车辆超载控制技术运用与论文

车辆超载控制技术的运用与研究摘要:随着我国汽车工业的迅速发展,货车超载已成为破坏公路设施,诱发交通安全事故的主要因素之一。有效的监测和防止货车超载,对我国社会经济发展有着十分重要的现实意义。本文对比分析了国内外超载控制技术的运用与研究,并提出一种从动力源头控制车辆超载方案。

关键词:车辆超载控制技术运用与研究

1车辆超载控制器研究背景和意义

随着我国汽车工业的快速发展,公安部交通管理科学研究所2009年1月统计,截止到2008年9月底,全国机动车保有量为16803万辆,与2007年底相比,增加825.5万辆,增长5.17%。其中全国私人机动车保有量为12768万辆,占机动车总量的75.99%,与2007年底相比,增加611.25万辆;2007年全国货车保有量44.3万辆, 预计2010年货车保有量将达到70万辆;2008年,我国新增公路里程10万公里,其中新增高速公路6433公里,达到6.03万公里。公路运输的快速发展为国民经济的发展做出了巨大的贡献,但同时伴随着出现了安全问题,特别是载货汽车的超载超限带来安全问题尤为严重。

车辆超载是指运输车辆所载的货物质量超过车辆额定载重量,车辆超限是指在公路上行驶车辆的货物长、宽、高、总重和轴载质量的任意一项超过了公路规定的限制值(王建聪,2004)。车辆超载超限,严重损坏公路基础设施,诱发大量交通安全事故,导致公路运

输市场恶性竞争。近年来,我国道路运输车辆超载现象极为普遍,在严重地区,几乎所有的货运车辆都存在不同程度的超载行为。车辆超载运输对交通安全和路桥基础设施等造成了极大危害,诱发道路交通安全事故。据统计,70%的道路安全事故是由于汽车超载引发的,50%的群死群伤性重特大道路交通事故与超载有直接关系(张雨,2002)。

据广东省交通部门2006年1月统计,违章超限超载运输每盈利一元钱,就造成公路直接经济损失超过6元。从1998年至2002年间,全省公路由于超限超载运输所造成的经济损失高达88.8亿元人民币,相当于新建一条200公里的高速公路。江阴长江大桥,曾获2002年度中国建筑工程鲁班奖和世界桥梁大会最高奖——尤金·菲格尔奖,然而在2001年,仅仅通车3年的江阴长江大桥就出现了桥面大面积局部破损。交通部门通过实地检测,大桥日通行量约2.7万辆,而严重超限的运输车辆为2000多辆货运车辆。由于超载车辆大多是由南向北行驶,故大桥西侧的重车道已出现大面积龟裂,较大裂缝达30余处,有的裂缝长达百米,部分地方桥梁钢板已经裸露,整个桥面布满了补丁(郑建浩,2007)。车辆的严重超载给社会造成了经济损失。

超载对路面的破坏十分严重。美国各州公路工作者协会(简称aashto)通过环道试验,研究了超载对路面的破坏性与轴载的m次方成正比,即: 式中:n0-标准车通行次数,p0-标准车的及轴载;ni-某一种车的通行次数,pi-某一种车轴载;m-轴载换算指数。

我国路面设计规范根据等效疲劳损坏原理,采用弹性理论分析载荷应力与轴载的关系,不同车辆载荷一般通过等效破坏的原则进行当量轴载换算,轴载换算公式一般用下式表示:

式中:n0-标准轴载的通行次,p0-标准轴载的轴载;ni-某一种车的通行次数,pi-某一种车的轴载;c1-轴数系数c2-轮组系数;m-轴载换算指数。

对于沥青路面,有两种不同的轴载换算标准,当路面结构损坏以路面表面回弹弯沉为等效换算指标时,轴载换算指数m=4.35,对于水泥混凝土路面,轴载换算指数m=16。

车辆超载对路面破化当量当车辆轴载超过路面标准设计轴载100kn的1倍时,对于沥青路面,这样的车通过1次,相当于标准轴载的车辆通过20次(m=4.35);对水泥混凝土路面,超过设计标准轴载1倍的车辆通行1次,相当于标准车通行65536次(孟书涛,2004)。由此可见,由于车辆超载,对路面造成的损坏是相当严重的。交通部的试验结果表明,1条设计使用15年的公路,如果行驶车辆超载1倍,其使用年限将缩短90%,只能使用1年半。超载诱发大量道路交通安全事故,扰乱了国家养路费和路桥收费政策,造成环境污染以及造成车辆“大吨小标”泛滥。

2国外超载控制技术研究现状

超载现象在许多国家的道路运输中都存在。为了避免超载汽车对公路造成过早破坏,发达国家在20世纪50年代就开始对汽车动态称重系统进行研究以控制货运车辆超载运行。1974年,法国取得

了一项压电缆动态汽车称重器vibracoax的专利。1988年,英国研制出性能优于vibracoax的新型压电称重传感器vibetek5。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(ecto)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上行驶的汽车进行动态载荷监控的相关问题,其中最重要的是在瑞士进行为期30个月的wim(weighing in motion)动态称重技术系统实际应用测试。1994年,欧盟开始进行

wave(weighing in motion of axleand vehicles for europe)计划即著名的cet(cold environment test)测试。2000年

its(intelligence transportation system)年会上展出由美国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、轴距及车型分类、动态称重(凌杰,2000)。为了规范世界上的动态称重系统,1990年德克萨斯大学的学者起草了astme1318-90标准,该标准通过了美国实验及材料协会(astm)标准委员会的认定。目前,国外汽车动态称重系统的研究以美国和德国水平较高,德国pat公司生产的产品精度已达到±3%(凌杰,2000)。

在美国某些州,将动态称重衡器wim与汽车自动识别

avi(automatic video identification)结合在一起,允许装有无线电发射机应答器的汽车从旁路通过称重站,实现车重检测的自动化。

在德国联邦货物运输局内,设有专门机构管理超限运输车辆,在8个州设有分部,还设有3个小型机构对车辆违章进行处理。在全国