組合式動態汽車衡檢定方法探討

高速公路收費站使用的組合式動態汽車衡是由軸重式和整車式動態地磅組合而成，可實現連續跟車稱量和(或)超長車稱量，具有計量準確度高、不易受通行方式干擾、通行效率高的特點。文中通過對組合式動態汽車衡結構和稱重原理的分析，著重探討了該類動態汽車衡連續跟車稱量模式和超長車稱量模式的檢定方法，確保了組合式動態汽車衡的計量準確性。
一、引言
隨著我國高速公路計重收費工作的不斷深入，很多省份的這項工作已經開展了將近10年。在前期，全國高速公路收費站主要安裝的是單秤臺的動態軸重衡，其主要優點是造價和維護成本低，車輛可跟隨前車通行，通行效率高，在安裝符合要求且檢定合格后可滿足計重收費的需求。但在實際的使用過程中，貨車司機為少繳通行費，根本不按規定的要求勻速通行，采用各種辦法作弊，如走S型、跳秤、剎車沖磅(滑磅或急停)等，從而造成計重結果偏低，通行費流失嚴重。為此，部分收費站在近幾年開始更換多秤臺的動態軸重衡，如雙秤臺、三秤臺，這種多秤臺的動態軸重衡對貨車司機的作弊有一定的抑制效果，且不會降低通行效率；另外有部分收費站直接采用了整車式動態汽車衡，這種動態地磅由于采用整車計重，計量準確度高，司機無法作弊，但缺點是必須一車一檔，通行效率低，不適應于車流量較大的收費站。
為了解決以上問題，一些廠家開始研究組合式動態汽車衡，試圖將軸重式和整車式動態汽車衡組合在一起，以便該動態地磅既具有軸重式通行效率高的優點，又具有整車式計量準確度高，不易作弊的優點。但這種組合式動態汽車衡的出現給計量檢定部引入了新的課題——如何保證其準確度，保護消費者和國家的利益，使計重收費更加公正合理。本文將從組合式動態汽車衡的原理、結構進行分析比較，并對其檢定方法進行探索。
二、組合式動態汽車衡結構特點
組合式動態汽車衡由軸重式動態地磅和整車式動態地磅組合而成，主要結構由秤體(承載器)、稱重傳感器、輪軸識別器、紅外線光幕車輛分離器、環形車輛線圈分離器、稱重顯示控制器等組成，其中秤體部分包含有軸重式秤體和整車式秤體，常見的安裝如圖1所示。

