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

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

是集裝箱的運(yùn)輸。如果沒有檢測設(shè)備，無法判斷是否超偏載，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

輛橫中心線的容許距、超過容許重心高度、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；第二是車輛本身的缺陷，如車輪的不圓和缺陷等；

最后是軌道線路的不平整，彎道等造成的過度振動(dòng)、傾斜和蛇行。鐵路部門一直希望有一種有效、簡

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

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

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

理想。

一、集裝箱的偏載測試

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)的集裝箱在我國運(yùn)輸過程中不能開箱檢查和調(diào)整重心偏差。由此造

成的隱患是測量超偏載的重點(diǎn)。為了對(duì)集裝箱超偏載的測量，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)測量集裝箱偏

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

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

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

量坦克車輛的重心，研制過一臺(tái)測量裝置、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)重心位移測量法”。這種方法的優(yōu)點(diǎn)在于，能將

測量數(shù)據(jù)與理論計(jì)算值相比較，最終來確定系統(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)測定我們研制的集裝箱超偏載檢測系統(tǒng)，橫向重心偏心測量精度可達(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)際測量，測量時(shí)多

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

要來源是集裝箱定位鎮(zhèn)頭的公差和風(fēng)力的影響。

這種靜態(tài)測量集裝箱偏載的裝置，主要的缺點(diǎn)在于雖然測量方法、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，測量后再吊在車輛或碼放起來、增加了貨物裝載

的流程。因此也有人將稱重傳感器或測傾斜裝置安裝在集裝箱的吊具上來測集裝箱的超偏裝，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。僅只通過被吊掛物吊起的傾斜度來測集裝箱的超偏載、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、檢測過的測量裝置，來

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

二、車輛的偏載測試

車載動(dòng)態(tài)測量車輛超偏載的裝置，實(shí)現(xiàn)起來更困難。根據(jù)我過去研制軌道衡，和對(duì)軌道衡檢驗(yàn)

的經(jīng)驗(yàn)，想談一談對(duì)此問題的看法。

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

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

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

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

來做為車輛超偏載的在線動(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)和測量方法、

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

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

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

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

輛振動(dòng)的附加力。特別要指出，車輛行駛時(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。為了測量極低頻的附加振動(dòng)力，就要求測量的距離很長，

國外為測量車速達(dá)100km/h車輛的運(yùn)行狀態(tài)，其不斷軌的測量段長度在11m左右。

4、我們現(xiàn)有的測車輛超偏載的裝置，是在車輛低速行駛下的測量結(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、無論是靜態(tài)或動(dòng)態(tài)測量超偏載的裝置，就目前了解的情況來看，都不能測量出車輛重心的

高度。然而重心的高低對(duì)車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

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

因?yàn)檠b置復(fù)雜且昂貴。

以上是我對(duì)車輛超偏測量的一些認(rèn)識(shí)，寫出來供參考、希望能對(duì)從事此項(xiàng)工作的人有些幫助。