整車式公路地磅稱重設(shè)備選型、使用、安裝淺見(jiàn)

本文主要以整車式公路稱重設(shè)備實(shí)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(jì)量需求的功能，而推廣應(yīng)用到高速公路計(jì)重收費(fèi)、超限檢測(cè)等領(lǐng)域中

一、概述

近年來(lái)，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(fèi)爭(zhēng)議少的特點(diǎn)，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(jì)重收費(fèi)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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)象，也有對(duì)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)理解不透徹的問(wèn)題。有些問(wèn)題給整車式公路稱重設(shè)備的正常使用帶來(lái)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(shí)際的誤區(qū)，發(fā)表一些筆者的看法，希望能夠起到一個(gè)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(diǎn)推動(dòng)作用。

二、整車式公路稱重設(shè)備國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

整車式公路稱重設(shè)備實(shí)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(jì)量需求的功能而推廣應(yīng)用到高速公路計(jì)重收費(fèi)、超限檢測(cè)等領(lǐng)域中。因此，其生產(chǎn)許可證的考核、驗(yàn)收，生產(chǎn)、制造以及計(jì)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(dòng)態(tài)公路車輛自動(dòng)衡器》。

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

GB/T 21296-2007 《動(dòng)態(tài)公路自動(dòng)衡器》 采用了國(guó)際法制計(jì)量組織的國(guó)際建議 OIMLR134-1: 2005《動(dòng)態(tài)公路車輛自動(dòng)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(jì)量性能要求等同采用了國(guó)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(shí)要求：額定稱量：≥120t （或 150t 有些甚至更大）準(zhǔn)確度等級(jí)：靜態(tài)Ⅲ級(jí)，動(dòng)態(tài)：1 級(jí) 稱量誤差≤±1% （有些甚至±0.5%）這樣的參數(shù)不熟悉國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的話，很難看出問(wèn)題，但看了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)后，就會(huì)覺(jué)得與標(biāo)準(zhǔn)相差甚遠(yuǎn)。GB/T21296-2007 《動(dòng)態(tài)公路自動(dòng)衡器》 標(biāo)準(zhǔn)第 5.1.5 條規(guī)定：準(zhǔn)確度等級(jí)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(jí)為 1 級(jí)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(jí)秤的最大稱量范圍不能超過(guò) 100 t。所以 100 噸以上的 1 級(jí)秤是不存在的，各級(jí)計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)均無(wú)法鑒定。而 2 級(jí)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(jì)重收費(fèi)的要求，200kg 的分度值用戶又無(wú)法接受。

因此，筆者認(rèn)為：業(yè)主在選定稱量范圍時(shí)，一定要熟悉國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。若選用動(dòng)態(tài) 1 級(jí)秤，其最大稱量不得超過(guò) 100 t，否則就應(yīng)選擇靜態(tài)秤或動(dòng)態(tài) 2 級(jí)秤。再說(shuō)，經(jīng)過(guò)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(gè)別超重車輛，每個(gè)收費(fèi)站可以安裝 1 臺(tái)大稱量范圍靜態(tài)秤，這樣就萬(wàn)無(wú)一失了。

四、允許通過(guò)車輛的最大軸載

有些業(yè)主招標(biāo)時(shí)提出：允許通過(guò)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(duì)于允許通過(guò)車輛的最大軸 （或軸組） 載荷，標(biāo)準(zhǔn)中沒(méi)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(duì)承載器相對(duì)變形有如下規(guī)定：

從標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定可以看出，對(duì)于 100 t 的秤，在其中間 2.5m 范圍內(nèi)加載 40 t，秤體相對(duì)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(shí)，充分考慮了車輛的軸 （或軸組） 載荷，制定出了一個(gè)切合實(shí)際的檢測(cè)方法，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定高于實(shí)際使用要求。從各級(jí)計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)多年的檢測(cè)結(jié)果看，按照這個(gè)要求生產(chǎn)的秤體完全滿足使用實(shí)際要求。任何一個(gè)生產(chǎn)廠家要取得生產(chǎn)許可證，都要接受國(guó)家權(quán)威檢測(cè)機(jī)構(gòu)的該項(xiàng)檢測(cè)。所以，對(duì)秤體允許通過(guò)車輛的軸載要求應(yīng)參考標(biāo)準(zhǔn)的該項(xiàng)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(méi)有權(quán)威機(jī)構(gòu)的測(cè)試，也找不到有關(guān)的測(cè)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(jì)量檢定所遵循的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)是 GB/T 7723-2008 《固定式電子衡器》、GB/Ｔ 21296-2007 《動(dòng)態(tài)公路自動(dòng)衡器》，國(guó)際上也沒(méi)有更先進(jìn)的標(biāo)準(zhǔn)。而這兩個(gè)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(shuō)稱量時(shí)，秤臺(tái)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(guó)內(nèi)各省用戶對(duì)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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，采取一車一秤的稱量模式，也有一些省份沒(méi)有執(zhí)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，采取連續(xù)跟車的稱重模式。

