结合实际,谈谈地磅计重收费设备选型及对高速公路的影响。
1.概述
随着交通部《关于收费公路试行计重收费的指导意见》的发布, 我国各省、市、自治区的高速公路,普遍采用了货车计重收费的形 式。其中计重设备是影响计重收费系统的关键性因素,计重设备的 准确性和可靠性,直接关系着计重收费的公平、顺利实施。
同时,计重收费运用经济手段来遏制超限超载运输行为,对于 严重超限运输的车辆也起到了较好的遏制作用。而高速公路实施计 重收费后,有些货车司机受经济利益的驱使,采取各种手段违规过 秤来减轻车辆称重的重量,以达到偷逃车辆通行费目的。
2.系统分类
在动态称重系统中,起着决定性的关键技术有两个,一个是称 重传感器的硬件技术;另一个是基于对系统产生的轴重信号进行处 理的软件技术。因此,选择合适的传感器和采用合适的算法不仅可 以有效的提高动态称重的精度,减少工程造价,而且能够有效的解 决作弊问题。
目前在车辆动态计重系统中,常用的传感器主要有电阻应变 式、压电石英式和光纤式。
车辆动态称重的主要方式有几种轮计量、轴计量、轴组计量、 整车计量方式。
动态称重式分类,也是按照不同的传感器来分类的:a.轮计量方 式:压电石英式称重系统、弯板式称重系统:b.轴计量方式:单秤台 称重系统、双体式称重系统;:.整车计量方式整车式称重系统。
3.技术性能比较
3.1石英式称重系统-轮计量。石英式称重系统的计重传感器 采用石英晶体传感器,利用石英晶体的压电效应、扭转效应、特性效 应进行检测。其是将石英元件置于高张度轻型铝合金中空型材内, 并对水平压力进行隔离,只采集纵向压力,从而保证采集数据的实 用性,提高采集数据的真实性和检测精度。
优势:.温度影响小,季节更换不需要对系统进行标定;.开挖 量小,施工周期最短,交通影响最低;C.系统结构简单,整体式秤台, 称重设备免维护;.石英晶体传感器对时间稳定性极好,不需要或 很少需要重复校准。
劣势及问题:.低速度段称量准确性差:对速度小于5km/h的车 辆,无法进行精确称重;.在变速情况下的准确性差;.车辆不规范 行驶时的准确性差;因为石英传感器较窄,在车辆进行S型、跳秤等 行驶状态时,称重结果的误差范围,会引起大量客户投述等争议。
3.2弯板式称重系统-轮计量。弯板式称重系统利用弯曲变形 原理设计,感知轮胎对弯板的压力变化,其称重本原理为电阻应变 式传感器,创新性在于把传感器与承载体合二为一。
优势:.开挖量小,施工周期短;.整体式秤台,秤台设备免维 护;.其称重精度可以达到国标5级,检定精度:± 2.5% ;使用精度: ± 5%。
劣势及问题:.长期寿命和稳定性差:由于弯板式称重系统是整 体式秤台,无机械结构,车辆的冲击直接作用到传感器上,长时间连 续的冲击会使弯板的形变恢复时间变长,使称重精度下降,稳定性 不高。b.维护成本高由于采用整体式的结构,如需要更换传感器, 则必须更换整个秤台,费用较高。c.车辆不规范行驶时的准确性差。
3.3单秤台式称重系统-轴计量。单秤台式称重系统秤体宽度 0.7-0.9米,采用4只传感器,作为最早期的动态称重形式之一。
优势:.称重精度满足基本要求。动态称重精度0-20Km/h匀速 动态称重误差:《± 2.5% (国标5级。b.成本较低,施工周期较短,维护量在可接受范围内。
劣势:.对于精度要求较高的场合无法使用。b.防作弊只能依靠 软件算法补偿方式,对S型、点刹、跳秤等各种作弊形式都无法完全 屏蔽。
3.4双体式称重系统-轴计量。双体式称重系统是为了解决单 秤台的称重精度低和防作弊差的问题而推出的。该系统的台面宽度 为1.6m左右,为单秤台的2倍,增加了有效称重距离,采集信号更 丰富,提高了称重精度,同时加宽台面,对于跳秤、S型等防作弊形 式具备硬件免疫能力。
优势:.整车总重量动态准确度等级2级,误差《± 1%。b.优秀 的防作弊性能,自身结构完全屏蔽跳秤和S型,部分屏蔽点刹和支 千斤。
劣势及问题:.传感器数量增多,秤体材料加大,成本大于单秤 台。b.对于点刹和支千斤的防作弊效果一般。c.维护量大于单秤台。
3.5整车式称重系统-整车计量。动态整车式称重系统既具有 静态秤高精度,又能保持动态秤高效率的计重产品。
优点:.有效称重区域18-24米,具备超高的称重精度。动态精 度指标:在达到Q/HDWQJ 001-2010的现场安装要求,车速《 15km/h的情况下,准确度等级为0.5级。b.完美的防作弊效果。由于 车辆自身重量完全处于秤体上,无法进行任何有效的作弊手段。
劣势及问题:a.设备及施工成本高。在现有称重形式中,秤体宽 度最大,传感器个数最多。b.维护量大。特别是北方地区的冰冻清秤 情况下。c.安装周期较长,对地面的破坏大。d.对收费广场要求高。e. 对雷电、冬季防滑的安全系数低。
4.称重精度对比(表1)
随着秤台宽度的变大,称重次数的减少,测量精度在逐步提高。
5.防作弊效果(表2)
总之,只有在工作中勇于探索、不断创新,提升计重收费系统 的设备管理水平,加大对违法违规车辆的执法力度,提高突发事件 的预防和应对能力,方能保证高速公路计重收费工作顺利实行。