动态称重系统的概念与规范标准

动态称重系统的概念与规范标准 近年来随着交通调查、超限治理和计重收费工作的不断深入，汽车动态称重系统得到了越来越 多的应用。关于动态称重系统都有哪些标准和规范?对这些受到普遍关注的问题，本文将作一介 绍。 为保证公路的使用性能、车辆和乘员的安全，对于进入公路行驶的车辆进行轴重和总质量的超 限进行合理的控制是必要的。因此对车辆的称量技术近年来得到重视和发展。 什么是动态称重？ 通常把车辆质量的称重分为静态和动态两种方式，由于公路管理主要是针对 进入公路行使的车辆，因此应采取动态称重的方式进行监测管理。目前产品在技术上较多 的采 用应变式传感器，其优点是制作容易、成本较低，但由于应变片频率响应区域窄的特性，因此 只使用于静态和准动态。与其比较石英压电传感器具有频率响应区 域宽和对温度不敏感的特性， 更适合动态监测的工作要求。值得注意是目前国内普遍装用的均为静态称重系统，但由于商业 需要和技术上的混淆都标称是“动态”， 但实际只能测量在静态和很低车速行驶的车辆（收费口） 。对目前交通流量已饱和的公路，若在收费口分流卸载必将大幅减低公路的通行效率。 动态称重和动态称重系统的概念 称重分为静态称重和动态称重，日常生活中经常遇到的是静态称重，然而在实际生产中，例如 流水线生产、食品加工、医药生产、生产计量、交通运输等大多涉及的是动态称重。因为动态 称重可以缩短作业时间、改善操作条件、提高生产效率和加强企业管理，从而推进了工业生产 的自动化和管理的现代化。因此，动态称重控制系统的研究在国民经济中具有重要意义。 动态 称重是指通过测量和分析轮胎动态力测算一辆运动中的车辆的总重和部分重量的过程。 动态称重系统是一组安装的传感器和含有软件的电子仪器，用以测量动态轮胎力和车辆通过时 间并提供计算轮重、轴重、总重（如车速、轴距等）的数据。 由于动态称重控制系统是具有测量行驶车辆重量的特点，决定了它在交通轴载调查、治理超限 超载运输和计重收费系统中不可替代的作用，也正是因为这一特点，它必须测量运动中轮胎的 动态力而不是静态荷载，在性能和使用上都与传统的静态汽车衡有着显著区别，因而静态汽车 衡的相关标准交不适用于动态称重系统。 有关动态称重控制系统的规范标准 此项为美国材料试验会，公路动态称重系统标准规范及用户要求与试验方法。这是目前国际上 惟一一个正式发布的动态称重系统标准，最早的版本发布于 1990 年，也是公认的权威标准，被 国际上和中国的民有专业动态称重设备生产商所采用。它首次对动态称重控制系统进行了定义 了分类，规定了性能要求、用户要求（使用条件）以及试验方法等。该标准有以下几个特点： 规定高速称重系统与低速称重系统的分界车速 16km/h(10mph)，规定用于执法目的高速称重系 统（类）总重误差为 6%，用用执法目的低速称重系统（IV 类）总重误差为 1100Kg(按最小 秤重 4%计算) ；对于精度误差不采用绝对的最大允许误差概念，而采用置信度，符合动态称重 的真实理论特性以及概率原理。 此项为欧洲科技委员会，欧洲动态称重系统规范。 继 ASTM 之后，欧洲推出了动态称量系统规范，但不是一个官方标准，而是一份指导各成员国 以及制造商编写标准的指导性文件。在总体上，这份指南与 ASTM E 1318 是一脉相承的，但由 于它是建立在欧美及其他国家的经验基础之上，而且 2000 年才出版，因此具有更丰富、更先进 的内容和更适合当前的发展水平，它具有以下几个特点：建议高低速称重控制系统的分界在 15-20kmh 间；对于用途具有法律效力(如限重执法、计重收费 )的称重系统、总重、误差统 一规定为 5，仍有高低速的区别，对于称重精度误差，同样采用置信度的概念，在对动态称 重系统的精度分类上，分得更细一些，但大体上可以与 ASTM E 1318 分类相对应；对试验方法 和误差分析给出了更深入的论述。 