整車式公路地磅稱重設(shè)備選型、使用、安裝淺見

本文主要以整車式公路稱重設(shè)備實際上是把固定式地磅根據(jù)高速公路的要求，增加了一些滿足高速公路計量需求的功能，而推廣應(yīng)用到高速公路計重收費、超限檢測等領(lǐng)域中

一、概述

近年來，整車式公路稱重設(shè)備因稱量精度高、防作弊能力強(qiáng)、收費爭議少的特點，已經(jīng)得到了廣泛認(rèn)同，因此，整車式公路稱重設(shè)備已成為公路計重收費的主流設(shè)備。但在整車式公路稱重設(shè)備的使用、安裝中，存在著一些不規(guī)范、不符合國家標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)象，也有對國家標(biāo)準(zhǔn)理解不透徹的問題。有些問題給整車式公路稱重設(shè)備的正常使用帶來了一些負(fù)面影響，阻礙了整車式稱重技術(shù)的發(fā)展。本文想就整車式公路稱重設(shè)備在使用、安裝中的一些不切合實際的誤區(qū)，發(fā)表一些筆者的看法，希望能夠起到一個拋磚引玉的作用，能夠?qū)Ω玫耐茝V、使用整車式公路稱重設(shè)備起到一點推動作用。

二、整車式公路稱重設(shè)備國家標(biāo)準(zhǔn)

整車式公路稱重設(shè)備實際上是把固定式地磅根據(jù)高速公路的要求，增加了一些滿足高速公路計量需求的功能而推廣應(yīng)用到高速公路計重收費、超限檢測等領(lǐng)域中。因此，其生產(chǎn)許可證的考核、驗收，生產(chǎn)、制造以及計量檢定都是依據(jù)固定式地磅的主標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的。目前，現(xiàn)行的主標(biāo)準(zhǔn)有 GB/T 7723-2008 《固定式電子衡器》、GB/T 20296-2007 《動態(tài)公路車輛自動衡器》。

GB/T 7723-2008 《固定式電子衡器》 是依據(jù)國際法制計量組織國際建議 OIMLR76 《非自動衡器》（2006E） 對 GB/T 7723-2002 《固定式電子秤》 進(jìn)行修訂的，其采用國際建議 OIMLR76，旨在提高我國固定式電子衡器產(chǎn)品的質(zhì)量和技術(shù)水平，使之與國際同類產(chǎn)品接軌。

GB/T 21296-2007 《動態(tài)公路自動衡器》 采用了國際法制計量組織的國際建議 OIMLR134-1: 2005《動態(tài)公路車輛自動衡器》，技術(shù)內(nèi)容與 OIMLR134-1:2005 的內(nèi)容保持一致，標(biāo)準(zhǔn)的計量性能要求等同采用了國際建議的內(nèi)容。

三、關(guān)于整車式公路稱重設(shè)備的額定稱量范圍與精度

目前許多業(yè)主招標(biāo)時要求：額定稱量：≥120t （或 150t 有些甚至更大）準(zhǔn)確度等級：靜態(tài)Ⅲ級，動態(tài)：1 級 稱量誤差≤±1% （有些甚至±0.5%）這樣的參數(shù)不熟悉國家標(biāo)準(zhǔn)的話，很難看出問題，但看了國家標(biāo)準(zhǔn)后，就會覺得與標(biāo)準(zhǔn)相差甚遠(yuǎn)。GB/T21296-2007 《動態(tài)公路自動衡器》 標(biāo)準(zhǔn)第 5.1.5 條規(guī)定：準(zhǔn)確度等級與分度值、最大分度數(shù)、最小分度數(shù) （摘自 GB/T21296-2007）

準(zhǔn)確度等級為 1 級的秤，分度值 5≤d≤20，最小分度數(shù)為 500，最大分度數(shù)為 5000，因此 1 級秤的最大稱量范圍不能超過 100 t。所以 100 噸以上的 1 級秤是不存在的，各級計量技術(shù)機(jī)構(gòu)均無法鑒定。而 2 級秤的分度值 50≤d≤200，最大分度數(shù)為 1000，最大稱量范圍可到 200 t，但精度又太低，不能滿足計重收費的要求，200kg 的分度值用戶又無法接受。

因此，筆者認(rèn)為：業(yè)主在選定稱量范圍時，一定要熟悉國家標(biāo)準(zhǔn)。若選用動態(tài) 1 級秤，其最大稱量不得超過 100 t，否則就應(yīng)選擇靜態(tài)秤或動態(tài) 2 級秤。再說，經(jīng)過多年的超限治理，公路車輛超載現(xiàn)象已經(jīng)得到了有效遏制，100 t 稱量范圍可以滿足使用。為防止個別超重車輛，每個收費站可以安裝 1 臺大稱量范圍靜態(tài)秤，這樣就萬無一失了。

四、允許通過車輛的最大軸載

有些業(yè)主招標(biāo)時提出：允許通過車輛的最大軸（或軸組） 載荷 70 t 或者 75 t，生產(chǎn)廠家為了拿到合同，也紛紛響應(yīng)。

