八臺面軸重地磅是多臺面軸重秤的一種，其穩定的近8.8米有效稱量距離保證了其在實際應用中稱量距離與整車衡不相上下，從而使其稱 量精度與整車衡相當，且其秤臺結構的特點使得八臺面軸重秤具有能任意跟車，且精度無任何影響，軸型判別準確等優點。此外，由于其單個秤 臺與普通軸重地磅秤臺類似，因此具有綜合成本低，施工量較小，施工周期短的特點，實際部署實施時具有較大的優越性。

計重設備是治理超載的公路計重收費系統中的核心設備。 經過用戶十余年的計重應用實踐，早期在公路計重中廣泛應用的 單、雙臺面軸重秤雖然有安裝簡單，通行率高，維護方便，價格 低廉等優點，但其計量精度相對較低，且車輛非規范過秤（如沖 磅、拖磅）時誤差較大的缺點使得其難以滿足實際需要。近年 來，隨著用戶對計量精度等級要求的不斷提高，滿足動態1級要求 的設備在各地廣泛部署，整車衡、軸組枰以及多臺面軸重枰即為 其中的代表性計重設備。

一、概述

雖然各種計重設備結構不同，但其基本原理都是類似的，即 讓車輛通過秤臺，通過傳感器計量出相應承載重力的大小，再通 過相應的算法計算出真實的車重值。然而，當汽車以一定的速度 通過稱重臺面時，車輛自身諧振、路面不平、輪胎驅動等各種干 擾信號會疊加到有效稱重信號中，因此，相關研究人員提出了各 種算法以去除干擾，提高測量準確度。不過，取決于稱重的基 本原理，無論何種方法，均需要足量的數據長度方能計算出準確 的稱重數值121，所以，提高計量精度的關鍵點之一就是盡量延長 車輛在枰臺上的有效停留時間'

為了加長車輛在秤臺上的停留時間，一種方法是降低車輛 的通行速度，以期在同等抨臺長度的前提下取得更多有效稱量數 據。例如，要求車輛以低速（如5km/h以下）通過抨臺，甚至直 接采用靜態整車計量的方式。這種方法不是因為不規范過枰行為 難以保證低速通過,就是因大幅降低通行率而難以被用戶采納； 另一種方法則是増加被稱重物體（如軸，軸組或整車）在秤臺上 行駛的且可以用于稱重計算的長度——即有效稱重長度，以期達 到延長采樣時間的目的。事實上，整車衡、軸組秤和多臺面軸重 枰均為試圖達成此目的的不同結構形式。

二、八臺面軸重秤的稱重原理

(一)八臺面軸重秤的有效稱重長度

為了延長有效稱重長度，一種手段是直接增加抨臺的長度， 然而，在被稱重物體的坪量過程完成前，不應有其他物體被同時 置于抨臺上，一旦其他物體上抨，對被稱重物體的有效稱量過程 實際上就等于結束了。即對于軸重秤而言，枰臺長度最大不能超 過被稱量汽車的軸距長度，考慮到車輪著地長度，單個臺面最長 約1.1米；對于軸組枰而言，單個抨臺長度既要滿足盡量長的軸組 共枰時間，又要防止跟車、（負重）軸組在同一秤臺上等影響計 重精度的因素，因此，一般廠家將其設置在6米以下|41。對于整車 衡而言，其枰臺長度需大于車輛第1軸和最后1軸之間的軸距，受 車道長度等因素限制，一般長度為21米。

另外一種延長秤臺的手段是沿車輛行進方向設置多個坪臺， 坪臺之間獨立，然后通過技術手段將每個載荷（軸/軸組）依序通 過各個秤臺的重量波形進行合并，每個軸/軸組合并后的波形可視 為該軸/軸組重量在一個長臺面上產生的波形。這種手段即為多臺 面軸重枰的基本設計思路，從理論上，該方法可不斷組合出任意 長的有效稱重長度。

圖1顯示了一輛六軸車通過八臺面軸重坪的原始波形。從圖中可見，每個軸在各個抨臺上的稱重數據是相對獨立的，因此可 以將其進行分割后再合并，從而得到單軸在整個四臺面上行駛的 重量曲線，如圖2所示。拼接后的數據長度可完全滿足進一步高 精度計算的需要。

(二）不同秤臺結構的有效稱重長度分析 綜上所述，對于多臺面軸重秤而言，其有效稱重長度為臺面 個數與單個臺面長度的乘積。例如，單個臺面為1.1米的八臺面軸 重秤，其有效稱重長度可近似認為是8.8米，且與車型，軸型其他 因素等無關3然而，對其他秤臺結構而言，其有效稱重長度并不 一定等于坪臺長度，而與車型，軸型等存在一定的關系。

圖3顯示了一個7型軸組（三軸)在一個4.5米的軸重抨上的重 mm,對于軸組而言，其有效稱重距離為整個軸組在秤上行駛 的距離。以一般7型軸組第1軸和第3軸間距2.7米進行計算，其有 效稱重長度僅為1.8米（4.5米減2.7米），對應圖3中標注線段的時 間長度a由此可見，對于軸組枰和整車衡，其有效稱重長度不僅 與枰臺整體長度有關，還與車型、軸型有關。其有效稱重長度可 能遠小于秤臺的整體長度

