公路收费车道动态称重系统检定方法研究

1、公路收费车道动态称重系统检定方法研究丁光明 刘红生 雷茂锦（江西省交通科学研究院, 南昌 330038）摘 要：分析了荷载元方式和受弯板式称重系统各自的特点，阐述了对车道动态称重系统进行静态检定的可行性和必要性。讨论了静态检定的几种方法，对现场使用检衡车上的液压系统和反力梁对称重设备进行静态精度两种方法进行了比较。进而论述了动态检定的方法，指出采用检衡车及砝码进行动态精度测试是切实可行的。关键词：交通工程；称重系统；静态检定；动态检定 1170 前 言计重收费以货车的实际重量为依据收费，实现了多拉多交费，少拉少交费，真正体现了社会公平1。而且，作为一种治理超限超载的有效手段，越来越被人们所认同

2、。目前，在青海，河南和江苏等省已经实现了计重收费，山东，安徽，云南，湖南和江西等省也在积极的筹备之中。计重收费的核心就是车道动态称重系统，称重系统的精度，稳定性和可靠性，关系到计重收费政策的成败。按照国家相关法规，公路收费车道动态称重系统作为一种称重计量器具，必须对它进行检定2。然而，我国目前还没有相应的国家标准，在已实施计重收费的江苏、河南等省，都已出台了适用于本省的检定规程，还有一些称重设备厂家也编制了自己的企业标准。这些标准，在对是否需要进行静态精度检定以及动、静态精度检定的内容与方法上有很大差别36。1 静态精度检定的必要性目前，国内使用的动态称重系统主要是荷载元方式和受弯板式。荷载元

3、方式称重系统实际上是由静态系统发展而来的，因而其设备本身的静态精度是很容易达到准确度等级的要求，但对于安装在路面现场的此种称重系统来讲，其实际的静态精度受各种因素的影响，抛开车辆、路面状态的影响，安装质量的影响权值就大于荷载传感器本身的影响。荷载元方式称重系统的线性及正反程重复性受传感器本身的性能和秤体各种组件的共同影响，静态精度实现需要修正。因此，通过标定半量程的精度，从而线性外延至全量程从理论上是不成立的。荷载元方式称重系统的动态精度建立在静态精度之上，因此，其动态精度也要靠修正来实现，但由于其传感器少、响应频率低，修正因子无法很多（例如对加、减速就无法修正）等固有缺点的限制，使得动态精度

4、得实现条件比较苛刻：只能在低速、而且加、减速度很小，接近真正得匀速，安装质量很好得前提下才能实现。受弯板式称重系统，其研制的初衷是用于高速动态称重，因此其动态精度相对于荷载元方式而言更容易实现，而且重复性非常好，因为重量数据是采集在车辆通过秤台时的一段时间内传感器的响应曲线，采用特殊的统计积分方法而得，相对于荷载元方式而言，其对使用条件的要求就不那么苛刻，也就是说精度影响因素中，系统本身的影响占主要，安装质量及路面状态的影响很小。受弯板式称重系统也可以实现静态称重，但相对于荷载元方式的精度要差。静态精度的检定不仅是设备选型与实际使用中设备精度的检定，而且是设备选型中剔除鱼目混珠的厂商和实际使用

5、时质量验收的有效手段。根据江苏省的经验，至少有2的称重设备系统精度不能满足要求。有的因为安装的原因，甚至无法检定。有的设备在使用过程中不知道有问题，而在检定过程中发现大量程上不去（由于固定螺栓断裂等原因，秤台压不下去）。江苏、河南等省的称重设备技术规范要求称重设备的单轴称量的最大量程不低于30t，而国家允许动态检定称量最大只能达到单轴13t。从现实的可操作性来看，进行单轴20t的动态检定比采用满量程的静态检定的费用、人员以及试验时间要多得多，并且20t的动态检定本身就有悖于国家法律法规。因此，各省的实际情况是：大量程情况下，动态精度无法检定，只有用静态精度来覆盖7。静态精度的测试，不仅可以知道

