從動態地磅的構成及工作原理出發，依據國家檢定規程的相關規定，詳細地分析了動態地磅在進行動 態稱量時，因稱量對象運動沖擊性和運行速度等因素而產生的若干問題的原因，揭示了動態稱重的復雜性和可變 性，并針對各項問題的原因提出了切實可行的應對策略。這些分析和對策，對具體從事動態地磅檢定的專業技術 人員及即將在全國全面開展的車輛計重收費工作具有一定的參考價值。

1.引言

車輛計重收費是在法律法規允許的范圍內，通 過計重收費的手段對運輸車輛科學合理地收取通行 費，用經濟杠桿治理超載超限運輸車輛對公路的損 害以及對人民生命財產安全的威脅。

公路計重收費，從2002年2月起江蘇省首先開 始立項研究貨車計重收費課題，并于2003年3月開 始在個別收費站進行計重收費試點。2003年8月, 河南省在全省收費公路上率先對超載運貨車實施計 重收費，之后在收費公路上實施計重收費工作在全 國各地如火如荼地開展起來。四川省也于2003年 12月開始在隆納高速、內宜高速開始實施計重收費 工作，并于2007年6月1日在全省巳聯網的高速公 路實行貨車計重收費。

計重收費采用的是在收費站出站口對車輛在不 停車的情況下通過動態公路車輛自動衡器（以下簡稱為動態地磅）進行稱量的。既然要進行動態稱量 就必然會產生一些問題。下面首先從動態地磅的 結構、原理出發、談動態稱量產生問題的原因以及如 何認識這些問題、避免和消除這些問題的對策。

2.動態地磅的構成及工作原理

2.1構成

動態地磅是指帶有承載器并包括引道在內 的，通過對行駛車輛的稱量確定車輛總質量和或） 車輛軸載荷的一種自動衡器。

動態地磅主要由以下5個部分構成：a.高精 度動態軸重儀；b.紅外線車輛分離器；c.輪胎識別器； d.數據采集處理器;e.費額顯示器。

動態汽車衡的構成平面布置圖見圖1。

2.2工作原理

車輛駛入收費車道，其輪軸依次壓過鋪設在車 道路面中的高精度動態軸重儀、輪軸識別器，控制模 塊將重量和輪軸信號傳輸至數據采集處理器，經過 預設的綜合動態數據處理程序，數據采集處理器將 計算出每軸軸重、總軸重、總的車重、軸型單軸、聯軸）、輪胎類型單雙胎）等信息。安裝在路側的紅外 線車輛分離器可準確判別車輛是否完全通過。當車 輛完全離開紅外線光幕后，車輛分離器可準確判別 車輛是否完全通過。當車輛完全離開紅外線光幕后， 數據采集處理器將稱重結果、車型判別結果等信息 傳輸到車道收費計算機。車道收費計算機依據計重 收費費率對車輛實行計重收費，并將車輛的載重信 息和應交納的金額顯示在費額顯示屏上。

3.動態稱量問題產生的原因

3.1稱量沖擊力導致的動態稱量差異

動態稱量，由于車輛通過軸重儀秤臺將對秤臺 產生垂直和水平兩個方向的沖擊，其中垂直方向的 沖擊是當車輛駛上或駛下秤臺時，由于突然的加載 和卸載秤臺產生彈性變形，或者是秤臺與行車道平 面不等高使通過車輛的重心相對地面秤臺）垂直位 移而產生的；水平方向的沖擊則來自車輛輪軸處在 秤臺上作加減逋起步、加油、剎車）運動時車輛對秤 臺的反作用力。秤臺面下的稱重傳感器受到的是這 兩種沖擊力，這兩種沖擊力對軸重儀的稱重準確度 和使用壽命的影響都是很大的。