圖4顯示了整臺面軸組秤的示意圖。由圖可見，有效稱重長 度只包括軸組完全在秤上時行駛的距離。不考慮前后軸組同在 秤臺上的情況，其對單軸軸組的有效稱重長度為6米，對雙軸軸 組的有效稱重長度約為4.7米，對三軸軸組的有效稱重長度約為 3.3 米。

同理，對整車衡而言，在不踉車的情況下，其對車輛有效的 稱重距離取決于車輛第1軸和最后1軸之間的距離。以6軸半掛車為 例，若其第1軸至最后1軸的距離為14米，則21米整車衡對該車輛 的有效稱重長度僅為7米，如圖5(a)所示；而在跟車情況下，一旦 后車駛h秤臺，對前車的稱量即相當于結束。因此，其對前車的 有效稱量距離即等于實際的跟車距離L，如圖5(b)所示。雖然一些 改進型的方案試圖減小跟車時的稱量誤差，但是從稱量原理上均 不可能完全排除相應的干擾。

與之相比，八臺面軸重枰通過八個臺面的組合，可以達到8.8 米的有效稱量長度，且不受車型、軸型的影響。考慮到實際應用 中稱量對象主要是包含雙軸或三軸的貨車，八臺面軸重枰的有效 稱量長度是軸組秤的兩倍左右，與21米整車衡的有效稱量長度不 相上下，從而保證了八臺面軸重秤在應用中的整體計量精度與整 車衡的計量精度相當。

三、八臺面軸重秤的應用

為了在實際應用中對八臺面軸重秤進行評估和檢驗，我們 于2016年11月在京臺高速魯冀收費站第30車道部署了八秤臺軸重 秤。經過對施工、安裝過程的跟蹤，以及一年多的實際運行，我 們對八秤臺軸重枰的應用特點總結如下。

(一）施工周期短，部署靈活

八臺面軸重枰的單個秤臺與普通軸重秤枰臺類似，尤其適合 于在現有車道上迅速部署。與螫車衡相比，具有基坑淺，土木施工量較小，施工周期短的特點，如圖6所示t因八枰臺軸重秤單 個臺面的長度較短，故為運輸、儲存提供了較高的便利性，施 工安裝亦能較好地適應復雜現場（如匝道、坡道等）的要求， 所以特別適合于在車道長度已固定的站點部署實施，而不必對 收費島身、廣場等進行重新改造。此外，其封道施工時間也比 整車衡方案顯著減少，從而可使改造工程對交通流量的影響降 低到最低限度。

(二）高精度，低成本，可任意跟車，運行穩定

對于任何車型或軸型，八臺面軸重坪的有效稱量距離均為8.8 米，從前述分析可知，該有效稱量距離與21米整車衡的有效稱量 長度處于同一量級，保證了八臺面軸重抨在應用中的整體計量精 度與整車衡的計量精度相當，但其整體價格（含土建）卻大幅低 于相應的整車衡價格。

八臺面軸重坪每個枰臺長度為1.1米，不會發生前后兩輛車的 車軸在同一坪臺上的情況；稱重儀表的算法可通過光幕狀態、坪 臺承載重量等數據，準確分離前后車輛的車軸重量，不會發生混 淆。即在使用時，任意跟車同樣可保證每輛車有8.8米的有效稱重 長度，跟車對稱重精度完全無影響。

八臺面軸重枰的八個獨立稱重臺面極大地提高了信息冗余 度，從而使比整車衡有較優的軸型判別準確度。此外，即使有某 個臺面的傳感器失效，八臺面軸重秤依然可以容措運行，不影響 車道通行。

(三）運維簡單，綜合使用成本低

八臺面軸重秤設備結構均經特別設計（如傳感器上置），非 常有利于施工部署及日常運維的高效完成。運維人員僅用千斤頂 和撬杠即可完成絕大部分維護修理工作，與整車衡和軸重枰的運 維工作相比，效率大幅提升，提高了設備使用率。

此外，八臺面軸重枰采用的稱重儀表可實現各傳感器的完全 獨立接入，并接入到相應的高速公路動態軸重枰監控管理系統。 管理人員可通過監控系統遠程監控軸重秤各設備的參數及運行記錄，尤其是對每個稱重傳感器、枰臺整體情況、顯控儀表的各項 參數等實現全面的監控，便于管理人員對軸重坪運行狀態、過車 情況、維護計劃等相關情況了解和掌握，從而提高運維效率，降 低了綜合使用成本。

四、結論

八臺面軸重秤是多臺面軸重抨的一沖，其穩定的近8.8米有 效稱量距離保證了其在實際應用中稱量距離與整車衡不相上下， 從而使其稱量精度與整車衡相當，且其坪臺結構的特點使得八臺 面軸重抨具有能任意跟車且精度無任何影響，軸型判別準確等優 點。此外，由于其單個秤臺與普通軸重秤枰臺類似，因此具有綜 合成本低，施工量較小，施工周期短的特點，實際部署實施時具 有較大的優越性。在我們一年多的實際運行中，八臺面軸重枰計 量準確，運行穩定，體現出了良好應用效果。