6、设备在偏载情况下的称量精度，而且可以知道设备的称量鉴别力。综上所述，我们认为对称重设备进行静态检定是有必要的。静态精度的检定不仅仅是对称重设备本身精度的检定，更是对称重设备安装后的一种质量验收手段。2 静态精度检定的方法2.1室内检定方法在室内通过压力机或其他荷载源对设备进行检定，其工作方式及检定方法方便、快捷、节省人员及试验经费。但是，室内检定是在理想状态下进行的，与设备实际使用状态下的检定完全不同。设备在使用中处于特定的环境中，受到许多诸如道路条件、安装质量等因素的影响，特别是设备在安装过程中可能已处于一种不正常的工作状态，室内检定无法预测安装中及安装后各种因素对设备精度的影响。在对江苏的

7、调研中，我们发现，有的设备经过一段时间的使用，反应不灵敏、精度下降，甚至出现设备被压垮的现象（比例约为1-2），检查后发现，导致这些现象的主要原因是因为安装质量的原因（包括土建、设备本身的安装质量）。室内检定设备静态精度，只是对设备本身质量的检定，而不能作为设备实际运行质量的检定，所以室内检定不能作为设备首次检定、后续检定及使用中检定的测试手段。2.2现场检定方法2.2.1堆砝码的形式进行静态精度检定 采用堆砝码的形式进行静态精度检定，其优点在于检定精度得到了充分的保障。砝码的重量是已知的，通过对砝码的实际重量及设备对砝码重量显示的差别，很容易确定设备的称量精度。此种方法的缺点：1、检定用的砝

8、码过于笨重，不便于运输，检定时安全性很低，极易出现安全事故；2、检定时耗费的时间也很长，一个车道的检定，往往需要5h-6h。而且，由于称重系统秤台的面积所限，能堆砌的砝码数量有限，因此，该方法检定往往达不到满量程，据河南省经验，采用该方法只能进行半量程检定。2.2.2采用检衡车上安装液压加载系统，通过液压加载系统对设备进行静态精度检定 该方法利用检衡车提供反力，通过液压系统提供需要的检定荷载，克服了堆砝码方法的缺点。首先是检定的速度大大加快了，检定半量程与满量程的时间并不加长很多，据江苏经验，增加不超过20s，通常只需要45s-60s就可以完成一个车道的设备静态精度检定。其次，该方法的加载荷能

9、力可以很方便的超过称重设备的最大过载能力，并且通过对千斤顶和压力传感器精度的控制，可以很容易的达到检定对计量器具所要求的精度级别。江苏省就采用了该方法进行检测，定制了专用的检衡车和砝码。为了保持检衡车的稳定性，在砝码箱的四个角安装了液压腿。然而由于车辆本身悬挂系统的不稳定性，使得测试过程的稳定性较难保证。2.2.3采用反力梁 该方法是在秤台框架上预设受拉锚件，并需要设计配套使用的反力梁。使用时，依靠反力梁对千斤顶的作用力，给秤台加载。该方法操作简单，价格便宜。但要对秤台框架的结构进行改造，需要和设备厂家进行协调。综上所述，采用现场使用检衡车上的液压系统或反力梁对称重设备进行静态精度的检定，从技

10、术要求、检定效果以及检定的科学严谨上来说都是符合要求的。3 动态精度检定的方法通过对河南、江苏及其他省份的调研，从他们的实际检定方法以及出台的相关检定规程来看，动态精度的检定方法大同小异。用已知荷载的车辆，以一定的速度匀速驶过秤台，通过对称重设备显示的称重数据进行分析，来对称重设备的动态精度进行检定。根据测试用车辆的选择，动态精度检定有以下两种：3.1在测试的收费站附近租用车辆进行动态精度检定该方法是在收费站本地租用车辆，不需要配备专用的检衡车。该方法在原理上是可行的，但在实际操作中，存在许多问题：3.1.1对租用车辆车况不了解，并且配载装卸有困难；3.1.2测试收费站附近需要有地磅对车辆及配

11、载进行称量，否则，车辆及配载就无法称量，并且地磅是否经过检定，称量出的结果是否满足测试的精度也很难判断。3.1.3租用车辆费用很高，一个省的车道往往有数百个，全部检定完毕，单是租车费也是一笔巨大开支。3.2定制专用检衡车及砝码进行动态精度检定定制专用检衡车及砝码进行动态精度测试具有以下优点：3.2.1用砝码进行配载，精确度高，可以通过加、卸载砝码来随意调节检衡车的载荷值来进行测试。并且车辆及砝码的质量是已知的，无需对检衡车及砝码进行称量。3.2.2购置检衡车及砝码虽然前期投入较大（约50万元），但是购置检衡车的费用用于租车，只能维持2-3年，而检衡车的寿命远高于此。江苏赛摩科技公司生产的赛摩S

