稱重時G軸、車型容易判錯，且無法處理車輛在車道內(nèi)排隊現(xiàn)象，需人工引導(dǎo)，一車一檢，效率低。

聯(lián)體式計重收費(fèi)系統(tǒng)在動態(tài)稱重時丟軸、丟車率很低，穩(wěn)定性更高，能處理車道內(nèi)排隊現(xiàn)象，測量簡單、快速，無需人為操作即可稱重。

4.6 維護(hù)成本

整車汽車衡的稱重區(qū)域擴(kuò)大導(dǎo)致系統(tǒng)故障點(diǎn)增多，故障率相對較多，特別是整車汽車衡的本身故障率較高，故障維護(hù)時間長，維護(hù)成本高。

聯(lián)體秤導(dǎo)致性能下降的故障點(diǎn)較少，故障率相對較少。維護(hù)時間短，維護(hù)成本低。

綜上所述，通過以上分析可以看出，無論從稱重精度、安裝環(huán)境的適應(yīng)性、防作弊功能、設(shè)備成本、施工工期、施工成本、系統(tǒng)穩(wěn)定性及維護(hù)成本等等方面，聯(lián)體稱無疑是目前計重領(lǐng)域最好的選擇方案。

[1] 趙總社.電子秤在設(shè)計、生產(chǎn)和使用中的應(yīng)用[J].黑龍江科技信息.2017(04)

[2] 鄧忠華，陳浩，余紅梅.高速A/D轉(zhuǎn)換芯片MAX197應(yīng)用[J].電子測量技術(shù).2016(01)

[3] 劉九卿.電子衡器結(jié)構(gòu)的新發(fā)展(接上期)[J].衡器.2016(06)

[4] 劉九卿.電子衡器結(jié)構(gòu)的新發(fā)展[J].衡器.2017(05)