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(jì)重設(shè)備使用類型比較

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高速公路作為我國(guó)道路交通體系的一部分，其對(duì)于經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人們出行具有積極作用。高速公路在設(shè)計(jì)之初對(duì)于承載重量有一定限制，但載貨汽車在運(yùn)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(wú)法保障運(yùn)輸安全。故要應(yīng)用計(jì)重設(shè)備，有效遏制超載超限現(xiàn)象，促進(jìn)公路運(yùn)輸保持良好的運(yùn)行狀態(tài)。文章對(duì)承臺(tái)軸重、彎板計(jì)重等高速公路計(jì)重設(shè)備進(jìn)行比較和分析，了解設(shè)備優(yōu)缺點(diǎn)，并對(duì)高速公路計(jì)重設(shè)備的選擇進(jìn)行探討，以期為我國(guó)交通運(yùn)輸業(yè)發(fā)展提供更多參考。

高速公路；計(jì)重設(shè)備；類型比較

前言

近年來(lái)，隨著高速計(jì)重全面推進(jìn)，各省高速通車?yán)锍田@著增加，計(jì)重設(shè)備也呈現(xiàn)多元趨勢(shì)，應(yīng)用不同結(jié)構(gòu)、原理的計(jì)重設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)載重的準(zhǔn)確計(jì)量。但各種不同計(jì)重設(shè)備結(jié)構(gòu)有所差別，決定了各種設(shè)備的優(yōu)缺點(diǎn)，加強(qiáng)對(duì)高速公路計(jì)重設(shè)備使用類型進(jìn)行比較，能夠進(jìn)一步把握計(jì)重設(shè)備特點(diǎn)，合理選擇設(shè)備，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確計(jì)重目標(biāo)。

1、高速公路計(jì)重設(shè)備系統(tǒng)分類

隨著高速公路運(yùn)輸體系發(fā)展，計(jì)重設(shè)備在其中的應(yīng)用得到了長(zhǎng)足發(fā)展。目前，高速公路計(jì)重設(shè)備主要分為靜態(tài)與動(dòng)態(tài)兩類，其中前者主要是利用應(yīng)變電測(cè)原理，在稱重傳感器上粘貼應(yīng)變計(jì)，構(gòu)成惠斯頓電橋。在使用時(shí)，如果沒有車輛經(jīng)過，處于零負(fù)載時(shí)，電橋處于平衡狀態(tài)，輸出為0。反之，當(dāng)車輛經(jīng)過時(shí)，應(yīng)變計(jì)受到壓力，也會(huì)隨之產(chǎn)生于荷載相對(duì)應(yīng)的應(yīng)變，輸出的電壓能夠測(cè)量出載荷的大小，在顯示器上顯示出來(lái)。將多個(gè)稱重傳感器設(shè)置在稱臺(tái)下，多個(gè)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(dāng)車輛到達(dá)稱臺(tái)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)將電信號(hào)進(jìn)行數(shù)字濾波、線性放大等處理，顯示出稱重?cái)?shù)值。

后者是車輛行駛到稱臺(tái)進(jìn)行計(jì)重，車輛分離器被遮擋，系統(tǒng)能夠感知到車輛并進(jìn)行計(jì)重。車軸通過時(shí)，系統(tǒng)能夠分析出車輛的軸數(shù)與方向。系統(tǒng)計(jì)算完成后，能夠?qū)⒎Q重信息上傳到收費(fèi)計(jì)算上。

2、高速公路計(jì)重設(shè)備類型比較

對(duì)于現(xiàn)有計(jì)重設(shè)備來(lái)看，不同類型，對(duì)應(yīng)的優(yōu)缺點(diǎn)也有所差別，如若缺少對(duì)計(jì)重設(shè)備特點(diǎn)的把握，勢(shì)必會(huì)影響其實(shí)際應(yīng)用效果。本文主要對(duì)稱臺(tái)稱重、彎板計(jì)重、石英晶震計(jì)重等計(jì)重設(shè)備進(jìn)行比較，進(jìn)一步了解高速公路計(jì)重設(shè)備。