此项为国际法制计量组织建议草案。这份由国际法制计量组织提出的建议草案，出发点是把动 态称重系统作为一种衡器，参照静态汽车衡的标准，适当结合动态特性制订出来的。在各个方 面，它与 ASTM 和欧洲标准有很大区别，其专业性不够， 这是引起争议的焦点。为此，美国 和欧洲一些在动态称重领域技术领先的国家对这份建议投了反对票， 中国交通部门从事动态称 重的一些专家对这份建议也持不同观点。它有以下特点： -定义区别 对于动态称重与 ASTM 的定义相同，均为 WIM，但把动态称重系统(W IM S)定义为自动汽车 衡。 -性能指标体系区别 自动汽车衡按照精度分为 6 个等级 A、B、c、D E、F，分别对于总重误差为 01、O2、05、5、1O。其中只有 E、F 可以大致上与 As vI 和欧洲标准相对应。 在前者看来，增加 E、F 等级已很勉强，这样的精度已经很难与衡器标准吻合，是为了结合动 态称重系统的特点不得已而为之，而后者看来，A、B、c、 D 四个等级，以动态称量系统自身 的特性和现阶段的技术水平而言，是不可能达到的，在理论上可以说是错误的。 动态称重系统的适用范围 由于专业性的争议，这份建议的最新讨论稿(R 134 2004)对适用范围作了更多的规定。 a)适用于测定车辆总质量的动态称重设备 b)在可能被核准的情况下，按适当的精度等级，适用于测量和指示轴( 轴组)荷载 附加条件：适用于被安装在受控的称重区域并且由制造厂指定适宜的测试速度范围 c)不适用于直接安装在普通公路中或表面的动态称重装置 d)不适用于按各个轮载称重累加为轴载的动态称重设备 e)不适用于安装在车体上进行测量的动态称重设备。 这其中会产生一个问题，由于绝大多数动态称重设备都是采用的上面 d)条的原理，包括一些静 态或低速的地磅，这就使得这份建议不适用大多数动态称重设备。 交通行业标准与汽车轴载动态检测系统装量技术条件 2000 年交通部开始编制的标准 汽车轴载动态检测装量)已经完成。该标准的编制以 ASTM E1318 和欧洲动态称重规范为基础，结合国家攻关项目“动态车轴称重系统研制最终成果，参考 了美国联邦公路局 动态称重手册)、 公路性能监视手册)、 交通监控指南)和我国电子衡器相 关标准以及大量的国内外实际工程。同时，根据我国道路车辆，交通的实际情况，在总体水平 上与 ASTM 和欧洲标准的水平保持一致，它有几个特点：标准体系和内容基本上等效采用 ASTM E1318 和“欧洲的动态称重规范 ，标准编写格式按照 GBT 1422492 进行调整，在试 验方法的设计上进行适当缩减，以减小试验成本和周期。 此项为国家质监局，动态汽车衡检定规程(车辆总重计量)和动态汽车衡标准。动态汽车衡检定 规程(车辆总量计量)和动态汽车衡标准于 2004 年发布，它有几个特点：等效采用 OIML 国际 建议 动态汽车衡)(R 134 2001)，编写格式按照 TJF1002-1998 国家计量检定规程编写规则)进行 调整，检定内容加以具体化，对检定车的种类进行调整。 了解和掌握动态称重系统概念及相应的标准规范对于正确选择和使用动态称重设备及动态称重 仪表十分重要，通过上述介绍，最后总结几点： 首先，这种称重系统是一种技术含量很高的复杂设备