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幾種動態(tài)地磅的比較與分析

通過比較幾種常見動態(tài)地磅的計量性能、防作弊功能、性價比等方面要素，分析其在高速公路計重收費系統(tǒng)中各自的優(yōu)缺點，為高速公路業(yè)主單位計重設(shè)備選型提供參考。
全國高速公路計重收費工作已開展 10 余年，計重收費技術(shù)在治理車輛超限超載、保護公路橋梁安全等問題上體現(xiàn)出重要作用。然而 “上有政策，下有對策 ”，一些貨車司機在利益驅(qū)動下針對各樣式動態(tài)地磅的技術(shù)缺陷研究車輛過衡對策，以車輛跳秤、沖秤、走 S形、貼邊通過等手段逃避通行費。相應(yīng)地，動態(tài)地磅也在不斷進行改進以解決這些問題，并提升自身性能。目前，動態(tài)地磅分為秤臺式、雙秤臺式、彎板式、石英晶體式、整車式等多種樣式，其計量性能、防作弊功能等方面不盡相同。本文對常用的幾種動態(tài)地磅的性能進行比較，并分析其適用性。
1.秤臺式動態(tài)地磅
秤臺式地磅的稱重臺面四角與基礎(chǔ)之間由應(yīng)變式力傳感器連接，工作原理是通過稱重臺面將車軸重量傳達到應(yīng)變傳感器，顯示在稱重儀表上，將車輛每一軸重量相加，繼而得到車輛總重。秤臺式地磅是計重收費系統(tǒng)的第一代計重衡器，由于生產(chǎn)廠家多、技術(shù)成熟、價格低廉而被廣泛采用。
然而，在多年的使用過程中，針對秤臺式地磅研究出了很多逃避通行費的方法，如跳秤、沖秤、走 S形、貼邊通過等方式。加之秤臺和傳感器老化、排水溝集水井日常維護不足、稱重儀表所用為舊版芯片、個別基礎(chǔ)的坡度受現(xiàn)場場地限制建設(shè)時就不符合要求等等因素，導(dǎo)致其穩(wěn)定性波動較大，幾乎每次檢定都需調(diào)試，有部分動態(tài)地磅甚至需更換稱重主板才能調(diào)試合格。盡管性價比很高，但由于在防作弊方面存在的明顯問題，秤臺式地磅已不能完全滿足高速公路計重收費的需求。
2.雙秤臺式動態(tài)地磅
為從技術(shù)方面解決車輛跳秤、走 S 形等作弊問題，第二代計重衡器應(yīng)運而生。雙秤臺式計重衡器就是其中的一個解決方案，其工作原理與秤臺式相同，但寬度幾乎是秤臺式的兩倍，這就有效解決了過衡車輛跳秤、走S 形的問題，并且衡器計量性能和使用壽命均得到了提高，在使用中得到了較高的評價。雙秤臺式計重衡器對于類似于車輛貼邊通過、反復(fù)倒車之類逃避通行費的問題仍未能解決，在防作弊方面還存在不足。
3.彎板式動態(tài)地磅
彎板式計重衡器采用兩塊獨立整體彎板稱重傳感器交錯布置方式，在每個傳感器前方都安裝車輛分離器，在解決車輛走 S 形、跳秤等常見作弊問題上甚至優(yōu)于雙秤臺式計重衡器。這種計重衡器安裝快捷，施工周期短，對路面破壞很小，安裝時不需要重做基礎(chǔ)，整套計重系統(tǒng)只需三天左右即可開放車道，適用于已開通的收費車道。彎板式計重衡器不能覆蓋整個車道，且對傳感器周圍路況要求高，車輛貼邊通過或路面有破損會導(dǎo)致稱重誤差較大。
4.石英晶體式動態(tài)地磅
石英晶體式計重衡器基于壓電原理，測量過程中不依靠傳感器形變，并且石英硬度較高，整體可視為剛性結(jié)構(gòu)，不存在老化和漂移（包括時間漂移和溫度漂移）問題，長期穩(wěn)定性好。石英傳感器安裝時開挖量更小、施工周期短，而且使用時響應(yīng)快，應(yīng)用速度范圍寬，在高速度段計量準(zhǔn)確度高，有效彌補了前幾種計重衡器在高速度段稱重準(zhǔn)確度下降的不足。
石英晶體式計重衡器的劣勢在于其設(shè)計要求將石英傳感器一次性封裝于路面中，與路面形成一個平齊的整體。這對傳感器預(yù)埋過程中使用的材料、安裝工藝以及路面質(zhì)量要求非常高，一旦傳感器周圍路面出現(xiàn)開裂、破損或沉降等現(xiàn)象，將會導(dǎo)致測量數(shù)據(jù)產(chǎn)生巨大誤差。另外，由于石英傳感器寬度較窄，相較于秤臺式地磅，車輛前軸更易于跳過，并且車輛在低速或是 “走走停停” 狀態(tài)下（車輛排隊通過收費站和司機故意為之均有可能）通過傳感器時亦會產(chǎn)生較大誤差。
5.整車式動態(tài)地磅
整車式計重衡器秤體包括多個稱重臺面，相鄰臺面采用搭接方式連接，使秤臺能夠被穩(wěn)定支撐，多個稱重臺面既相互獨立又連成一體。秤體有限位保護，能夠防止因劇烈沖擊導(dǎo)致的稱重臺面橫向或縱向產(chǎn)生位移，從而保證計重設(shè)備正常使用，其動態(tài)稱量誤差可控制在±0.5%之內(nèi)，是所有動態(tài)汽車衡中準(zhǔn)確度最高的。整車式計重衡器技術(shù)和原理基于秤臺式發(fā)展而來，技術(shù)成熟、故障率低及維護費用低也是高速公路業(yè)主單位在其開挖量大、價格略高的情況下仍然采用的原因。
由于整車式計重衡器稱重臺面長達 18 m 或以上，能夠完全解決之前計重衡器上可能出現(xiàn)的跳秤、走 S 形、貼邊、沖秤急剎車等問題，并且可以同時承載多輛車，對每輛車稱重進行合理分離，保證收費站車輛通過效率。
整車式計重衡器已向小開挖量、短秤臺方向發(fā)展，將在保持自身多項優(yōu)勢的前提下，開發(fā)出 12 m、 6 m 乃至長度更短、性價比更高的產(chǎn)品。
6.結(jié)束語
通過比較幾種高速公路常用的計重衡器可以看出，從高速公路計重收費系統(tǒng)運行至今所用的第一代秤臺式計重衡器已滿足不了高速公路業(yè)主單位的需求，正在也必將退出歷史舞臺。第二代計重衡器以其各自的優(yōu)勢均在市場中占有一席之地，同時又都表現(xiàn)出一些不能完全勝任的方面。隨著科學(xué)進步、技術(shù)創(chuàng)新，在不遠的將來一定會出現(xiàn)穩(wěn)定性、性價比、防作弊等等方面都更優(yōu)異的新一代計重衡器,以適應(yīng)社會經(jīng)濟發(fā)展的需要。
綜合考慮目前各種常用計重衡器的性能特點，筆者以為，整車式計重衡器盡管價格略高，卻在計量性能和防作弊性能上獨占鰲頭，可為高速公路業(yè)主單位廣泛采用。

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