正因為如此，國家在制定檢定規程時，對動態稱 量和靜態稱量的最大允許誤差作出了較大的差別規 定。根據國家檢定規程的規定，準確度等級為5級的 動態地磅在運行速度范圍檢定時，整車總質重的 最大允許誤差為±2.50%。這同用電子地中衡對車輛 進行靜態稱量的最大允許誤差是有很大差別的，依 據國家檢定規程JJG539- 1997《數字指示秤》的規 定，其最大允許誤差是按一個秤在不同的稱量范圍 的大小來確定的，分別為0.5e、1.0e、1.5e，e是檢定 分度值。以一臺檢定分度值e=10kg、III級的30t電子 地中衡為例：稱量范圍為：0-5000) kg時，其最大允 許誤差為丑kg;稱量范圍為：5000^20000) kg時，其 最大允許誤差為i0kg;稱量范圍為：20000^30000)kg時，其最大允許誤差為i5kg。由此，我們可以得 到5級、30t/軸的動態汽車衡與III級、e=10kg的30t 的電子地中衡在檢定時的最大允許誤差的對比，見 表1。表中m代表的稱量值）

從表1中可看出最大載荷均為30t的動態地磅和電子地中衡，其動態地磅的最大允許誤差比 電子地中衡的最大允許誤差大50倍之多。現舉一個 具體的例子來看一看兩種衡器稱量結果的差別。某 三軸貨車司機從煤礦拉煤，為了不超過30t，該司機 在30t的地中衡上計量得到整車總質重為29500kg， 但到某高速公路收費站稱量卻超過了 30t，達 30200kg，按照老的收費標準三軸車超過30t就得另 行計費。這樣一來，就很容易發生糾紛。但是，純粹從 檢定的角度來看，假設30t地中衡檢定結果是負誤 差，誤差最大可達-15kg，如果30t/軸動態地磅檢 定結果是正誤差，誤差最大可達750kg，于是，由此 可得到這兩臺衡器的檢定稱量之差最多可達 765kg。而以上所舉的那個例子在兩臺衡器上稱量 之差為700kg，還沒有超過765kg，所以單從這個角 度來說兩臺衡器的誤差都還是在檢定規程允許的 范圍之內的。也正因為如此，動態稱量變動性比靜 態稱量變動性大的多。更何況準確度等級為5級 的動態地磅，在使用中其整車總質重的最大允 許誤差為丑.0%，也就是說30t的貨車最大稱量誤 差值可達d1500kg。

3.2運行速度對動態稱量帶來的影響

依據國家檢定規程JJG907- 2006《動態公路車 輛自動衡器》的名詞術語定義，動態地磅的最高運 行速度是指的衡器設計規定的能進行正常的動態稱 量的最高車速，超過該速度稱量結果可能產生過大 的相對誤差；動態地磅的最低運行速度是指的衡 器設計規定的能進行正常的動態稱量的最低車速， 低于該速度稱量結果可能產生過大的相對誤差；運 行速度范圍是指的最高運行速度與最低運行速度之 間的范圍。在檢定過程中發現，運行速度低時的動態 稱量對檢定結果影響不是太大，但不少動態汽車衡 在高于10km/h以上時進行動態稱量對檢定結果的 影響比較明顯，其誤差不僅較大，而且其誤差變化也無規律。

以目前高速公路安裝的動態地磅來看，動態 稱量的準確度等級基本上都是5級，也就是說首次 檢定和后續檢定的最大允許誤差均為整車總質量 的±2.50%,而且適用于整個運行速度范圍。縱觀我 們的不少動態汽車衡生產廠家的使用說明書可發 現，動態稱重是按不同的速度范圍給出的不同的稱 量精度，見表2。

應該說,這個分類是不符合國家檢定規程要求的， 按照檢定規程來判斷這個生產廠家生產的動態地磅只有在:0-12)km/h這個范圍才是它的正常運行速 度范圍，而12-20) km/h、0-30)km/h則不符合檢定 規程要求的正常運行速度范圍。我們在對動態地磅進行檢定時，的確就發現有個別的動態地磅在10? 15) km/h速度時動態稱量誤差是嚴重超差的。