1.1 稱臺(tái)軸重

目前，市場(chǎng)上此類計(jì)重設(shè)備，主要是U型梁結(jié)構(gòu)、超寬車道型鋼結(jié)構(gòu)，各廠家生產(chǎn)的承臺(tái)軸重式計(jì)重設(shè)備建立在雙壓電傳感器基礎(chǔ)之上，其運(yùn)行原理為，每軸進(jìn)行靜態(tài)稱重，逐段計(jì)重，然后進(jìn)行軸重統(tǒng)計(jì)后進(jìn)行計(jì)算。對(duì)于硬件結(jié)構(gòu)差別不大的情況，設(shè)備重復(fù)性、準(zhǔn)確性能夠基本保持穩(wěn)定。該類計(jì)重設(shè)備能夠良好運(yùn)行的關(guān)鍵在于其內(nèi)部軟件、特殊技術(shù)的控制，才能夠達(dá)到預(yù)期的要求[1]。另外，軟件是此類設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)，如針對(duì)恒科企業(yè)采用的彎道稱臺(tái)斜拉設(shè)計(jì)是當(dāng)前較為先進(jìn)的技術(shù)，生產(chǎn)出來(lái)的計(jì)重設(shè)備精確度較高，且具有相對(duì)可觀的穩(wěn)定性，誤差符合計(jì)重要求。在具體應(yīng)用中，設(shè)備優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在基礎(chǔ)較為牢固、且計(jì)量不會(huì)因路面破裂而出現(xiàn)偏差，技術(shù)相對(duì)成熟，能夠?yàn)閷?shí)踐工作提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。但該設(shè)備自身也存在一些缺陷，如開挖量較大、且維護(hù)難度較高，加上計(jì)重設(shè)備原理為靜態(tài)式，在高速段計(jì)量不夠穩(wěn)定。承臺(tái)承重是一種傳統(tǒng)計(jì)重設(shè)備，其對(duì)于車輛不規(guī)則形式行為計(jì)重誤差較大，因此在選擇時(shí)，要以實(shí)際需求為主，以保障計(jì)重準(zhǔn)確度。就后期維護(hù)來(lái)看，承臺(tái)承重設(shè)備以機(jī)械運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)為主，抗沖擊力較差，在投入一段時(shí)間后，極易出現(xiàn)稱臺(tái)變形問題，且在使用時(shí)，務(wù)必要保持稱臺(tái)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(duì)于超載超限車輛的控制效果不盡人意。

1.2 彎板計(jì)重

彎板類計(jì)重設(shè)備，主要是借助內(nèi)部密集的應(yīng)變片貼片，結(jié)合壓電脈沖方式進(jìn)行重量計(jì)算。從設(shè)備設(shè)計(jì)之初來(lái)看，主要是為了維護(hù)和避免跳稱而設(shè)計(jì)，不需要后期維護(hù)。為了滿足不同需求，彎板有大有小，前者鋪設(shè)面積較大，后者能夠連續(xù)鋪設(shè)，以此來(lái)避免跳稱。在應(yīng)用中，該設(shè)備計(jì)算結(jié)果較為準(zhǔn)確，且能夠有效避免跳稱問題，不需要投入更多時(shí)間和精力進(jìn)行維護(hù)。設(shè)備缺陷表現(xiàn)在對(duì)傳感器要求較高，一旦遇到路面破損情況，計(jì)算出來(lái)的結(jié)果會(huì)存在較大的偏差，影響計(jì)量精度。

1.3 石英晶震計(jì)重

運(yùn)用進(jìn)口石英晶體式傳感器，與上一計(jì)重方式相似，與晶體壓電脈沖相結(jié)合進(jìn)行運(yùn)算。由于設(shè)計(jì)過程中，材質(zhì)填充較為充分，能夠避免其他因素的干擾，使得壓電脈動(dòng)準(zhǔn)確性符合要求，相較于前者具有更強(qiáng)的可靠性。應(yīng)用該計(jì)重設(shè)備，開挖工程量較小、使用維護(hù)便利，且具有較強(qiáng)的重復(fù)性[2]。對(duì)于此類計(jì)重設(shè)備來(lái)說，沒有防水要求，且在安裝時(shí)，將適應(yīng)傳感器設(shè)置在路面下方，開挖深度在50㎜即可，并不會(huì)對(duì)路面結(jié)構(gòu)構(gòu)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(jì)重收費(fèi)方面非常受歡迎。但其缺陷表現(xiàn)在對(duì)于傳感器預(yù)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(dǎo)致計(jì)重出現(xiàn)較大的誤差。

