整车式电子汽车衡与联体秤在实际中的应用
2018-02-19郝晨
郝 晨
（唐山市计量测试所 河北 唐山 063000）
1 引言
随着国家经济迅速发展，公路汽车货运行业保有量呈几何数增长，车辆超限超载运输对道路和交通安全危害也是呈几何数增长。根椐相关数据分析：一辆36吨的超载车辆对公路路面损坏程度相当于9600辆1.8吨的小汽车对道路造成的破坏。而且从车辆及驾驶员人身安全角度考虑，车辆超限超载运输处于超负荷状态，就会导致车辆的制动和操作等安全性能迅速下降，极易引发道路交通事故，同时也导致公路缩短路面使用年限。
2 整车汽车衡技术指标、系统特点
2.1 整车称重与动态检测的完美集成
系统以在计重收费系统成熟应用多年的数据采集处理器为基础，集成了整车汽车衡称重仪表功能，车辆在完全驶上称重平台的同时，自动完成车辆称重、车型检测、数据上传等功能；
2.2 应对车辆频繁冲击的解决方案
整车称重台采用分段设计，模块结构，由多个优质型钢组成的箱型梁结构的称重台板组合而成，全刚度设计，保证了车辆最大载荷的有效弹性变形，抵抗冲击、过载，确保了长期碾压得可靠使用。
传感器位置合理，搭接处传感器置中，消除了杠杆效应，保证偏载情况下传感器的均匀受力，增强了设备的防冲击能力。
称体连接采用半月板结构搭接，物理原理自动锁扣、调正。传感器上连接件（压板、球碗）与称体牢固焊接。
整车称重台每节称重台板都具有良好的拉杆限位装置，前固式安装，形成独特的防冲击结构，有效抵抗车辆对称重台的冲击。
2.3 应对车辆防滑的解决方案
整车称重系统的称重平台在称重平台上车辆左右轮胎碾轧的位置，各焊装有1米宽的纹饰钢板，有效防止车辆打滑或因称重平台表面结冰失去控制。
设备自身的防滑处理。称重平台引用成熟的喷砂防滑处理，去除氧化层，保证油漆附着力，采用有针对性的喷砂工艺，增加称重平台表面的摩擦力，使表面粗糙度（防滑）等级达到国标2.0级以上，并在喷砂处理的基础上涂防腐涂料防腐。
设备安装施工方面，由于安装称重检测设备而破损的路面恢复后，按照收费广场的规格，打较深的防滑线，起到较好的防滑效果。
2.4 应对超长车辆称量的解决方案
对于前后轴总长超过21米的车辆，采用以下方法进行整车称量，首先保证车辆前面几轴完全驶入称重平台后停下，车道计算机经授权操作后，主动向称重系统发送目前称重指令，称重系统将当前称重平台上的车轴数、总重检测数据发送给车道计算机，然后由现场管理人员引导车辆向前行驶，称过的轴全部驶出称重平台后，车道计算机再次主动向称重系统发送目前称重指令，系统能够将当前称重平台上车的轴数、总重检测数据发送给车道计算机，依次类推，直至称重系统上报的数据中含有车辆收尾信息，本次称重数据交换结束，车道计算机能够进行重量叠加和轴数叠加，对此车进行收费。
2.5 方便维护和清淤的解决方案
由于称重平台分段设计，每段称重平台的重量相对不是很重，不必用大型起吊工具，只用千斤顶等专用工具就能将称重平台吊起，利用设备自带专用传感器扳手，可方便拆卸传感器，和清淤，使设备的安装和日后的维护保养十分方便。
称重平台基础两侧预留有维修和清淤手孔，可方便人员进入对设备进行维护和清淤。
3 联体称
3.1 联体称主要技术指标
针对收费车道特殊的使用环境，称重检测设备为上翻梁式称重台，内置高精度剪切梁式称重传感器，并采用专利结构设计，以满足系统长期可靠运行的要求。
型号：DCS-30KⅡ
称重平台（宽度）：普通车道3500（mm）
超宽车道4200（mm），可根据实际情况定做称重平台。
称重检测设备长度：1600mm
单轴额定载荷：30t；
最大过载能力：200%；
有效测量的速度范围为：0～30km/h，允许轮轴停在称重平台上；
静态精度：○Ⅲ 级
整车总重量动态准确度等级：2级，误差≤±1%
单轴载荷和轴组载荷的准确度等级：D级
速度测量精度（没有明显加减速的前提下）：车速在1～30km/h时，最大误差±5%。
轴间距测量精度（没有明显加减速的情况下）：两轴：±0.30m。
3.2 系统功能
输出检测信息：轴型、胎型、轴距、联轴信息、轴重、联轴重量、总重、行驶状态代码等； 系统能够在无人值守状态下满足不间断全天候连续工作的需要；
系统在轮轴识别器故障情况下，可自动切换为称台识别轮轴程序；
单个车道计重系统的整体MTBF≥20000h；单个车道计重系统的整体故障率＜1%
设备准确度稳定性：设备标定周期≥1年
系统反应时间：≤5ms
系统的计量性能符合国家相关部门计量器具型式批准及制造许可规范要求。
4 可行性分析总结
4.1 称量精度
整车汽车衡（或称静态秤、大秤）静态称重精度高，但在动态称重时，总重误差和轴重误差相对较差。
联体秤无论在静态称重、还是在动态称重上都具有较高的称重精度。
4.2 安装环境的适应性
在山区较多地区，公路收费站一般依地形而建，收费站车道一般都有一定坡度，由于整车汽车衡安装尺寸较大（长度可达21米，甚至更长），称重是在有坡度的设备上完成的，所以坡度对整车汽车衡的称重精度影响较大，而联体秤的设备相对较小，能适应收费站车道坡度的安装环境，所以坡度对联体秤的称重精度影响较小。
4.3 防作弊功能
整车汽车衡主要通过宽大的称重区域抵消非规范行驶对称量的影响，但车辆队列会对称重结果造成一定影响。
联体秤采用神经网络算法，结合联体称固有特性，能实现动态称重台所能实现的所有的防作弊功能，且防跳称、解决点刹车效果更好，试验证明，车俩在S型行驶时对称重没有任何影响。
4.4 设备成本、施工周期及施工成本
整车汽车衡不仅设备成本高、而且土建施工复杂，施工周期长，一般需20天左右，施工成本也很高。
联体秤设备不仅成本低，而且土建施工简单，施工周期短，一般需12天左右，施工成本相对较少。
4.5 系统稳定性
整车式计重收费系统在动态称重时G轴、车型容易判错，且无法处理车辆在车道内排队现象，需人工引导，一车一检，效率低。
联体式计重收费系统在动态称重时丢轴、丢车率很低，稳定性更高，能处理车道内排队现象，测量简单、快速，无需人为操作即可称重。
4.6 维护成本
整车汽车衡的称重区域扩大导致系统故障点增多，故障率相对较多，特别是整车汽车衡的本身故障率较高，故障维护时间长，维护成本高。
联体秤导致性能下降的故障点较少，故障率相对较少。维护时间短，维护成本低。
综上所述，通过以上分析可以看出，无论从称重精度、安装环境的适应性、防作弊功能、设备成本、施工工期、施工成本、系统稳定性及维护成本等等方面，联体称无疑是目前计重领域最好的选择方案。
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