3.3秤臺限位裝置對稱量結果的影響

各動態地磅生產廠對秤臺的前后、左右的限 位裝置設計各有不同，有的采用萬向關節軸承組成 的水平拉桿式限位機構，有的采用螺釘式的碰撞式 限位機構等等。需要指出的是：不同的限位機構對誤 差的影響差別是很大的，萬向關節軸承組成的水平 拉桿式限位機構，消除了秤臺的水平晃動間隙，當受 到水平方向沖擊時，秤臺不產生位移，避免了秤臺位 移造成的沖擊。而采用碰撞式限位機構，當限位間隙 大時，一旦車輛駛上秤臺，秤臺將產生位移而造成沖 擊；當限位沒有間隙即當螺釘直接頂住秤臺檔板時， 由于汽車的質量施加在秤臺上，秤臺將產生彈性變 形，而頂住秤臺的螺釘又將阻止秤臺的變形，這就 必將造成誤差，特別是對小稱量值影響很大。現以 一臺動態地磅的情況為例，使用質量為2060kg 的參考小車以；5-20) km/h的運行速度對其進行檢 定，顯示只有1650kg,誤差竟高達-20%,而且根本 無法用改變標定系數的方法進行調整，經檢查才發 現是限位螺釘死死地頂住了秤臺的檔板，由此而產 生的摩擦力就造成了極大的負誤差。在沒改變其它 因素的情況下直接調整限位螺釘后顯示值就變成 了 2050kg。

摩擦力對動態地磅在大負荷稱量時影響小, 但對小負荷稱量值影響極大。就以上面那個例子為例，此臺動態地磅因為限位裝置的原因所產生的 摩擦力大約為390kg,通常情況下摩擦力是一個恒 定值，由此可得到該摩擦力對動態地磅在各稱量 值造成的誤差值，其示值誤差表見表3。

3.4動態分度值對小負荷稱量所引入的不準確性

有的生產廠家生產的動態地磅其動態分度值 為50kg,這給動態地磅的小負荷檢定帶來較大的 困難。仍用上面所提到的那臺質量為2060kg的參考 小車來檢定動態地磅，最大允許誤差值只有士 51.5kg,當其顯示稱量值為2100kg時，誤差為 1.94%,這顯然是合格的；但當其顯示量值為2000kg 時，誤差為-2.91%,這顯然就巳經超過了-2.50%。在 實際中，用小車作為參考車輛來檢定動態汽車衡時， 發現其示值超差的不在少數，分析其原因應該說不 少還是因為分度值過大而無法顯示其比較客觀的值 所造成的。

當然，我們也注意到國家檢定規程JJG907- 2006《動態公路車輛自動衡器》關于其準確度等級、 分度值與最大分度數、最小分度數的對應關系表中 的規定：動態準確度等級為2級、5級、10級的動態地磅，其最小分度值d為50kg。因此,5級動態地磅的動態最小分度值為50kg顯然是符合檢定規 程的，但是對動態分度值為50kg的動態地磅確實很難檢定小負荷稱量值的，特別是更難檢定按規程 規定的5級動態地磅最小秤量值10d即500kg這 一小負荷稱量值了。

3.5車輛分離不清或行車模式不規范導致的稱量結果錯誤

當紅外線車輛分離器玻璃窗上有污泥、有霜凍、 過多灰塵或光電管有故障時將影響車輛分離器的正 常工作，導致數據處理錯誤；往復倒車、不完全倒車、 走S形、點剎車、壓秤邊等非正常的惡意行車模式， 也將導致數據處理錯誤；當被測車輛的非正常懸掛 物、或超長運載物導致錯誤地判斷時，也將使數據處 理錯誤。

減少動態稱量問題及稱量糾紛的對策出現 針對以上出現的五個問題，我們分別采取以下 五個大的對策。

4.1對策一

(a)動態稱量與靜態稱量的最大允許誤差相差甚大，這也是國家檢定規程所規定的，并非是人為 的。因此，凡遇到出現第一個問題中所舉例子的情況 時，作為收費站的收費員應該向駕駛員作好解釋工 作，讓他們對這個問題有所認識和了解，不要動不動 就懷疑是動態地磅的問題。