12、J系列检衡车，是目前市场上最成熟的产品之一。主要由汽车、鉴定箱体、起重装置、砝码、测速装置、轮胎气压检测装置、液压控制装置等组成，可以快速、方便地对公路称重系统进行动、静态检定。通过2种方法的比较，我们可以看到，无论是从技术要求，还是操作的简便性，采用检衡车及砝码进行动态精度测试是切实可行的。4 结 语由于国家没有统一的检定规程，各地方的检定标准有较大的差异，表1为几个省的主要检定指标比较。检定工作实施过程中，以下几个问题需要考虑：1、称重系统属于社会公众计量器具，必须进行严格检定，检定工作一般是由各地方技术监督管理部门来完成。由于技术监督部门不可能了解所有专业的特殊性，可以委托相关专业机构进

13、行检定。2、称重系统检定时间普遍较长，一个车道一般需要5h左右（不计路上耽误时间），一个检定单位要承担全省的检定任务，难度很大，可以考虑在各地方授权，设立检定机构。3、国内生产称重系统的厂家很多，质量良莠不齐，精度要求一般控制在5%以下可以满足要求，但要求设备的重复一致性要好。参考文献：1 陈荫三.运用经济杠杆长效治理超载超限运输J. 长安大学学报（自然科学版）,2004,17（2）：9498.2 JJG 907-2003. 动态汽车衡M.3 JJG（豫）1222000. 动态轴重仪M.4 JJG(鲁) 552001. 动态公路车辆自动衡器S.5 梅特勒-托利多（常州）称重设备系统有限公司企业

14、标准. Q/320400TR-2003.动态轴重衡S.6 唐煜.国家计量检定规程动态汽车衡的要点分析A.第四届全国称重技术研讨会论文集C.7 江苏省交通科学研究院. 公路收费车道称重设备技术及安装施工规范S.南京:江苏省交通科学研究院,2003.表1 各省公路收费车道动态称重系统精度检定方法一览表检定单位检定项目精度要求(允许误差)质量点速度点重复次数（共计）主要检定设备检定依据所需时间数量荷载(t)数量速度（km/h）江苏省交科院静态精度1%9 0、2.4、5、10、13、15、20、25、30-正反程1次1.专用检衡车及普通货车各一辆； 2、C3级传感器及高精度液压千斤顶 3、加载物1、(

15、JJG907-1996)轴（轮）重仪2、设备技术规范2-3动态精度±5210-15、35以上3-4匀速：5、10、15、2012（72/96）江苏省计量院静态精度1%5 0.4、1、5、10、15-正反程1次1.专用检衡车(带液压吊)及普通货车各一辆； 2、砝码25t1、(JJG907-1996)轴(轮)重仪2、设备技术规范4-5动态精度±5210-15、35以上3-4匀速：5、10、15、2010（60/80）河南省计量院静态精度OIML级40.5、510、15-正反程1次1.专用检衡车(带液压吊)及普通货车各一辆； 2、砝码25t1、地方检定规程2、设备技术规范5-6动

16、态精度±3315、20、35110以内10（30）山东省计量院静态精度0.5%100-25-正反程1次1.专用检衡车(带液压吊)及普通货车各一辆； 2、砝码25t设备技术规范要求及业主要求的测试指标2-3动态精度匀速：±3变速：±8215、30以上7匀速：5、10、20、30变速：5、10、20匀速：5 变速：3 （74）青海省计量院静态精度不检-1.专用检衡车(带液压吊)；2、砝码25t设备技术规范要求及业主要求的测试指标2动态精度±3215、30以上7匀速：5、10、20、30变速：5、10、20匀速：5 变速：3 （74）第三届国际丝绸之路大会在古城西安召开10月26日，第三届国际丝绸之路大会在古代丝绸之路的起点陕西省西安市隆重开幕。国务院副总理黄菊在向大会所致贺信中指出，连云港至霍尔果斯国道主干线的全线贯通，标志着新丝绸之路在我国大陆境内业已形成