國(guó)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(wèn)題未得到解決。連續(xù)跟車情況下，秤臺(tái)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(shí)儀表上顯示的重量值，并不是計(jì)重收費(fèi)所需要的重量值。儀表需要根據(jù)輪軸檢測(cè)器、車輛分離器等設(shè)備檢測(cè)到的信息，進(jìn)行重量識(shí)別、計(jì)算、篩選，從而確定收費(fèi)車輛的重量。近年來(lái)，雖然隨著計(jì)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(huì)出現(xiàn)計(jì)算錯(cuò)誤。這也正是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)不支持連續(xù)跟車稱重的根源。

國(guó)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(guò)程中，絕大多數(shù)情況下可以準(zhǔn)確計(jì)量，但在某些極端特殊情況下，會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤，這種錯(cuò)誤帶有共性、普遍性，各廠家制造的設(shè)備都會(huì)出現(xiàn)。待到這些問(wèn)題都得到解決之時(shí)，國(guó)家也許會(huì)出臺(tái)相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)加以規(guī)范。

生產(chǎn)廠家按照國(guó)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(jí)法定計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)量檢定，沒(méi)有過(guò)錯(cuò)。然而用戶卻反映設(shè)備運(yùn)行中有時(shí)會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤，造成這種現(xiàn)狀的主要原因是沒(méi)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(guò)程中嚴(yán)格遵守國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

2.一車一秤稱量時(shí)的通行效率

2015 年 11 月在杭州召開(kāi)的 2015 全國(guó)計(jì)重收費(fèi)與設(shè)備管理研討會(huì)上，陜西省高速公路收費(fèi)管理中心副主任王軍做了 《陜西省高速公路計(jì)重收費(fèi)中的應(yīng)用與實(shí)踐》 的論文交流，文中講，陜西省高速公路收費(fèi)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(duì)測(cè)試，測(cè)試結(jié)果，一車一秤稱量時(shí)車輛通關(guān)用時(shí)，平均每輛車僅多用 1 秒時(shí)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(guò)程中，收費(fèi)亭、稱重車輛與等待車輛的相對(duì)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(shí)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(diǎn)：

優(yōu)點(diǎn)：通常收費(fèi)站在車道收費(fèi)亭附近會(huì)有通信電纜、電源線等，可能還會(huì)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(diǎn)：前置布局時(shí)，若采用一車一秤稱量模式時(shí)，會(huì)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(diǎn)：

優(yōu)點(diǎn)：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(diǎn)：當(dāng)收費(fèi)亭下方有安全通道、通信電纜時(shí)，增加施工難度。

對(duì)于整車式公路稱重設(shè)備，筆者認(rèn)為采取跨費(fèi)亭安裝方式較好。原因有三：一是車輛交費(fèi)時(shí)，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(shí)現(xiàn)動(dòng)、靜結(jié)合的稱量方式，當(dāng)動(dòng)態(tài)稱重出現(xiàn)誤差時(shí)，可以靜態(tài)稱重進(jìn)行復(fù)秤；三是在一車一秤稱量時(shí)能有效提高通行效率；當(dāng)前一輛車停在秤臺(tái)上稱重時(shí)，等候稱重的車輛離收費(fèi)亭距離較近，從而縮短兩車?yán)U費(fèi)之間的時(shí)間間隔。

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

采取秤體水平安裝，兩端調(diào)整坡度時(shí)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(shí)，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(huì)發(fā)生偏移，車輛軸重會(huì)發(fā)生變化。另外，車輪經(jīng)過(guò)調(diào)坡段的拐點(diǎn)時(shí)車輛會(huì)產(chǎn)生顛簸，也會(huì)影響稱重。

若采取順坡安裝時(shí)，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(shí)車輛重心至前后車輪的水平距離不會(huì)發(fā)生變化，車輛也不會(huì)產(chǎn)生顛簸，所以更容易稱準(zhǔn)。筆者通過(guò)幾年的公路衡器檢定工作，也見(jiàn)證了這一事實(shí)。

順坡安裝 （特別是坡度較大時(shí)） 的最大缺點(diǎn)是，對(duì)秤體的限位裝置要求較高。當(dāng)限位裝置設(shè)計(jì)有缺陷時(shí)，運(yùn)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(duì)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(wèn)題整改起來(lái)很困難，往往要對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行返工。

如何設(shè)計(jì)制造出可靠、有效的限位裝置，成為能否實(shí)現(xiàn)順坡安裝的關(guān)鍵。設(shè)計(jì)一套切實(shí)可行的限位裝置，對(duì)有經(jīng)驗(yàn)的機(jī)械工程師來(lái)說(shuō)不是太難的問(wèn)題。一些在公路計(jì)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(wèn)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(shí)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(zhǎng)，可有效提高車輛上秤時(shí)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(duì)整車式公路稱重設(shè)備的檢測(cè)、分析、研究的一點(diǎn)體會(huì)，愿與大家進(jìn)行交流，不妥之處歡迎批評(píng)指正。