1.4 純靜態(tài)計(jì)重

純靜態(tài)計(jì)重，是指車輛要停車進(jìn)行稱重，在設(shè)計(jì)中，運(yùn)用低速動(dòng)態(tài)過稱，多運(yùn)用軟件對(duì)速度進(jìn)行分解處理，以此來(lái)提高計(jì)量精確度。目前，常見的為24米、3截，8個(gè)傳感器結(jié)構(gòu)形式。在應(yīng)用中，靜態(tài)計(jì)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(shí)間予以維護(hù)，在很大程度上影響了道路通行[3]。適用范圍較小，對(duì)路面平整度要求較高，山區(qū)、坡道等位置無(wú)法安裝，加上構(gòu)件較多，極易被安裝作弊設(shè)備。

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

3、高速公路計(jì)重設(shè)備選擇建議

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

第一，針對(duì)路面平整度較高、收費(fèi)站沒有明顯坡度和彎道的情況，要優(yōu)先考慮純靜態(tài)計(jì)重設(shè)備，配置此類設(shè)備的同時(shí)，要配置專業(yè)的設(shè)備維護(hù)隊(duì)伍定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢查和維護(hù)，避免作弊現(xiàn)象，同時(shí)能夠提高計(jì)重準(zhǔn)確性。

第二，如果收費(fèi)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(jìn)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(jì)重，要選擇軸重計(jì)重設(shè)備。

第三，對(duì)于車流量不大的路面，需要對(duì)車輛運(yùn)行進(jìn)行高速度計(jì)重，可以選擇石英設(shè)備，能夠進(jìn)行動(dòng)態(tài)計(jì)重[4]。總體來(lái)說，對(duì)于計(jì)重設(shè)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(jì)重設(shè)備，才能夠確保計(jì)重準(zhǔn)確性，從根本上遏制超重超限運(yùn)輸，為公路運(yùn)輸業(yè)持續(xù)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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(dāng)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(duì)其進(jìn)行懲罰。如陜西省超限運(yùn)輸要收取高于正常運(yùn)輸四倍的費(fèi)用，故很多車輛都能夠遵守運(yùn)輸要求。針對(duì)特殊需求，無(wú)法拆分的貨物，需要提前申請(qǐng)[5]。通過后，方可行使。因此對(duì)于量程的選擇要切合當(dāng)前具體情況，符合本地要求和原則，一般來(lái)說，可以將量程確定在80～100噸。另外，對(duì)于承臺(tái)長(zhǎng)度的選擇，鉸接列車長(zhǎng)度在18.1米，貨車列車在20米以內(nèi)。因此建議承臺(tái)長(zhǎng)度要確定21米。

結(jié)論

根據(jù)上文所述，計(jì)重設(shè)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(lái)越多，對(duì)于計(jì)重收費(fèi)系統(tǒng)的要求也隨之提升。因此我們要加強(qiáng)對(duì)計(jì)重設(shè)備優(yōu)勢(shì)與劣勢(shì)的比較和分析，了解不同設(shè)備的特點(diǎn)。在選擇計(jì)重設(shè)備時(shí)，要充分考慮路面要求、氣候及計(jì)重精度等各方面影響因素，選擇合適的高速公路計(jì)重設(shè)備。同時(shí)，在新設(shè)備投入使用前，要對(duì)計(jì)重設(shè)備進(jìn)行試驗(yàn)，及時(shí)調(diào)整，確保計(jì)重設(shè)備在投入使用后，能夠有效發(fā)揮積極作用。隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，我們還要加強(qiáng)對(duì)高速公路計(jì)重設(shè)備的研究，不斷提高計(jì)重設(shè)備計(jì)重精確性，且要完善計(jì)重設(shè)備使用功能，從而為高速公路運(yùn)輸事業(yè)提供更多支持。

[1]孫有琴.高速公路計(jì)重收費(fèi)設(shè)備稱重誤差現(xiàn)狀探析[J].公路交通科技（應(yīng)用技術(shù)版）,2012,（02）：209-211.

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

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

[4]楊慧,劉英茂.高速公路計(jì)重檢測(cè)設(shè)備在實(shí)際應(yīng)用中的探討[J].黑龍江科技信息,2014,（21）：114.

[5]馮春玲.淺談?dòng)?jì)重收費(fèi)設(shè)備選型及對(duì)高速公路的影響[J].黑龍江科技信息,2015,（21）：14.