【摘 要】 介紹了國內(nèi)外動態(tài)車輛稱重設(shè)備規(guī)程規(guī)范的主要內(nèi)容，由規(guī)程說起當(dāng)前動態(tài)公路設(shè)備應(yīng)用中的推介誤導(dǎo)和認(rèn)識誤區(qū)，以落實動態(tài)車輛稱重設(shè)備實施、應(yīng)用的科學(xué)性并避免設(shè)備選用的盲目性。 【關(guān)鍵詞】 標(biāo)準(zhǔn) JJG907 ASTM E1318 Keywords：Standard Specification JJG907 ASTM E1318 一、引言 自2003年國內(nèi)部分省市實行計重收費以來，動態(tài)車輛稱重設(shè)備的使用越來越廣泛，但由于設(shè)備供應(yīng)商實力和實施經(jīng)驗的參差不齊，最早安裝的稱重設(shè)備并非都能令業(yè)主滿意。隨著2005年交通部《收費公路試行計重收費指導(dǎo)意見》的出臺和《全國治超檢測站點規(guī)范化建設(shè)試點工程實施方案》通知的下發(fā)，全國許多省份針對于收費公路的計重收費設(shè)備和超載檢測設(shè)備相繼步入新設(shè)備試點運營、大規(guī)模設(shè)備采購和舊產(chǎn)品更新?lián)Q代的調(diào)研階段。很多衡器廠家和公路機(jī)電設(shè)備供應(yīng)商看好其巨大的市場前景而通常采用“拿來主義”紛紛上馬，其中出現(xiàn)諸多對于動態(tài)車輛稱重設(shè)備（系統(tǒng)）認(rèn)識、研究不夠的情況，新一輪關(guān)于動態(tài)車輛稱重設(shè)備應(yīng)用及其技術(shù)指標(biāo)的浮夸之風(fēng)越演越烈。但是，動態(tài)車輛稱重設(shè)備與一般靜態(tài)稱重汽車衡是有其特殊性的。動態(tài)車輛稱重設(shè)備技術(shù)含量高、使用頻率高，項目投資大、施工周期長，對供應(yīng)商綜合實力要求較高，若技術(shù)上、資金上沒有把握而匆匆上馬隱含著很大的風(fēng)險。一旦設(shè)備性能不達(dá)標(biāo)，施工不合格，可靠性和工期不能滿足業(yè)主實際要求，將會對各方面造成重大損失。 二、動態(tài)稱重系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范 公路車輛動態(tài)稱重設(shè)備（系統(tǒng)）在國外的良好運行已有近20年的歷史，在我國普遍采用卻還只是近3、4年的事情。 近年來，隨著交通調(diào)查、超限治理和計重收費工作的不斷深入，動態(tài)車輛稱重設(shè)備在國內(nèi)得到了越來越多的應(yīng)用，系統(tǒng)的實施和技術(shù)得以跨躍式的發(fā)展，其周邊設(shè)備及應(yīng)用范圍的不斷延伸，逐步集成化、系統(tǒng)化。目前，在《動態(tài)公路車輛自動衡器國家標(biāo)準(zhǔn)》正式出臺之前，為滿足生產(chǎn)、檢定等應(yīng)用需求，國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局根據(jù)OIML R134國際建議《動態(tài)公路車輛自動衡器》＜Automatic Instruments for Weighing Road Vehicles in Motion＞2004年第五草案版頒布了JJG907-2006作為動態(tài)車輛稱重設(shè)備（系統(tǒng)）的檢驗規(guī)程和規(guī)范依據(jù)。 作為動態(tài)車輛稱重系統(tǒng)應(yīng)用開展最早的國家之一，美國材料試驗協(xié)會于1990頒布了《公路動態(tài)稱重系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范及用戶要求和試驗方法》＜Standard Specification for Highway Weigh-In-Motion（WIM）Systems with User Requirements and Test Methods＞，詳細(xì)說明、規(guī)定了動態(tài)稱重系統(tǒng)應(yīng)用的準(zhǔn)確度等級劃分、站點技術(shù)要求和試驗程序和方法等，這也是目前國際上唯一一個正式發(fā)布的動態(tài)車輛稱重設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)。