本文通過(guò)目前行業(yè)內流行的整車(chē)式動(dòng)態(tài)地磅秤的不同布局的優(yōu)缺點(diǎn)對比分析，提出了一種較理想的整車(chē)式動(dòng)態(tài)地磅秤的合理布局方式。該布局方式配合分塊算法的思想，能夠有效實(shí)現多車(chē)連續過(guò)車(chē)情況下的整車(chē)稱(chēng)量，保證了稱(chēng)量的準確度。

1.引言

動(dòng)態(tài)公路車(chē)輛自動(dòng)衡器（以下簡(jiǎn)稱(chēng)動(dòng)態(tài)地磅秤）廣泛應用于國內高速公路計重收費和超限超載、檢測站治理超載。 該類(lèi)自動(dòng)衡器按稱(chēng)量方式分為整車(chē)稱(chēng)量和部分稱(chēng)量?jì)纱箢?lèi)， 也就是我們常說(shuō)的整車(chē)式和軸（軸組）重式。

一方面由于軸重式和輪重式地磅秤的稱(chēng)重平臺較短，這使得車(chē)輛容易采取加速或減速的方式轉移車(chē)輛重心， 從而導致稱(chēng)重精度大大降低， 另外一方面由于傳統的靜態(tài)大稱(chēng)的車(chē)輛通行效率較低，因而整車(chē)式動(dòng)態(tài)地磅浮出水面，其外形結構如圖 1。 自 2013 年初，四川省開(kāi)始在高速公路計重收費中應用整車(chē)式動(dòng)態(tài)地磅。 從使用情況看，整車(chē)式動(dòng)態(tài)地磅運行狀況良好，計量精度得到了提高，計重爭議大幅減少。

整車(chē)式動(dòng)態(tài)地磅秤通常由四節或四節以上分秤臺組成，總長(cháng)度 20m 左右， 通常其整車(chē)總重量的準確度等級是 1 級，且受到國標分度值和分度數的限制，其最大秤量為 100t，而目前市場(chǎng)上的需求一般在150t 左右，相關(guān)廠(chǎng)家為了滿(mǎn)足市場(chǎng)和國標的要求，通常會(huì )推出準確度等級 2 級，最大秤量 150t 的整車(chē)式動(dòng)態(tài)汽車(chē)衡

為了實(shí)現車(chē)輛的整車(chē)稱(chēng)量， 整車(chē)式動(dòng)態(tài)地磅的長(cháng)度通常超過(guò) 15m， 這就導致車(chē)輛自由通過(guò)時(shí)可能會(huì )有兩輛或者三輛車(chē)同時(shí)在秤上的情況， 此時(shí)由于整車(chē)上的重量是多個(gè)車(chē)輛重量的加和， 因此如何確定每輛車(chē)的重量是一個(gè)較難解決的問(wèn)題。

一部分廠(chǎng)家采用 “一車(chē)一桿 ”的模式進(jìn)行稱(chēng)量，當第一輛車(chē)完全駛上秤臺后，秤臺前的欄桿機隨即落下，阻止下一輛車(chē)駛上秤臺。 待第一輛車(chē)完全駛離秤臺后，欄桿機抬起，允許下一輛車(chē)進(jìn)入秤臺。

一部分廠(chǎng)家的整車(chē)式動(dòng)態(tài)地磅支持 “連續過(guò)車(chē) ”模式，即無(wú)需阻止后續車(chē)輛駛上秤臺， 秤臺上同時(shí)有兩輛甚至三輛車(chē)時(shí)仍然能夠對每輛車(chē)進(jìn)行稱(chēng)重。

相對來(lái)講，“一車(chē)一桿 ”模式整車(chē)重量精度較高，而 “連續過(guò)車(chē) ”模式過(guò)車(chē)效率較高，四川省高速公路全部使用 “連續過(guò)車(chē)”模式的整車(chē)式動(dòng)態(tài)地磅。

2. 不同類(lèi)型的整車(chē)式動(dòng)態(tài)地磅布局（見(jiàn)圖 2）

無(wú)論采用 “一車(chē)一桿 ”模式還是 “連續過(guò)車(chē) ”模式，采用整車(chē)式動(dòng)態(tài)地磅稱(chēng)量車(chē)輛重量仍然需要獲取車(chē)輛的軸數，不同廠(chǎng)家獲取車(chē)輛軸數的方式不同，有些廠(chǎng)家采用觸發(fā)器形式，有些廠(chǎng)家采取軸重秤形式。 下面就對三種不同的秤臺形式進(jìn)行一定的分析。