對于允許通過車輛的最大軸 （或軸組） 載荷，標(biāo)準(zhǔn)中沒有明確規(guī)定。但在 GB/T 7723-2008 《固定式電子衡器》 標(biāo)準(zhǔn) 6.1.1 條，對承載器相對變形有如下規(guī)定：

從標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定可以看出，對于 100 t 的秤，在其中間 2.5m 范圍內(nèi)加載 40 t，秤體相對變形量不得大于跨度的 1/800 （此規(guī)定與橋式起重機(jī)大梁剛性規(guī)定一致）。筆者認(rèn)為，標(biāo)準(zhǔn)制定時，充分考慮了車輛的軸 （或軸組） 載荷，制定出了一個切合實際的檢測方法，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定高于實際使用要求。從各級計量技術(shù)機(jī)構(gòu)多年的檢測結(jié)果看，按照這個要求生產(chǎn)的秤體完全滿足使用實際要求。任何一個生產(chǎn)廠家要取得生產(chǎn)許可證，都要接受國家權(quán)威檢測機(jī)構(gòu)的該項檢測。所以，對秤體允許通過車輛的軸載要求應(yīng)參考標(biāo)準(zhǔn)的該項規(guī)定。這樣的要求有標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)，有追溯源頭。而僅憑自己的想象以及廠家的承諾，是不嚴(yán)肅的。沒有權(quán)威機(jī)構(gòu)的測試，也找不到有關(guān)的測試方法，要求與承諾均只能是空話。

五、地磅使用

1.建議采取一車一秤的稱量方式

現(xiàn)在整車式公路稱重設(shè)備的生產(chǎn)許可證審批、生產(chǎn)制造，計量檢定所遵循的國家標(biāo)準(zhǔn)是 GB/T 7723-2008 《固定式電子衡器》、GB/Ｔ 21296-2007 《動態(tài)公路自動衡器》，國際上也沒有更先進(jìn)的標(biāo)準(zhǔn)。而這兩個標(biāo)準(zhǔn)均是建立在“一車一秤”的稱量模式上而制定的，也就是說稱量時，秤臺上只能有一輛車，標(biāo)準(zhǔn)不支持“連續(xù)跟車”的稱量模式。

國內(nèi)各省用戶對整車式公路稱重設(shè)備的使用要求也不盡相同，陜西、河北等省份執(zhí)行國家標(biāo)準(zhǔn)，采取一車一秤的稱量模式，也有一些省份沒有執(zhí)行國家標(biāo)準(zhǔn)，采取連續(xù)跟車的稱重模式。

國家標(biāo)準(zhǔn)之所以不支持連續(xù)跟車的稱重模式，原因在于連續(xù)跟車稱重是一門尚待研究的前沿技術(shù)，尚有許多問題未得到解決。連續(xù)跟車情況下，秤臺上的重量不是一輛車的重量，而是一輛車的重量加另外一輛 （或幾輛車） 的部分重量，此時儀表上顯示的重量值，并不是計重收費所需要的重量值。儀表需要根據(jù)輪軸檢測器、車輛分離器等設(shè)備檢測到的信息，進(jìn)行重量識別、計算、篩選，從而確定收費車輛的重量。近年來，雖然隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，各種難題被不斷突破，連續(xù)跟車稱重技術(shù)有了很大提高。但連續(xù)跟車情況復(fù)雜，在一些極端特殊情況下，仍然會出現(xiàn)計算錯誤。這也正是國家標(biāo)準(zhǔn)不支持連續(xù)跟車稱重的根源。

國內(nèi)目前技術(shù)比較先進(jìn)的生產(chǎn)廠家的設(shè)備，在使用過程中，絕大多數(shù)情況下可以準(zhǔn)確計量，但在某些極端特殊情況下，會出現(xiàn)錯誤，這種錯誤帶有共性、普遍性，各廠家制造的設(shè)備都會出現(xiàn)。待到這些問題都得到解決之時，國家也許會出臺相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)加以規(guī)范。

生產(chǎn)廠家按照國家標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)制造產(chǎn)品，符合有關(guān)法律法規(guī)，各級法定計量技術(shù)機(jī)構(gòu)按照國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計量檢定，沒有過錯。然而用戶卻反映設(shè)備運行中有時會出現(xiàn)錯誤，造成這種現(xiàn)狀的主要原因是沒有按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定使用設(shè)備。因此我們建議各用戶在使用過程中嚴(yán)格遵守國家標(biāo)準(zhǔn)。

2.一車一秤稱量時的通行效率

2015 年 11 月在杭州召開的 2015 全國計重收費與設(shè)備管理研討會上，陜西省高速公路收費管理中心副主任王軍做了 《陜西省高速公路計重收費中的應(yīng)用與實踐》 的論文交流，文中講，陜西省高速公路收費管理中心用 200 輛貨車做連續(xù)跟車稱重與一車一秤稱重通行效率比對測試，測試結(jié)果，一車一秤稱量時車輛通關(guān)用時，平均每輛車僅多用 1 秒時間，因此陜西省始終執(zhí)行一車一秤的稱量模式。