其他有關(guān)于動態(tài)車輛稱重設(shè)備應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范還有歐洲的COST 323 European WIM Specification等。 目前，國內(nèi)廠家根據(jù)自身技術(shù)淵源和對于動態(tài)公路車輛自動衡器（系統(tǒng)）研究深入的程度，其產(chǎn)品的生產(chǎn)、檢驗和標(biāo)稱采用最多的是JJG907（最新版于2006年11月23日實施）和ASTM E1318（最新版為2002版）。 兩個版本規(guī)程（規(guī)范）的出發(fā)點和頒布角度不盡相同，但都分別規(guī)定了動態(tài)車輛稱重設(shè)備適用范圍、準(zhǔn)確度等級、技術(shù)要求、計量器具控制程序，描述了動態(tài)車輛稱重設(shè)備的站點安裝實踐指導(dǎo)和操作通用要求。 1．JJG907-2006規(guī)程的主要內(nèi)容 該規(guī)程主要作為動態(tài)車輛稱重設(shè)備的型式評價、產(chǎn)品生產(chǎn)、檢定的具體程序和依據(jù)。規(guī)程中對于車輛軸載荷（單軸載荷或軸組載荷）及整車總重量分別劃分準(zhǔn)確度等級，其中，車輛軸載荷準(zhǔn)確度等級劃分為6個等級，表示為：A，B，C，D，E，F(xiàn)；整車總重量準(zhǔn)確度等級也劃分為6個等級，表示為：0.2，0.5，1，2，5，10。 分別用雙軸剛性車輛和非雙軸剛性車輛試驗，以靜態(tài)參考單軸載荷約定真值百分比表示的車輛軸載荷最大允許誤差和單軸載荷（或軸組載荷）修正平均值百分比表示的車輛軸載荷最大允許偏差見表1。車輛總重量約定真值的百分比表示的車輛總重量最大允許誤差見表2。 2．ASTM E1318-02規(guī)范的主要內(nèi)容 該規(guī)范主要對于動態(tài)車輛稱重設(shè)備的應(yīng)用類型、特征及準(zhǔn)確度做出具體規(guī)定，指導(dǎo)實際應(yīng)用，對于用戶需求、用戶要求和站點要求都有明確描述。根據(jù)動態(tài)稱重系統(tǒng)的應(yīng)用場合、應(yīng)用特征和適用速度范圍劃分為四種Type，分別用符號表示為：Type I，Type II，Type III，TypeIV。 Type I，用于交通數(shù)據(jù)采集站，設(shè)計安裝在1個或多個車道，適用速度范圍：16～130km/h，檢測規(guī)定限值的可疑超限車輛。 Type II，用于交通數(shù)據(jù)采集站，設(shè)計安裝在1個或多個車道，適用速度范圍：24～130km/h，系統(tǒng)其他特征和要求同Type I。 Type III，這種動態(tài)稱重系統(tǒng)設(shè)計使用稱重傳感元件。系統(tǒng)即可以是布設(shè)于交通主線的1個或多個車道，也可以是布設(shè)于交通主線旁的稱重執(zhí)法站內(nèi)，用于識別總重量和軸載超限可疑的車輛，適用速度范圍：16～130km/h。系統(tǒng)自動引導(dǎo)可疑超限車輛精確稱重和非可疑超限車輛繼續(xù)通行。 Type IV，設(shè)計應(yīng)用于稱重執(zhí)法站內(nèi)，檢測總重量或軸載超限的車輛，適用速度范圍：3～16km/h。系統(tǒng)使用的稱重傳感器元件（或是承載器）同時支撐一個輪組上的所有輪胎。可以指示輪載，如果適用，也可以指示靜態(tài)軸載荷。 四種Type準(zhǔn)確度等級及其最大允許誤（偏）差如表3。 [align=center] [/align] 三、應(yīng)用誤區(qū) 1．誤區(qū)之——速度 JJG907-2006規(guī)程中描述到動態(tài)稱重設(shè)備是“安裝于稱量控制區(qū)域內(nèi)，并規(guī)定速度范圍行駛的”，但卻沒有明確規(guī)定該速度范圍，在投標(biāo)過程中發(fā)現(xiàn)有任意擴(kuò)大固定式軸重儀標(biāo)稱運行速度范圍的情況，但實際應(yīng)用中，特定的稱重設(shè)備其運行速度是有一個上限的（見如下論述）。一般來講，固定式軸重儀可正常運行速度＜20km/h，實際檢驗過程中，各省市技術(shù)監(jiān)督部門在檢驗測試過程中，檢測車輛速度也都＜20km/h。這一點在ASTM E1318-02中關(guān)于Type IV的規(guī)定中也有說明，其使用速度范圍為：3～16km/h。 