车辆动态称重技术现状及典型动态称重方法的探讨

　　1 引言

　　近年来，随着国民经济的发展，公路交通量迅速增长，大型载货车、集装箱运输车的数量和比重逐年递增，一些运输单位和个人不顾车辆、公路承载能力及行车安全，超载现象较为严重，使公路、桥梁遭到严重破坏。为了抑制车辆超载给道路设施造成损害，严格限制超载运输车辆迫在眉睫，相应的交通执法也需要可靠的车辆载荷测量设备。

　　同时，交通收费系统对这样的测量设备需求也会越来越广泛。很多国家都在致力推广WIM系统，相关研究人员也在不断的探索降低高精度 WIM系统成本的技术和方法。目前国外 WIM系统产品的单轴载称重平均误差从 5.0%到 30%不等，适宜于不同的用途。最好的 WIM系统单轴载称重误差可优于 5.0%，但成本太昂贵并且仅适用于低速场合。对轴载称重系统进行大量调查发现，目前称重误差一般控制在15%至 25%之间。

　　2现状

　　目前公路车辆称重分为两种情况：静态称重和动态称重。

　　静态称重是将车辆停置在称量台上测量，是最为精确的整车称重方法。但是这种方法效率较低，容易造成交通堵塞。而且由于静态称重 (站)台规模庞大、引人注目，超载车辆往往采取绕道或提前卸货的方式躲避检查，有一项调查结果表明了这种现象的严重性：在同一条道路上，固定(静态) 称重站检测出的超载车辆仅为 0.5%，而采用动态称重检测出的超载车辆为30%。

　　动态称重是在非停车的运动状态下测量车辆及其载重的重量。与停车状态下的静态称重相比，它可以节省时间、效率高，并且称重时不至于造成对正常交通的干扰。因此 WIM对公路建设与管理有着极为重要的意义，同时对车辆运输现代化管理也有较大的促进作用。

　　鉴于此，世界上经济较发达的国家都很重视WIM 系统的研究，1958 年，美国就开始了为期 16年的动态称重系统的研究。20 世纪 60 年代末，西德的PAT 公司开始对平板式车辆动态称重器进行研究。1974 年，美国首次在车辆载荷研究中使用WIM系统;同年法国取得了一项压电缆动态车辆称重器的专利，即Vibracoax。20 世纪 80 年代中期，美国各州开始推广安装WIM 系统;1988 年英国研制了一种性能优于 Vibracoax 的新型压电称重传感器 Vibetek5，1991 年改型为 Vi2betek20。1992年 ， 由 欧 洲 高 速 公 路 系 统 研 究 实 验 室 联 盟(FEHRI) 发起，按照欧盟运输委员会 (ECTD) 的程序框架进行了COST323计划。该计划主要内容就是研究对公路行驶车辆进行动态载荷监控的相关问题，其中最重要的一项测试是在瑞士进行的为期30 个月的 WIM 系统实际应用测试，即著名的 CET(Cold Environment Tes)t 测试。结果表明德国 PAT、瑞士 Kistler、美国 Mikros 等公司的产品在测量性能方面处于领先水平。2000 年中国智能交通系统 (ITS) 年会上展出了一种由美国 MSI公司开发的共聚物压电轴传感器，可以同时测量车速、车轴数、轴距并进行车型分类和动态称重。