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【摘 要】 本文介紹了所研制的測(cè)量集裝箱超偏載的裝置和對(duì)在線測(cè)量鐵路運(yùn)輸超偏載的一些意見(jiàn)

鐵路運(yùn)輸中安全是重中之重的問(wèn)題。眾所周知，車(chē)輛的超偏載是貨運(yùn)安全的重要隱患，其中特別

是集裝箱的運(yùn)輸。如果沒(méi)有檢測(cè)設(shè)備，無(wú)法判斷是否超偏載，由此造成的事故很難判斷其原因。一般

而言，造成鐵路運(yùn)行的事故，主要來(lái)自三個(gè)方面：第一是貨物裝載和加固造成的超偏載，包括偏離車(chē)

輛橫中心線的容許距、超過(guò)容許重心高度、加固不足等。雖然對(duì)鐵路貨物裝載和加固有鐵道部的規(guī)則，

但在實(shí)際操作時(shí)，是很難判斷是否符合規(guī)定要求；第二是車(chē)輛本身的缺陷，如車(chē)輪的不圓和缺陷等；

最后是軌道線路的不平整，彎道等造成的過(guò)度振動(dòng)、傾斜和蛇行。鐵路部門(mén)一直希望有一種有效、簡(jiǎn)

便的方法，能對(duì)車(chē)輛的超偏載進(jìn)行測(cè)量，使得由此造成的隱患，事前能查覺(jué)，并給予排除。

鐵路運(yùn)輸超偏載的測(cè)量，特別是對(duì)車(chē)輛在線運(yùn)行時(shí)的所謂偏載的動(dòng)態(tài)測(cè)量，是一個(gè)交雜和困難

的問(wèn)題。過(guò)去和現(xiàn)在都有對(duì)此進(jìn)行探討、研究和實(shí)踐，有關(guān)部門(mén)也曾進(jìn)口過(guò)相應(yīng)的設(shè)備，但都不太

理想。

一、集裝箱的偏載測(cè)試

據(jù)我了解，對(duì)于散裝物料，如煤、礦石、糧食等的運(yùn)輸，由于物料造成的偏載不是很大。而對(duì)

集裝箱的運(yùn)輸，特別是境外轉(zhuǎn)運(yùn)的集裝箱在我國(guó)運(yùn)輸過(guò)程中不能開(kāi)箱檢查和調(diào)整重心偏差。由此造

成的隱患是測(cè)量超偏載的重點(diǎn)。為了對(duì)集裝箱超偏載的測(cè)量，應(yīng)包括靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種方法。

我曾在深圳清華大學(xué)研究院為北京東方威特稱重設(shè)備系統(tǒng)有限公司，研制了靜態(tài)測(cè)量集裝箱偏

載檢測(cè)系統(tǒng)。測(cè)量裝置是根據(jù)眾所周知的“四點(diǎn)力矩平衡原理”的稱重方法，主要是測(cè)量物體的重心

位置。為了保證測(cè)量精度、對(duì)重量測(cè)量（信號(hào)測(cè)量）采用了高精度的數(shù)字系統(tǒng)。在重心測(cè)量過(guò)程中，

還有一個(gè)需要解決的問(wèn)題是如何正確測(cè)定和評(píng)估系統(tǒng)的精度。在很多年前，我與哈工大的老師為測(cè)

量坦克車(chē)輛的重心，研制過(guò)一臺(tái)測(cè)量裝置、由于找不到科學(xué)和準(zhǔn)確的評(píng)估精度方法，深感遺憾。為

此在這次研制中，我想出了一種，我稱之為的“相對(duì)重心位移測(cè)量法”。這種方法的優(yōu)點(diǎn)在于，能將

測(cè)量數(shù)據(jù)與理論計(jì)算值相比較，最終來(lái)確定系統(tǒng)的準(zhǔn)確度。這種方法不僅有理論根據(jù)，而且方便、

快捷、準(zhǔn)確。根據(jù)測(cè)定我們研制的集裝箱超偏載檢測(cè)系統(tǒng)，橫向重心偏心測(cè)量精度可達(dá)±2mm。對(duì)

兩點(diǎn)不同重量集裝箱（40呎，重量分別為38.5t和23.6t），在有風(fēng)情況下進(jìn)行實(shí)際測(cè)量，測(cè)量時(shí)多

次將集箱調(diào)轉(zhuǎn)180°，即掉頭，提起重新放下測(cè)量，統(tǒng)計(jì)測(cè)量的誤差均為±15mm。經(jīng)分析、誤差的主