圖 2 是 A 型整車(chē)式動(dòng)態(tài)地磅布局， 采用兩個(gè)車(chē)輛分離設備以及上秤和下秤兩個(gè)觸發(fā)器用于車(chē)輛的分離以及車(chē)輛軸數的計算。 其中上秤端的車(chē)輛分離器能夠有效的判斷車(chē)輛是否駛上秤臺， 下秤端的車(chē)輛分離器能夠有效判斷車(chē)輛是否駛離秤臺，上下秤觸發(fā)能夠準確的計算車(chē)輛的軸數，可完美用于“一車(chē)一桿”模式；但由于沒(méi)有軸或軸組稱(chēng)量的能力，無(wú)法實(shí)現多個(gè)車(chē)輛的連續稱(chēng)量，因此無(wú)法實(shí)現“連續過(guò)車(chē)”模式。

圖 3 是 B 型整車(chē)式動(dòng)態(tài)地磅布局， 該廠(chǎng)家采用單個(gè)車(chē)輛分離設備以及上秤和下秤兩個(gè)觸發(fā)器用于車(chē)輛的分離以及車(chē)輛軸數的計算。 從形式上看，缺少一個(gè)車(chē)輛分離器，無(wú)法通過(guò)車(chē)輛分離器判斷車(chē)輛是否駛離秤臺，但通過(guò)上秤端車(chē)輛分離器和上秤端觸發(fā)器的配合，可以在車(chē)輛駛上秤臺的過(guò)程中計算車(chē)輛的軸數，通過(guò)下秤觸發(fā)器計算車(chē)輛駛離秤臺的軸數，即可判斷車(chē)輛是否駛離秤臺，因此該秤臺也可用于 “一車(chē)一桿 ”模式；同 A 型一樣，由于沒(méi)有軸或軸組稱(chēng)量的能力，無(wú)法實(shí)現多個(gè)車(chē)輛的連續稱(chēng)量，因此無(wú)法實(shí)現“連續過(guò)車(chē)”模式（見(jiàn)圖 4）。

圖 4 是 C 型整車(chē)式動(dòng)態(tài)地磅布局， 采用單個(gè)車(chē)輛分離設備，上秤端布置了一套軸重秤（軸組重稱(chēng)），下秤端采用下秤觸發(fā)器。 從形式上看，但通過(guò)上秤端車(chē)輛分離器和上秤端軸重秤的配合，可以在車(chē)輛駛上秤臺的過(guò)程中計算車(chē)輛的軸數，通過(guò)下秤觸發(fā)器計算車(chē)輛駛離秤臺的軸數， 即可判斷車(chē)輛是否駛離秤臺，因此該秤臺也可用于“一車(chē)一桿”模式；不同于 A、B型，C 型整車(chē)式動(dòng)態(tài)地磅由于具有軸或軸組稱(chēng)量的能力，可通過(guò)軸或軸組稱(chēng)量的方式實(shí)現“連續過(guò)車(chē)”模式。

通過(guò)以上三種布局形式我們可以發(fā)現， 三種整車(chē)式地磅均可實(shí)現 “一車(chē)一桿 ”模式，但僅有 C 型布局形式能夠實(shí)現連續過(guò)車(chē)”模式。 對于 C 型類(lèi)似的布局形式，能夠在車(chē)輛連續通過(guò)時(shí)通過(guò)軸或軸組稱(chēng)量的方式實(shí)現 “連續過(guò)車(chē) ”模式，但僅僅依靠硬件是不夠的，因為收費站的應用環(huán)境中，“連續過(guò)車(chē)”模式的應用必然伴隨著(zhù)車(chē)輛不間斷的連續過(guò)車(chē)，若不能實(shí)現連續過(guò)車(chē)時(shí)每輛車(chē)的車(chē)輛整車(chē)稱(chēng)量，必然導致車(chē)輛的稱(chēng)量由軸或軸組重加和從而獲取車(chē)輛總重，大大降低了稱(chēng)重的準確度。

3.理想的整車(chē)式動(dòng)態(tài)地磅稱(chēng)量方法和布局

比對上面三種布局形式，A、B、C 型各有優(yōu)缺點(diǎn)，我們可以發(fā)現，“一車(chē)一桿 ” 模式可以較好的保證車(chē)輛的整車(chē)稱(chēng)量，而“連續過(guò)車(chē) ”模式由于車(chē)輛的連續通過(guò) ，無(wú)法保證車(chē)輛的整車(chē)稱(chēng)量，即無(wú)法保證精度。 現在就需要一種既能實(shí)現連續過(guò)車(chē)又能實(shí)現整車(chē)稱(chēng)量的模式來(lái)實(shí)現現實(shí)工作中的需求。

