本文通过阐述动态地磅的应用领域，介绍了动态地磅的发展历程及现阶段动态地磅的问题，由此介绍了动态地磅的新时代—轴组式动态地磅，并通过与其他动态地磅的对比突出了轴组式动态地磅的特点和优势。

   作最为描述物质基本特性的度量衡之一，物体质量的测量是有史以来人们最为重视的活动。近年来，随着物流行业的急速发展，车辆的称量问题浮出水面，如何准确而快速地获取车辆质量的问题逐渐得到人们的重视。在动态汽车衡发展成熟之前，通常以静态称量的方式获取车辆重量，尽管车辆静态称量的精度非常高，但车辆静态称量的效率是极其低下的。多年来，很多国家对车辆如何快速而准确地称重的问题进行了探索，而我国在车辆的动态称量中发展了独有的技术。

一、动态地磅的发展

 20世纪50年代，美国人受到德国人启发，在国内建造高速公路网，然而，随之而来的却是超限车辆对路面的损坏日益严重。美国自1953年即着手研究车辆运动中的重量检测技术。而最早进行车辆动态称重的技术研究，奠定了车辆动态称重技术基础的国家则是匈牙利。不过早期的动态称重系统研究偏向于在硬件上解决问题，在传感器以及承受器如何能够精准得反映车辆对其压力的问题上一直在兜圈子。直到1976年春，来自日本的小野敏郎于第七届IMEXO/TC3会议上发表了重要论文《动态称重问题估算理论的应用》，为车辆动态称重提出了不同于以前的软件方面的解决方案，是动态汽车衡的研究由纯硬件测重向软件突破的一个里程碑。

  国内针对地磅称重研究开始在20世纪80年代初期，最早独立研发动态地磅并提出成果的是重庆公路科学研究所，其研发的SM2000和SM3000动态汽车测重系统可以用在道路的自动化交通流量调查、货车轴载重检测、限重限超执法等领域，山西的计量测试研究院与太原理工学院也曾进行过联合开发，最终开发出轴称重式车辆动态地磅。随着高速公路的不停发展，公路车的超载超限现象日益严重，而运货车辆的大幅增加，也使原有的静态称量技术效率低下的问题日益严重，因此对车辆的动态称量产生了非常大的需求。

动态地磅是用称重平台和引道构成的动态公路车辆自动衡器，根据计量的方式不一样，动态汽车衡一般有轴组（或轴）重式动态地磅、轮重式动态地磅、整车式动态地磅三种样式。

（一）轴重式动态地磅

称台式是最为常见的以轴称量的方式获取整车重量的动态地磅型式，称台式动态地磅的称重平台由承载体和支撑承载体的四只应变式传感器组成。当车辆的每个轴动态形式经过承载体时，承载体将车辆的轴重转变为对应变式传感器的压力，应变式传感器则将作用于其上的压力转变为电信号，称重系统采集应变式传感器产生的电信号并进行处理，相应得出汽车每个轴的轴重，辅助分车设备对车辆驶入和离开进行判别，车辆离开后对通过的每个轴重进行加和获取车辆的总重，其称量的准确性取决于安装的道路情况、车辆段行驶速度、车辆的行驶方式以及称重系统对数据的处理水平。其优点在于称台开挖量较小、施工进度较快，且后期维护量小、成本低；其缺点在于轴的有效称量距离短，为称重平台沿行车方向的速度，从而导致其精度和可靠性较低，受车辆速度计不规范行驶影响大。

（二）轮重式动态地磅

弯板式动态地磅是常见的轮重式动态汽车衡，弯板由框架支撑，它自身便是传感器，当车轮碾压时，弯板受力向下弯曲变行导致应变片电阻发生，从而可以得到车轮的重量以及车辆的总轴数，再对轮轴累加得到车辆的总重。其优点在于开挖量小、施工进度快、且后期维护量小、成本低；其缺点在于轮的有效称量距离短，为称重平台沿行车方向的长度，从而导致其精度可靠性较低，受车辆速度及不规范行驶影响大，且对称重平台周围的路面情况要求较高。

（三）整车式动态地磅

一方面，由于轴重式和轮重式地磅的称重平台较短，使车辆容易采取加速或减速的方式转移车辆重心，从而导致称重精度大大降低；另外一方面，由于传统的静态大称的车辆通行效率较低，因而整车式动态地磅浮出水面。由于是整车称量，车辆受外部因素的影响较小，其准确度较高，整车称量的准确度可达到0.5级，甚至高达0.2级。但称台的体积大，结构较复杂，刚度较低，要求动态过秤的速度较小，一般在15km以下，基础施工量大，现场安装复杂。

二、动态地磅的应用

动态地磅是为了解决静态地磅在车辆重量获取中的低效问题而产生的。在国内，车辆的动态称重技术发展与目前的车辆超限超载情况息息相关。但动态称重技术不只局限于超限超载治理的应用，现在动态称重系统有如下重要运用领域。