單輛車輛的稱重過程如下：被檢測車輛首先駛過軸重式動態汽車衡的秤臺，軸重式動態汽車衡對車輛軸重進行檢測和計數，稱重顯示控制器記錄軸數及每軸的檢測數據，并判斷是否倒車，如倒車，則軸稱重無效；當車輛駛入整車式動態地磅后，稱重顯示控制器采集整車式動態汽車衡檢測出的車輛總重量；在接收到車輛收尾信號后，稱重顯示控制器將軸重式動態地磅迭加產生的車輛總重量與整車式動態汽車衡產生的車輛總重量進行比較，產生一個比例系數，并根據該比例系數對被測車輛的各軸重數據進行修正；稱重顯示控制器根據輪軸識別器判斷車輛的軸型及車型，然后將被測車輛的總重、軸重、軸組重、整車重、車軸數量、軸型、車型等車輛檢測信息按規定格式發送給計重收費計算機。
連續跟車的稱量過程分以下兩種情況：1)單車跟車。如后車已經完全駛上秤臺并收尾，前車仍全部停在組合式動態汽車衡的秤臺上，此時將當前測得的車輛總重量減去前車的測試結果即可得到后車的車輛總重量；若后車在收尾后，前車仍有部分軸未完全駛離組合式動態汽車衡的秤臺，如圖2(a)所示，此時組合式動態地磅測得的車輛總重量為后車的車輛重量和前車部分軸重之和，為此，稱重顯示控制器需要根據前車的軸重數據采用一定的算法去除前車未下秤臺的軸重重量，獲得后車的車輛總重量。2)多車跟車。多車跟車如圖2(b)所示，后車駛上秤臺時前方秤臺上至少有一輛車完全在秤臺上，另有一輛車并未完全駛離秤臺，此時組合式動態汽車衡測得的車輛總重量包含有后兩輛車的總重量和前一車輛的部分軸重之和，為此，稱重顯示控制器需要根據前車的軸重數據采用一定的算法去除前車未下秤臺的軸重重量和第二輛車的車輛總質量，獲得后車的車輛總重量。
超長車的稱量過程如下：車輛駛入秤臺后，組合式動態地磅根據車輛分離器和前置輪軸識別器或光幕判斷該車輛是否為超長車，若車輛分離器判斷車輛未收尾，而前置輪軸識別器或光幕判斷車輛即將下秤臺，則該車為超長車。組合式動態地磅根據軸重式動態地磅檢測的超長車軸重數據和整車式動態地磅檢測的車輛部分總重數據進行計算，最終獲得該超長車的車輛總重量。
因此，在連續跟車和超長車稱量的情況下，組合式動態地磅的車輛總重量稱量結果不但與整車式動態地磅的準確度有關，還與軸重式動態地磅的軸重測量準確度有關。
組合式動態地磅可以實現連續跟車，無需一車一檔，這樣就解決了通行效率低下的問題，且能處理異常過車情況。走S型、跳秤、剎車沖磅(滑磅或急停)、墊鋼板、千斤頂、遙控光幕、私改車輛增加懸浮軸等作弊方式都將失效。當然，這種組合式動態汽車衡也有其不利的一面：造價高、檢定難度大(主要是場地受限)、維護成本高等。
三、組合式動態汽車衡的檢定
組合式動態汽車衡的檢定分為常規檢查、靜態檢定、動態常規檢定、輔助動態功能檢定等方面。
1.常規檢查
常規檢查主要是對組合式動態汽車衡的外觀，安裝條件、衡器的結構等內容進行檢查，查看是否符合要求。
2.靜態檢定
靜態指標的檢定，按照JJG 539--1997《數字指示秤》國家檢定規程的要求進行檢定，包括細分示值、自動置零和零點跟蹤裝置、置零準確度、鑒別力、稱量、偏載和重復性的檢定。需要注意的是靜態檢定中必須對整車式和軸重式的兩項靜態指標都進行檢定。
3.常規動態檢定
常規動態檢定是指在每個車輛單獨通過的情況下，對該衡器的計量準確性進行檢定。根據組合式動態地磅的工作原理，此時是以整車式動態汽車衡作為主要計量器具，測量車輛的總重量，動態軸重衡用以測量車輛軸重量，并利用整車式的結果對軸重衡的軸稱量結果進行修正，即此時稱重儀表顯示的有車輛總重量和修正后的車輛軸及軸組重量。
因此，對組合式動態地磅的常規動態檢定可依照JJG 907--2006((動態公路車輛自動衡器》的要求，至少選用三種參考車輛，按規定的速度通過動態汽車衡，對其進行動態檢定。
4.輔助動態功能的檢定
輔助動態功能主要指組合式動態地磅的連續跟車稱量模式和超長車稱量模式。
（1）連續跟車稱量模式
組合式動態地磅的連續跟車稱量模式是指在前一輛車全部或部分軸未下秤臺的情況下，其后的車輛已經開始上秤，通常具有以下兩種情況：單車跟車和多車跟車，如圖2所示。

對連續跟車稱量模式的檢定，單車跟車和多車跟車時測量原理基本一樣，此時后車的測量結果不但與整車式動態汽車衡有關，還與前面的軸重式動態地磅有關。可選動態檢定用參考車輛（按1車、2車、3車、...n車標號）的任意兩種，如1車和2 車，按1車在前，2車在后，同時以典型速度通過組合式動態地磅的秤臺，應確保1車行駛最后必須有部分軸還處于秤臺上，在這種狀態下至少測試3次，只需記錄2車的檢定數據，如車輛總重量和軸、軸組的重量，因1車的總重量是由整車式動態地磅測量到的，該值在常規動態檢定中已經測試過，可不記錄，此后改變車輛的順序，2車在前1車在后，記錄1車的檢定數據。此后更換任意一輛參考車輛，如此循環調整車輛的順序，直到完成所有可能的組合，即完成了連續跟車模式的檢定。
（2）超長車稱量模式
超長車稱量模式是指當某一車輛的長度大于秤臺的長度時，組合式動態地磅采用特殊的算法來稱量該車的總重量和軸、軸組的重量，如圖3所示。

由于在檢定中我們的參考車輛可能沒有超長車，為此可采用模擬超長車的方式測試該功能，任選兩輛參考車輛，如l車在前，2車在后，同時以典型速度通過組合式動態汽車衡的秤臺，在l車即將收尾時及時遮擋光幕，直到2車遮擋到光幕，待1車部分下秤臺，2車收尾后組合式動態地磅會將這兩輛車判斷為一輛車，在這種狀態下至少測試3次記錄此時儀表顯示的車輛總重量和軸、軸組重量，與l車和2車車輛總重量約定真值之和比較。此后改變車輛的順序，2車在前，1車在后，至少測試3次，記錄檢定數據。需要注意的是若該衡器有每車稱量最多軸數，應確保選擇的兩輛參考車輛總軸數不大于該值。
四、結束語
由于目前我國尚未有組合式動態汽車衡的檢定規程，本文對該類衡器的檢定方法進行了探討，特別是其動態功能中的連續跟車模式和超長車模式的檢定，若忽視了這兩種模式的檢定，則極有可能會造成用戶在使用中的計量不準確，引起計量糾紛。同時，如何規范該類組合式動態汽車衡的生產、銷售、安裝和使用，確保該類計量器具的準確度也有待計量管理部門進行商榷，使之合法化。

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