眾所周知，在計重收費應(yīng)用中，稱重設(shè)備作為相關(guān)部門執(zhí)法和收費的依據(jù)，其稱重準(zhǔn)確度和可靠性都必須是嚴(yán)肅、不可置疑的。我們將利用“稱重設(shè)備—車輛”系統(tǒng)振動方程的求解結(jié)論，論證當(dāng)前動態(tài)車輛稱重設(shè)備的速度上限。 上述方程中， 是由穩(wěn)態(tài)載荷 和動態(tài)載荷 組成。 是車輛自身質(zhì)量引起的，也是我們所要檢測求出的， 是車輛振動引起的，且具有明顯峰值，據(jù)實際采集波形及二階微分方程求解、分析，可知，不同的車型 振動頻率集中在3～20Hz的低頻范圍內(nèi)，而振幅可達(dá)靜態(tài)載荷的10%左右。 設(shè)秤臺的有效采樣寬度為800mm（一般的，固定式軸重儀秤臺寬度為800mm），車輛行駛速度為20km/h，則載荷作用于秤臺的時間 ，假設(shè)動態(tài)載荷的低頻干擾為10Hz（即振動周期為0.1s）時，而秤臺固有頻率足夠高，此時，稱重設(shè)備的采樣信號長度是動態(tài)載荷的干擾長度的1.4倍，采集數(shù)據(jù)中包含一個完整周期的動態(tài)干擾信號，勉強滿足對于低頻動態(tài)干擾信號的濾除。因此，若行駛速度大于20km/h，則采樣數(shù)據(jù)中動態(tài)干擾信號將不足一個完整周期，這樣的干擾稱為短歷程的周期干擾，時域中的均值濾波和頻域中的各種濾波方法對這種干擾都效果不大，同時考慮到動態(tài)載荷干擾的幅值、相位和頻率都是隨機(jī)性，這就決定了目前在動態(tài)車輛稱重設(shè)備中所廣泛采用的滑動均值濾波的算法失效，造成了更大的隨即誤差和不確定度。因此，在有效采樣寬度更窄，車輛速度更高的高速預(yù)檢測系統(tǒng)應(yīng)用中，必須采用更為先進(jìn)的數(shù)學(xué)模型和軟件處理方式以保證稱重準(zhǔn)確度。 所以，在動態(tài)稱重設(shè)備的應(yīng)用過程中一定要結(jié)合實際的使用情況，了解秤臺的有效采樣寬度、動態(tài)處理方式和最高運行速度等具有內(nèi)在關(guān)系的指標(biāo)是否科學(xué)嚴(yán)肅、真實可行。 2．誤區(qū)之——準(zhǔn)確度。 隨著計重收費和超限超載治理工作的不斷深入開展，越來越多的廠家涌入動態(tài)車輛稱重設(shè)備供應(yīng)市場。幾年來，主流供應(yīng)商紛紛針對于產(chǎn)品的應(yīng)用情況，進(jìn)行了深層的研究和開發(fā)，動態(tài)稱重技術(shù)得到長足發(fā)展，但是，綜觀動態(tài)車輛稱重市場，技術(shù)提升之勢遠(yuǎn)弱于指標(biāo)浮夸之風(fēng)。 JJG907-2006和ASTM E1318-02中對于動態(tài)車輛稱重設(shè)備的安裝都有著明確的強制性指導(dǎo)說明。其中JJG907-2006中關(guān)于《動態(tài)汽車衡安裝的實踐指導(dǎo)》的強制性規(guī)定中描述到：為了減少行進(jìn)車輛各軸之間的載荷傳遞，引道不能有縱向斜坡，其橫向斜坡坡度不能超過1%，承載器兩端8m的范圍內(nèi)，引道的縱向和橫向水平傾斜度允差±3mm，8m以外的引道區(qū)域，引道的縱向和橫向的水平傾斜度允差±6mm。結(jié)合中國的國情和實際應(yīng)用情況，動態(tài)車輛稱重站點的技術(shù)條件往往難以達(dá)到規(guī)程中關(guān)于道路的說明，其中也不乏個別從業(yè)者不重視道路狀況對于動態(tài)車輛稱重設(shè)備應(yīng)用準(zhǔn)確度的影響，為降低成本，減小地基開挖量，類似情況使得動態(tài)車輛稱重設(shè)備的安裝更是無法達(dá)標(biāo)，對設(shè)備應(yīng)用準(zhǔn)確度帶來重大影響。 動態(tài)車輛稱重設(shè)備的準(zhǔn)確度除了與設(shè)備的自身的實驗室準(zhǔn)確度有關(guān)、稱重站點的技術(shù)條件有關(guān)之外，另外比較重要的因素是——行駛車輛的運動狀態(tài)。運動中的車輛相對于稱重設(shè)備是一個存在有多項干擾的激勵源，包括有，客觀存在的車輛自身彈簧系統(tǒng)的振動、阻尼，來自于路面的激振，車輪輪轂圓度、油箱中汽油運動中的激振，車載貨物的重心轉(zhuǎn)移和慣性干擾等，也包括有個別駕駛員有意無意的“作弊”行駛對稱重準(zhǔn)確度的影響問題，這些特殊行駛狀態(tài)主要有：變速行車，“S”型等異型行車，頻繁點剎車等。 