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组合式动态汽车衡检定方法探讨

高速公路收费站使用的组合式动态汽车衡是由轴重式和整车式动态地磅组合而成,可实现连续跟车称量和(或)超长车称量,具有计量准确度高、不易受通行方式干扰、通行效率高的特点。文中通过对组合式动态汽车衡结构和称重原理的分析,着重探讨了该类动态汽车衡连续跟车称量模式和超长车称量模式的检定方法,确保了组合式动态汽车衡的计量准确性。
一、引言
随着我国高速公路计重收费工作的不断深入,很多省份的这项工作已经开展了将近10年。在前期,全国高速公路收费站主要安装的是单秤台的动态轴重衡,其主要优点是造价和维护成本低,车辆可跟随前车通行,通行效率高,在安装符合要求且检定合格后可满足计重收费的需求。但在实际的使用过程中,货车司机为少缴通行费,根本不按规定的要求匀速通行,采用各种办法作弊,如走S型、跳秤、刹车冲磅(滑磅或急停)等,从而造成计重结果偏低,通行费流失严重。为此,部分收费站在近几年开始更换多秤台的动态轴重衡,如双秤台、三秤台,这种多秤台的动态轴重衡对货车司机的作弊有一定的抑制效果,且不会降低通行效率;另外有部分收费站直接采用了整车式动态汽车衡,这种动态地磅由于采用整车计重,计量准确度高,司机无法作弊,但缺点是必须一车一档,通行效率低,不适应于车流量较大的收费站。
为了解决以上问题,一些厂家开始研究组合式动态汽车衡,试图将轴重式和整车式动态汽车衡组合在一起,以便该动态地磅既具有轴重式通行效率高的优点,又具有整车式计量准确度高,不易作弊的优点。但这种组合式动态汽车衡的出现给计量检定部引入了新的课题——如何保证其准确度,保护消费者和国家的利益,使计重收费更加公正合理。本文将从组合式动态汽车衡的原理、结构进行分析比较,并对其检定方法进行探索。
二、组合式动态汽车衡结构特点
组合式动态汽车衡由轴重式动态地磅和整车式动态地磅组合而成,主要结构由秤体(承载器)、称重传感器、轮轴识别器、红外线光幕车辆分离器、环形车辆线圈分离器、称重显示控制器等组成,其中秤体部分包含有轴重式秤体和整车式秤体,常见的安装如图1所示。