（1）道路的交通量查询。利用动态称重系统及附属的汽车感应器计算某车道的车辆数量，车辆种类以及重量分散在哪一部分，依据统计数据得到某一条路的车辆行驶状况，以此作为依据来制定道路规划设计、路面的养护以及路面大修计划。

（2）超载运输管制。道路治理者建立道路超载执法站，经过精密、严厉的对超载超载车辆的司法，对道路路面形成了较好的保护，使车辆在道路上行驶更加安全。

（3）应用于车载计量收费。使用动态称重系统于道路流通车辆，执行按载荷收费，完美诠释了公平公正这一社会原则，多载则多缴费，针对超限运输加大收费力度，行之有效地制止了货车超载超限对公路造成的损害，极大地保护了高速道路路面与桥梁，制止了持续增长的超限运输货车对道路路面、桥梁的过分迫害，今儿大大提升了车辆驾驶的安全性能。

（4）设于道路闸道、弯道的载货车的安全预示系统。这样的运用方式在当前国内还未曾出现。一般情况下，将设备放置在公路闸道或者弯道处，避免对不熟悉路况的货车司机造成整车翻车或者倾覆。在匝道与弯道预先埋设称重的设备与检测的设备，依据车的重量与车的速度计算出灌完的离心力，进而得到拐弯的安全行车速度，之后，道路前方电子显示屏上自动地显现出安全行驶速度，提醒驾驶司机不能超速行驶。

三、动态地磅存在的问题

动态地磅在计重收费等领域的应用中显现出了一系列问题，主要凸显在以下几点。

（1）设备体积庞大，在收费站场地安装动态衡器的困难比较大，设备安置时间长，维护的复杂度高。

(2)设备的稳定性能干扰费额。系统检测数据与实时车型的对比主要如下：一是单双胎型判别错误；二是多轴或少轴，即称重数据相比车辆实际轴数多轴或者少轴的情况，是收费无法正常进行。面对以上情况，有些情况下收费员可以通过修改限载来进行调整，但限载修改以后两次的收费额会发生变化，司机会认为是收费员人为操作，极易引发矛盾；有些情况下只能让车辆倒回重新称重，从而引起车辆的排队，甚至在倒车过程中发生事故。

（3）称重的差异变成新问题的关键。载重车量在通过不同的收费站、甚至不同的收费车道时，其测量数据会反复出现称量值偏差巨大的情况。而货车司机则按照对自己有利的方式与收费站收费人员理论，经常因此而产生纠纷。对于计重收费来讲，其收费费率与车辆的超限率息息相关，通常是超限率在某个阈值以下为标准费率，某个阈值以上是加倍费率，因此素然是极小的误差，但有可能一下子就超越了阈值，需要交的道路通行费也变化巨大，极易引起冲突。

（4）同行费用被偷逃。一部分货车司机利用逃费技巧，以不规范的方式通过动态汽车衡。例如：以S行行车轨迹通过秤台台板，使轮胎向下的压力分解成横向的扭矩，从而减少某个或某几个轴的称量重量；车辆最末轴组通过动态汽车衡时采用拖车过秤台台板的方法，使车辆的重心前倾，进而使后轴的重量减轻。

四、动态地磅新时代、

随着高速公路的不断发展和技术水平的不断提高，对于称重精度、设备成本、施工进度、维护复杂度、防作弊效果、设备稳定性的综合性要求会越来越高，而现有的动态汽车衡无法在这几方面达到很好的平衡。纵观动态汽车衡的发展历程，凡是遇到需求的改变，新型是的动态地磅会应运而生。

轴组式动态地磅是综合考虑了称重精度、设备成本、施工进度、维护复杂度、防作弊效果、设备稳定性而设计出来的，其性能对比见表1.它沿行车方向上的长度为5.1m，由四个称重传感器支撑，在称重平台的上秤端和下称端个分布了两组触发器传感器，用于识别车轴经过上秤端和下秤端的方向，它分别对各个轴组进行称量，最后将各轴组的轴组重求和的到车辆的总重。一方面，由于是轴组称量，所以运动过程中在各相邻轴（连轴中）之间的重量转移对于轴重组的称量几乎没有影响；另外一方面，其有效称量距离为各轴组的轴间距与轴组完全独立（或两相邻短轴距轴组）在秤台上的可行驶距离的最小者，凭借如此大的称量区域，不仅可以很好地保证称重精度，还可以很好地从结构上大大降低车辆作弊的难度；第三，由于其具有更加丰富多样的数据信号，所以可以通过车辆的上、下秤速度更准确地计算车辆通过秤台的加速度，从而识别车辆的作弊行为，按照车辆加速度的动力学模型对作弊后重量进行修正，可以很好的保证车辆的称重精度。

五、结论

随着对于称重精度、设备成本、施工进度、维护复杂度、防作弊效果、设备稳定性的综合性要求的逐渐提高，轴组式动态汽车将会逐渐被推广使用，并将引领动态地磅的一个新时代。