因此，動態(tài)車輛稱重設(shè)備的實際運行準(zhǔn)確度與稱重站點的技術(shù)條件和使用者的正確使用有著很大的關(guān)系，在試驗路面狀況較好，試驗車輛的動態(tài)車輛稱重設(shè)備可以達(dá)到整車總重量準(zhǔn)確度2級，而實際應(yīng)用中，隨著稱重站點技術(shù)條件的惡化和使用者的異常駕駛，一般地，動態(tài)車輛稱重設(shè)備實際運營準(zhǔn)確度等級為整車總重量5級。 3．誤區(qū)之——設(shè)備類型。 現(xiàn)階段，動態(tài)車輛稱重設(shè)備在國內(nèi)的應(yīng)用主要限于計重收費、超限超載治理、高速預(yù)檢稱重及少量交通數(shù)據(jù)采集，其設(shè)備主要類型有：固定式軸重儀、彎板式軸重儀和壓電類設(shè)備。 在JJG907-2006和ASTM E1318-02中對于三種設(shè)備在動態(tài)車輛稱重系統(tǒng)中的應(yīng)用都沒有明確的規(guī)定，但是根據(jù)三種設(shè)備的技術(shù)特點和規(guī)程規(guī)范中對于稱重設(shè)備的技術(shù)條件和準(zhǔn)確度要求，業(yè)內(nèi)在使用上通常的界定為：低速動態(tài)車輛稱重的計重收費、超限超載的精確稱重等直接參與或作為執(zhí)法依據(jù)的設(shè)備通常采用準(zhǔn)確度更高的固定式軸重儀，中高速預(yù)檢稱重、交通數(shù)據(jù)采集等不作為執(zhí)法依據(jù)的設(shè)備通常采用彎板式軸重儀和壓電類設(shè)備。 在計重收費、超限執(zhí)法稱重應(yīng)用中，由于稱重站地處收費車道或是低速稱重執(zhí)法站，車輛通行速度通常比較低，甚至是長期靜止在稱重設(shè)備上，行車狀態(tài)也最為復(fù)雜。作為收費、執(zhí)法的依據(jù)也要求該類應(yīng)用設(shè)備準(zhǔn)確度最高。靜態(tài)稱重的要求和復(fù)雜多變的行駛狀態(tài)首先決定了壓電類產(chǎn)品在該應(yīng)用中失效。固定式軸重儀相較于彎板式軸重儀除了具備更寬的臺面、更可靠穩(wěn)定的算法外，其最大的優(yōu)勢還在于優(yōu)良的橫向靈敏度一致性（滿足OIML III），通常情況下，彎板式軸重儀由于無可避免的邊界效應(yīng)，當(dāng)載荷位于軸重儀兩端時，其輸出變化劇烈，橫向靈敏度一般為3%，即當(dāng)載荷分別由軸重儀的左、中、右三個位置通過時，僅此一項就會帶來高達(dá)3%的誤差。 高速預(yù)檢稱重和交通數(shù)據(jù)采集站點由于設(shè)備一般安裝與交通干線，車流量大，車輛通行速度快，要求施工周期短，地基開挖量小，相應(yīng)的準(zhǔn)確度要求較低等特點，而通常采用彎板式軸重儀和壓電類設(shè)備。 四、結(jié)束語 依據(jù)動態(tài)車輛稱重設(shè)備技術(shù)規(guī)范，概要介紹動態(tài)車輛稱重設(shè)備的使用類別、技術(shù)現(xiàn)狀，主要結(jié)合動態(tài)車輛稱重設(shè)備（系統(tǒng)）的設(shè)備特點和應(yīng)用，就設(shè)備的使用速度、準(zhǔn)確度和設(shè)備應(yīng)用類型的推介誤導(dǎo)和認(rèn)識誤區(qū)，談了些許淺薄意見。期望對我國計重收費、超限治理工程的實施有益，也盡可能減少各方面的損失。 因涉足本行業(yè)時間有限，對動態(tài)車輛稱重系統(tǒng)、衡器知識了解不多，上述認(rèn)識難免不成熟或有些偏頗，望業(yè)主單位及業(yè)界前輩、專家提出寶貴意見，給予指點。 參考文獻(xiàn) 〔1〕JJG907-2006：《動態(tài)公路車輛自動衡器檢定規(guī)程》，2006。 〔2〕ASTM Designation:E1318–02，Standard Specification for Highway Weigh-In-Motion （WIM） Systems with User Requirements and Test Methods，2002。 〔3〕楊衛(wèi)東，劉亞蒙，《動態(tài)稱重系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范》，《中國公路》，2005。 〔4〕許嘉，蔡萍，周志峰，陳日興，《參數(shù)估計算法在汽車動態(tài)稱重中的應(yīng)用》，《自動化技術(shù)與應(yīng)用》，2005。