公路车辆自动衡器动态计量性能评价方案设计

本文通过对影响动态公路车辆自动衡器计量性能的各因素的分析，建立了动 态计量性能评价数学模型，给出了公路车辆自动衡器动态计量性能的评价方案，为公路车辆 自动衡器的计量性能综合评价提供了可量化的参考。

引言

浙江省高速公路实施计重收费后，浙江省计 量科学研究院作为主导计量检定机构，承担了省 内高速公路计重设备检定的组织、协调等工作， 开展了全省范围内动态公路车辆自动衡器的检定 工作。全省高速公路目前共计安装了 1000多套计 重设备，最早的动态公路车辆自动衡器是在2009 年安装的，经过了 7年的使用，这些设备安装在 不同的收费站和不同的车道内，各个收费站的车 流也有较大的差异，有的收费站如各省际的主线 站，在交通大动脉上，设备处于高强度的使用环 境中，而在一些车流量较小的高速路段的收费站 设备的使用强度则要轻许多，在复杂多变的使用 环境中，设备的计量性能已经和出厂初期有了较 大的不同，部分在计量检定过程不需调整即可检 定合格，部分需要调整参数后可检定合格，还有多次调整后也难以调整到最大允差的范围内。 而决定计量性能好坏的，除了在实验室条件下的 常规计量性能外，在实际安装使用过程中诸如车 型的适应性，路面状态的适应性，行驶状态的适 应性等都影响着称重数据的准确性，但这些因素 又难以定量确定。基于此，本文希望通过现场实 践经验的基础上根据多因素综合评价公路车辆自 动衡器的计量性能。

2.公路车辆自动衡器的称重影响因素

新制造的动态公路车辆自动衡器其计量性能 取决于称重传感器的精度，尽管称重传感器有较 高的计量精度，但其经过长时间高强度使用和设 备安装现场不同的使用环境，一个厂家的同一型 号同一批次的传感器，在不同车道上的称量数据 也不尽相同。根据JJG907-2006《动态公路车辆 自动衡器检定规程》中的规定其安装的引道也是动态公路车辆自动衡器的组成部分，计量性能的 影响因素还包括设备的安装环境' 从使用角度评 价动态公路车辆自动衡器的计量性能包含的因素 有：（1）车型因适应性，常见的有二轴、三轴、 四轴、五轴车，一般情况下车子的重量和尺寸随 着轴数的增加而增加，因秤体固定尺寸，其称量 数据的重复性也随车辆轴数的增加而有所提高； （2）路面状态适应性，安装秤体的引道是秤结构 的一部分，引道的路面平整性和弯曲、坡度情况 直接影响称重数据；路面不平整下车辆摇摆秤体 受类似高频率的冲击受载，导致箱体的焊接结构、 螺纹限位、传感器预紧不断发生变化，降低了使 用过程中计量的准确度；（3）行驶状态适应性， 货车计重收费的车道限速5km/h,要求车辆匀速通 过秤台，但在实际中车辆驾驶员为了减轻车辆过 磅重量，存在着驶入引道急刹车减速、急加速， 走S型和跳磅等行驶方式，而各种方式下车辆的 称量示值存在较大差异。（4）静态称量准确性，动 态称量的数据源于和静态称量的比较修正得到， 因而静态称量的数据是动态称量数据的基础，以 静态称量的零点误差、量程误差和重复性误差作 为判断静态称量准确性的影响因子。

3.动态计量性能评价构成

假设把涉及到的计量性能评价问题需考虑的 范围用U来表示，则U=[Ui, U2,…，Un], U称为 论域[5]，而^=6=1, 2,…,n)称为该论域内的元 素，每一个元素又包含若干个元素，公路车辆自 动衡器的计量性能评价论域U由车型适应性、路 面状态适应性、行驶状态适应性和静态称量的精 度构成，每个准则又包含若干指标，具体内容如 图1所示。

4.评价指标权重设计

车型适应性 Ui=[ai, a2, a;],根据JJG907-2006

《动态公路车辆自动衡器检定规程》,除刚性车辆 外还需配备其他车辆，检定过程中实际配备了两 轴、三轴和五轴车辆，假设检定过程中不同车型 的实际最大误差绝对值为A,规程的规定最大允 许误差为 MPEV,则 a= (MPEV- A) /MPEV。

在路面适应性中，根据实际检定过程中路面 状态对检定过程的影响较为直接，路面破损有弯 道和坡度的，安装的公路车辆自动衡器其实际计 量性能都较差，假设路面破损，有弯道和坡度的 bp0,路面完好，没有弯道和坡度的^=9,其他的 路面情况则b,的值在介于0和9之间选取。

对于行驶的适应性和静态称量和车型适应性 的评价指标类似，假定其在不同行驶状态和称量 状态的实际最大误差绝对值为1,规程的规定最 大允许误差为 MPEV,则 Cl, d=MPEV- A) /MPEV。

5.评价结果计算

原始记录的数据为基础，并发放调查问卷咨询相关 的行业专家后进行数理统计获得。

如表1所示，最后将动态计量性能评价结果目 标值分成5个等级。

浙江杭长高速公路某一台公路车辆自动衡器动 态计量性能评价结果如表2所示。

6.结论

本文通过分析影响公路车辆自动衡器计量性 能的构成因素包括计量器具现场的安装及使用的 环境因素，提出了动态计量性能评价的数学模型， 初步建立了评价方案并给出了评价的实例，对公路车辆自动衡器动态计量性能可量化的评价方案 设计上提供了参考。