单辆车辆的称重过程如下:被检测车辆首先驶过轴重式动态汽车衡的秤台,轴重式动态汽车衡对车辆轴重进行检测和计数,称重显示控制器记录轴数及每轴的检测数据,并判断是否倒车,如倒车,则轴称重无效;当车辆驶入整车式动态地磅后,称重显示控制器采集整车式动态汽车衡检测出的车辆总重量;在接收到车辆收尾信号后,称重显示控制器将轴重式动态地磅迭加产生的车辆总重量与整车式动态汽车衡产生的车辆总重量进行比较,产生一个比例系数,并根据该比例系数对被测车辆的各轴重数据进行修正;称重显示控制器根据轮轴识别器判断车辆的轴型及车型,然后将被测车辆的总重、轴重、轴组重、整车重、车轴数量、轴型、车型等车辆检测信息按规定格式发送给计重收费计算机。
连续跟车的称量过程分以下两种情况:1)单车跟车。如后车已经完全驶上秤台并收尾,前车仍全部停在组合式动态汽车衡的秤台上,此时将当前测得的车辆总重量减去前车的测试结果即可得到后车的车辆总重量;若后车在收尾后,前车仍有部分轴未完全驶离组合式动态汽车衡的秤台,如图2(a)所示,此时组合式动态地磅测得的车辆总重量为后车的车辆重量和前车部分轴重之和,为此,称重显示控制器需要根据前车的轴重数据采用一定的算法去除前车未下秤台的轴重重量,获得后车的车辆总重量。2)多车跟车。多车跟车如图2(b)所示,后车驶上秤台时前方秤台上至少有一辆车完全在秤台上,另有一辆车并未完全驶离秤台,此时组合式动态汽车衡测得的车辆总重量包含有后两辆车的总重量和前一车辆的部分轴重之和,为此,称重显示控制器需要根据前车的轴重数据采用一定的算法去除前车未下秤台的轴重重量和第二辆车的车辆总质量,获得后车的车辆总重量。
超长车的称量过程如下:车辆驶入秤台后,组合式动态地磅根据车辆分离器和前置轮轴识别器或光幕判断该车辆是否为超长车,若车辆分离器判断车辆未收尾,而前置轮轴识别器或光幕判断车辆即将下秤台,则该车为超长车。组合式动态地磅根据轴重式动态地磅检测的超长车轴重数据和整车式动态地磅检测的车辆部分总重数据进行计算,最终获得该超长车的车辆总重量。
因此,在连续跟车和超长车称量的情况下,组合式动态地磅的车辆总重量称量结果不但与整车式动态地磅的准确度有关,还与轴重式动态地磅的轴重测量准确度有关。
组合式动态地磅可以实现连续跟车,无需一车一档,这样就解决了通行效率低下的问题,且能处理异常过车情况。走S型、跳秤、刹车冲磅(滑磅或急停)、垫钢板、千斤顶、遥控光幕、私改车辆增加悬浮轴等作弊方式都将失效。当然,这种组合式动态汽车衡也有其不利的一面:造价高、检定难度大(主要是场地受限)、维护成本高等。
三、  组合式动态汽车衡的检定
组合式动态汽车衡的检定分为常规检查、静态检定、动态常规检定、辅助动态功能检定等方面。
1.常规检查
常规检查主要是对组合式动态汽车衡的外观,安装条件、衡器的结构等内容进行检查,查看是否符合要求。
2.静态检定
静态指标的检定,按照JJG 539--1997《数字指示秤》国家检定规程的要求进行检定,包括细分示值、自动置零和零点跟踪装置、置零准确度、鉴别力、称量、偏载和重复性的检定。需要注意的是静态检定中必须对整车式和轴重式的两项静态指标都进行检定。
3.常规动态检定
常规动态检定是指在每个车辆单独通过的情况下,对该衡器的计量准确性进行检定。根据组合式动态地磅的工作原理,此时是以整车式动态汽车衡作为主要计量器具,测量车辆的总重量,动态轴重衡用以测量车辆轴重量,并利用整车式的结果对轴重衡的轴称量结果进行修正,即此时称重仪表显示的有车辆总重量和修正后的车辆轴及轴组重量。
因此,对组合式动态地磅的常规动态检定可依照JJG 907--2006((动态公路车辆自动衡器》的要求,至少选用三种参考车辆,按规定的速度通过动态汽车衡,对其进行动态检定。
4.辅助动态功能的检定
辅助动态功能主要指组合式动态地磅的连续跟车称量模式和超长车称量模式。
(1)连续跟车称量模式
组合式动态地磅的连续跟车称量模式是指在前一辆车全部或部分轴未下秤台的情况下,其后的车辆已经开始上秤,通常具有以下两种情况:单 车跟车和多车跟车,如图2所示。

对连续跟车称量模式的检定,单车跟车和多车跟车时测量原理基本一样,此时后车的测量结果不但与整车式动态汽车衡有关,还与前面的轴重式动态地磅有关。可选动态检定用参考车辆(按1车、2车、3车、...n车标号)的任意两种,如1车和2 车,按1车在前,2车在后,同时以典型速度通过组合式动态地磅的秤台,应确保1车行驶最后必须有部分轴还处于秤台上,在这种状态下至少测试3次,只需记录2车的检定数据,如车辆总重量和轴、轴组的重量,因1车的总重量是由整车式动态地磅测量到的,该值在常规动态检定中已经测试过,可不记录,此后改变车辆的顺序,2车在前1车在后,记录1车的检定数据。此后更换任意一辆参考车辆,如此循环调整车辆的顺序,直到完成所有可能的组合,即完成了连续跟车模式的检定。
(2)超长车称量模式
超长车称量模式是指当某一车辆的长度大于秤台的长度时,组合式动态地磅采用特殊的算法来称量该车的总重量和轴、轴组的重量,如图3所示。

由于在检定中我们的参考车辆可能没有超长车,为此可采用模拟超长车的方式测试该功能,任选两辆参考车辆,如l车在前,2车在后,同时以典型速度通过组合式动态汽车衡的秤台,在l车即将收尾时及时遮挡光幕,直到2车遮挡到光幕,待1车部分下秤台,2车收尾后组合式动态地磅会将这两辆车判断为一辆车,在这种状态下至少测试3次记录此时仪表显示的车辆总重量和轴、轴组重量,与l车和2车车辆总重量约定真值之和比较。此后改变车辆的顺序,2车在前,1车在后,至少测试3次,记录检定数据。需要注意的是若该衡器有每车称量最多轴数,应确保选择的两辆参考车辆总轴数不大于该值。
四、结束语
由于目前我国尚未有组合式动态汽车衡的检定规程,本文对该类衡器的检定方法进行了探讨,特别是其动态功能中的连续跟车模式和超长车模式的检定,若忽视了这两种模式的检定,则极有可能会造成用户在使用中的计量不准确,引起计量纠纷。同时,如何规范该类组合式动态汽车衡的生产、销售、安装和使用,确保该类计量器具的准确度也有待计量管理部门进行商榷,使之合法化。
 
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