圖 1 是在一車一秤的稱量模式下，稱重過程中，收費亭、稱重車輛與等待車輛的相對位置示意圖，一車一秤稱量與連續(xù)跟車稱量的通行效率區(qū)別，主要取決于圖 1 中兩車的間隔距離。若合理布置秤體位置，可以使該距離縮小，甚至接近連續(xù)跟車稱量時前后兩車之間的距離，有效提高通行效率。

六、地磅安裝

1.秤體在車道的布局方式

秤體在車道的布局方式有前置布局 （如圖 2所示） 與跨亭布局 （如圖 3 所示） 兩種方式。

前置式布局的優(yōu)缺點：

優(yōu)點：通常收費站在車道收費亭附近會有通信電纜、電源線等，可能還會有地下安全通道，前置式布局可以有效進(jìn)行避讓，從而減少施工難度；

缺點：前置布局時，若采用一車一秤稱量模式時，會大大影響通行效率。因此這種布局只適合連續(xù)跟車稱重模式。

跨亭布局的優(yōu)缺點：

優(yōu)點：既適合一車一秤的稱量模式，又適合連續(xù)跟車的稱量模式，可以在兩種稱量模式中隨意轉(zhuǎn)換；

缺點：當(dāng)收費亭下方有安全通道、通信電纜時，增加施工難度。

對于整車式公路稱重設(shè)備，筆者認(rèn)為采取跨費亭安裝方式較好。原因有三：一是車輛交費時，仍然停在秤上，能獲得很高的稱量精度；二是這種安裝方式可以實現(xiàn)動、靜結(jié)合的稱量方式，當(dāng)動態(tài)稱重出現(xiàn)誤差時，可以靜態(tài)稱重進(jìn)行復(fù)秤；三是在一車一秤稱量時能有效提高通行效率；當(dāng)前一輛車停在秤臺上稱重時，等候稱重的車輛離收費亭距離較近，從而縮短兩車?yán)U費之間的時間間隔。

2.關(guān)于坡道安裝問題目前，許多公司在秤體安裝時，采用順坡安裝的方式，這種安裝方式可以在收費站存在坡度時，減少施工量、最大限度保護(hù)收費站環(huán)境。然而順坡安裝時稱量精度是否能保證呢？這是大家很關(guān)心的問題。

采取秤體水平安裝，兩端調(diào)整坡度時的情況如圖 4 所示。

從圖 4 中我們不難看出，圖中的車輛上秤時，由于前后輪不在同一平面內(nèi)，所以車輛的重心至車輪的水平距離會發(fā)生偏移，車輛軸重會發(fā)生變化。另外，車輪經(jīng)過調(diào)坡段的拐點時車輛會產(chǎn)生顛簸，也會影響稱重。

若采取順坡安裝時，則如圖 5 所示。盡管秤體和路面均存在坡度，但它們都處于同一平面內(nèi)，因此車輛上秤、下秤時車輛重心至前后車輪的水平距離不會發(fā)生變化，車輛也不會產(chǎn)生顛簸，所以更容易稱準(zhǔn)。筆者通過幾年的公路衡器檢定工作，也見證了這一事實。

順坡安裝 （特別是坡度較大時） 的最大缺點是，對秤體的限位裝置要求較高。當(dāng)限位裝置設(shè)計有缺陷時，運行中限位裝置容易失效，造成秤體發(fā)生位移、秤體與傳感器相對位置發(fā)生變化、秤體與基礎(chǔ)發(fā)生干涉等等，從而造成稱量誤差。一旦出現(xiàn)這種問題整改起來很困難，往往要對基礎(chǔ)進(jìn)行返工。

如何設(shè)計制造出可靠、有效的限位裝置，成為能否實現(xiàn)順坡安裝的關(guān)鍵。設(shè)計一套切實可行的限位裝置，對有經(jīng)驗的機(jī)械工程師來說不是太難的問題。一些在公路計重方面經(jīng)常參與施工的衡器公司就較好的解決了這一問題。

檢定規(guī)程在安裝部分首先強(qiáng)調(diào)“不限制新技術(shù)的發(fā)展”。細(xì)讀檢定規(guī)程，可以品味出檢定規(guī)程還是在強(qiáng)調(diào)車輛上秤時的平穩(wěn)性，因此要求兩端引道不少于 3m，甚至到 8m，并把引道也規(guī)定為稱量區(qū)。若采取順坡安裝，則稱量區(qū)就大大加長，可有效提高車輛上秤時的平穩(wěn)性，更有利于提高量精度。

以上是小編在多年的公路地磅檢定中，對整車式公路稱重設(shè)備的檢測、分析、研究的一點體會，愿與大家進(jìn)行交流，不妥之處歡迎批評指正。