目前整車(chē)式動(dòng)態(tài)地磅均采用分體結構， 通常由四個(gè)或更多個(gè)秤臺拼接或搭接而成， 因此我們不能僅僅看到整個(gè)整車(chē)秤臺上有幾輛車(chē)， 還要看到構成整車(chē)的幾個(gè)小秤臺上有幾輛車(chē)，或者一輛車(chē)在幾個(gè)小秤臺上。 圖 5 是由四節小秤臺組成的整車(chē)秤的示意圖，我們可以看到秤上現在有兩輛車(chē)，而且Ⅱ號車(chē)已經(jīng)有部分已經(jīng)下秤，以整車(chē)上的總重量計算，很明顯無(wú)法獲得Ⅰ號車(chē)的重量。

很明顯， 我們可以通過(guò) A、B 兩節秤臺上的重量確認 I 號車(chē)的重量，由此思路擴展出來(lái)，當Ⅰ號車(chē)分別在 A、B 兩節秤臺，B、C 兩節秤臺，C、D 兩節秤臺上時(shí)，可以分別利用 AB 段、BC 段和 CD 段上的重量數據計算獲得三次Ⅰ號車(chē)的重量。 由此可知， 基于這種秤臺分塊的算法可以非常有效的實(shí)現多車(chē)在整車(chē)上時(shí)每輛車(chē)重量的計算。

對于極少數情況下， 在多車(chē)輛跟車(chē)時(shí)當出現不滿(mǎn)足一輛車(chē)單獨在某個(gè)或某幾個(gè)臺面上， 也就無(wú)法使用秤臺分塊的算法實(shí)現整車(chē)稱(chēng)量。 如果在秤臺的第一節的臺面是一個(gè)軸或軸組稱(chēng)量的秤臺，那么仍然能夠實(shí)現車(chē)輛的動(dòng)態(tài)稱(chēng)量，但其稱(chēng)量的準確度及其取決于軸或軸組稱(chēng)量的精度。 因此為保證多數情況下的“連續過(guò)車(chē)”，整車(chē)式動(dòng)態(tài)地磅的第一節秤臺應當是一個(gè)軸重秤或一個(gè)軸組秤，但由于目前軸組秤的精度遠遠大于軸重秤，因此當實(shí)現了上述的分塊稱(chēng)量算法后，選擇軸組秤作為整車(chē)的第一節秤臺是一種最優(yōu)方案，其布局如圖 6 所示.

圖 6 是理想的整車(chē)式動(dòng)態(tài)地磅布局， 采用單個(gè)車(chē)輛分離設備，上秤端布置了一套軸組秤，下秤端采用下秤觸發(fā)器.從形式上看， 但通過(guò)上秤端車(chē)輛分離器和上秤端軸重秤的配合，可以在車(chē)輛駛上秤臺的過(guò)程中計算車(chē)輛的軸數，通過(guò)下秤觸發(fā)器計算車(chē)輛駛離秤臺的軸數， 即可判斷車(chē)輛是否駛離秤臺，因此該秤臺也可用于“一車(chē)一桿”模式；整車(chē)汽車(chē)衡通過(guò)適當的搭接或拼接以及上述整車(chē)分塊算法輔以軸組秤稱(chēng)量精度的保證就能夠實(shí)現高精度的“連續過(guò)車(chē)”。

4.結語(yǔ)

通過(guò)對幾個(gè)種整車(chē)式地磅秤布局方式的分析， 我們可以發(fā)現， 目前車(chē)輛的整車(chē)動(dòng)態(tài)稱(chēng)量是一個(gè)較為復雜的問(wèn)題，“一車(chē)一桿” 模式可以說(shuō)是目前大部分整車(chē)地磅廠(chǎng)家  “連續過(guò)車(chē)”模式無(wú)法實(shí)現整車(chē)稱(chēng)量精度的一種無(wú)奈之舉。 而解決“連續過(guò)車(chē)”精度的問(wèn)題既需要通過(guò)汽車(chē)衡的布局來(lái)解決，又需要通過(guò)整車(chē)分塊的算法思維為其實(shí)現提供可能性， 基于對各種布局方式的分析， 希望能夠對整車(chē)式動(dòng)態(tài)地磅的性能提升提供幫助。