要來(lái)源是集裝箱定位鎮(zhèn)頭的公差和風(fēng)力的影響。

這種靜態(tài)測(cè)量集裝箱偏載的裝置，主要的缺點(diǎn)在于雖然測(cè)量方法、方便、快捷、準(zhǔn)確。但是在

實(shí)際使用時(shí)，需要將集裝箱吊起放置在稱重臺(tái)上，測(cè)量后再吊在車(chē)輛或碼放起來(lái)、增加了貨物裝載

的流程。因此也有人將稱重傳感器或測(cè)傾斜裝置安裝在集裝箱的吊具上來(lái)測(cè)集裝箱的超偏裝，但是

我認(rèn)為在吊具上裝傳感器使用常規(guī)的稱重心法是可行的。但要得到高的測(cè)量精度是比用地面上的稱

重臺(tái)面的獲得要困難。僅只通過(guò)被吊掛物吊起的傾斜度來(lái)測(cè)集裝箱的超偏載、在原理上顯然是錯(cuò)誤

的。集裝箱超偏載的測(cè)量裝置，有關(guān)鐵路運(yùn)輸安全，如不經(jīng)科學(xué)、可靠的、檢測(cè)過(guò)的測(cè)量裝置，來(lái)

實(shí)際測(cè)量，結(jié)果可能比沒(méi)有這樣的裝置，造成的后果更嚴(yán)重。

二、車(chē)輛的偏載測(cè)試

車(chē)載動(dòng)態(tài)測(cè)量車(chē)輛超偏載的裝置，實(shí)現(xiàn)起來(lái)更困難。根據(jù)我過(guò)去研制軌道衡，和對(duì)軌道衡檢驗(yàn)

的經(jīng)驗(yàn)，想談一談對(duì)此問(wèn)題的看法。

1、測(cè)量裝置應(yīng)當(dāng)盡量接近機(jī)車(chē)車(chē)輛運(yùn)行狀態(tài)。因此使用斷軌有基礎(chǔ)或基坑的常用的測(cè)量車(chē)輛

重量的軌道衡不太適宜。應(yīng)當(dāng)采用不斷軌在軌道上安裝應(yīng)變器或直接在鐵軌下安裝稱重傳器的裝置

是更為接近車(chē)輛運(yùn)行狀態(tài)的測(cè)量裝置，更能反映車(chē)輛的偏載情況。

2、制定車(chē)輛超偏載的標(biāo)準(zhǔn)和測(cè)量方法。鐵道部已制定的有關(guān)鐵路貨物裝載的規(guī)則，是否能用

來(lái)做為車(chē)輛超偏載的在線動(dòng)態(tài)標(biāo)準(zhǔn)，需要得到進(jìn)一步認(rèn)證，需要有科學(xué)的具體的標(biāo)準(zhǔn)和測(cè)量方法、

才能保證車(chē)輛的安全。標(biāo)準(zhǔn)和測(cè)量方法應(yīng)得到鐵路部門(mén)的認(rèn)可。

3、超偏載的測(cè)量，我認(rèn)為不是以測(cè)車(chē)輛的重量為主，而應(yīng)當(dāng)測(cè)量此時(shí)車(chē)輛對(duì)軌道的作用力。

常規(guī)的軌道衡測(cè)量車(chē)輛重量時(shí)，對(duì)傳感器信號(hào)處理的主要目的是濾除掉車(chē)輛振動(dòng)帶來(lái)附加力，以求

得車(chē)輛的實(shí)際重量。而在超偏載測(cè)量時(shí)，主要是測(cè)量出車(chē)輛行駛時(shí)對(duì)軌道的作用力，不能濾除掉車(chē)

輛振動(dòng)的附加力。特別要指出，車(chē)輛行駛時(shí)的最低振動(dòng)頻率可低至π赫茲，若與高頻率振動(dòng)附加力

相比，同等的大小的附加作用力，低頻率的振動(dòng)幅度要大得多，附加振動(dòng)力的幅度是與頻率平方成

反比。同樣大小的力，頻率越低振幅越大。為了測(cè)量極低頻的附加振動(dòng)力，就要求測(cè)量的距離很長(zhǎng)，

國(guó)外為測(cè)量車(chē)速達(dá)100km/h車(chē)輛的運(yùn)行狀態(tài)，其不斷軌的測(cè)量段長(zhǎng)度在11m左右。

4、我們現(xiàn)有的測(cè)車(chē)輛超偏載的裝置，是在車(chē)輛低速行駛下的測(cè)量結(jié)果，最高時(shí)速最多為30km/h

左右。這樣得到的結(jié)果，能否適用于車(chē)輛正常行駛的情況，能否保證低速的結(jié)果，能保證正常運(yùn)行

的安全，也是需要認(rèn)真考慮。

5、無(wú)論是靜態(tài)或動(dòng)態(tài)測(cè)量超偏載的裝置，就目前了解的情況來(lái)看，都不能測(cè)量出車(chē)輛重心的

高度。然而重心的高低對(duì)車(chē)輛行駛的安全是非常重要。很早以前我與哈工大的老師為坦克研究所研

制測(cè)量坦克車(chē)重心的裝置，雖然能測(cè)量出重心的三維坐標(biāo)值，但這種裝置不適用于對(duì)集裝箱的測(cè)量，

因?yàn)檠b置復(fù)雜且昂貴。

以上是我對(duì)車(chē)輛超偏測(cè)量的一些認(rèn)識(shí)，寫(xiě)出來(lái)供參考、希望能對(duì)從事此項(xiàng)工作的人有些幫助。