(b)四川省為了盡量地避免出現第一個問題中 所舉例子的那種情況，要求全省在檢定動態地磅時都盡可能取負誤差，即-2.50^9) %之間，也就是 說稱量的顯示值都比實際值小，這就有力地保證了 盡可能少地出現以上所舉例子的情況。這樣一來，盡 管收費是減少了，但扯皮確少了，這又何樂而不為！

(c)針對動態稱量當車輛通過軸重儀秤臺時，對 秤臺要產生垂直和水平兩個方向的沖擊。因此，對動 態地磅的安裝應盡可能避免坡度。坡度對稱量結 果的影響很大。因為動態汽車衡器秤臺面處于坡度 上，當汽車駛上秤臺面時將產生較大的沖擊，直接導 致速度大時稱量結果發生較大誤差。

（d）減速帶的設置應盡可能合理。當動態地磅秤臺前后的減速帶比較靠近衡器秤臺面時，會導致 汽車輪胎剛通過減速帶而汽車的減震鋼板還處于振 動的狀態時，輪胎就行進到了衡器秤臺面上，從而造 成稱重數據的改變；或是當汽車的一軸輪胎剛進到 秤臺面上時，而另一軸輪胎正通過減速帶，這勢必造 成示值誤差，特別是汽車速度越快時，對示值影響越 大。

(e)注意對動態地磅安裝現場環境的保護。特 別要注意的是顯示儀器、傳感器的防水、防沖擊、防 雜物石塊、鵝卵石等），保持秤臺及其前后道路的清 潔，以確保衡器的正常使用。

(f)動態稱量的環境比較惡劣，因此，在檢定有 效期內，各動態地磅的所在收費站應該特別注意 動態稱量狀況，一旦在正常速度范圍內都發生較大 的動態稱量誤差，則應及時反映，以便采取相應措 施，避免造成不必要的損失。

4.2對策二

(a)根據檢定規程的要求，對超過規定的運行速 度范圍的稱量，動態汽車衡應不指示和不打印稱量 結果。盡快地設置在超速的情況不指示和不打印稱 量結果的功能，以免造成過大的動態稱量誤差。

( b) 各 收 費 站 應 向 駕 駛 員 進 行 超 速 影 響 稱 量 結果的宣傳，并以更醒目的標牌標明稱量的正常 速度及嚴禁超速的要求。在超速不顯示、不打印的 功能設置后， 應及時的宣傳超速不打印稱量結果 的情況。

4.3對策三

(a)選擇結構設計合理的限位裝置，這無疑是十 分重要的。

(b)對于采用螺釘限位的碰撞式限位機構，一定 要調整好其間隙。使之處于正常狀況。為了保證這一 愿望的實現，用小稱量的參考車輛進行檢定是比較 穩妥的。

(c)在秤臺面的前后部位合理設置減速帶，以減 小汽車駛入、駛出稱量區域時的速度。

4.4對策四

適當地減小動態分度值，將有利于對小稱量檢 定的可靠性。對此也并不是不能實現的，目前安裝的 動態地磅就有動態分度值顯示為10kg的，也沒有 發生數字跳閃的現象，這說明減小動態分度值還是 可行的。

4.5對策五

(a)當紅外線車輛分離器玻璃窗上有污泥、有霜 凍、多灰塵或光電管出現故障時，應及時進行清洗鏡 頭或重新對準鏡頭、或更換光電管。

(b)收費站的收費員對非正常的惡意行車模式 應能及時識別，以防止錯誤的判斷。特別要注意因收 費站處于車輛擁擠而車輛不能勻速地通過秤臺面時 突發地啟動或沖擊式地通過秤臺面的情況，實踐證 明這種情況是造成稱量超差的最大隱患。

(c)要能敏捷地識別出被測車輛的非正常懸掛 物及超長運載物，以防止錯誤的判斷。

5.結束語

根據以上分析可看出，動態地磅在動態稱量過 程中將出現一些問題，充分地認識和處理好這些問 題，是非常重要的。以上分析和對策或許對具體從事 動態地磅檢定的專業技術人員以及即將在全國全 面開展的車輛計重收費工作具有一定的參考價值。