國內垃圾車車載稱重系統分析

陳鑫

摘 要：隨著城市環境意識的提高，根據智慧環衛的城市發展需求以及計量收費的政策要求，對我國垃圾車車載稱重功能提出了更高的要求，本文分析了國內三類垃圾車車載稱重系統的運行結構及原理，并對國內垃圾車車載稱重系統提出了設計建議。

關鍵詞：垃圾車 稱重系統 垃圾收費處理 計量收費 數據實時采集

1 引言

進入21世紀，隨著我國城鎮化進程不斷推進，城市人口規模日益擴大，隨之而來的生活、生產垃圾劇增，生態環境部最新發布的《全國大、中城市固體廢物污染環境防治年報》顯示2019年，196個大、中城市一般工業固體廢物產生量為13.8億噸，工業危險廢物產生量為4498.9萬噸，醫療廢物產生量為84.3萬噸，城市生活垃圾產生量為23560.2萬噸。2002年，國家四部委發布了《關于實行城市生活垃圾處理收費制度促進垃圾處理產業化的通知》，明確要求全面推行生活垃圾處理收費制度，自此我國全面開征垃圾處理費，但基本上還是采用費用固定、按戶計征的模式，這種收費模式容易造成居民產生“扔多扔少都一樣”的心態，缺乏足夠的垃圾減量動力，垃圾的排放量逐年遞增，垃圾處理費已難以彌補垃圾處理的成本。為此2018年6月國家發展改革委《關于創新和完善促進綠色發展價格機制的意見》進一步明確提出全面建立健全覆蓋成本并合理盈利的固體廢物處理收費機制，加快建立激勵約束收費機制，加大城市垃圾無害化處理力度，提高城鎮生活垃圾處理無害化水平，大力推行減量化、資源化和無害化處理，全面改善城鎮市容市貌和環境衛生，逐步實現生活垃圾處理產業化，對我國社會、經濟的可持續發展具有重要的現實意義[1]。

2 國內主要垃圾車車載稱量系統分析

正所謂“工欲善其事，必先利其器”，想要完善廢物處理收費機制，必須配置完整、可靠、便捷的計量稱重裝置，真正實現垃圾的收運、計量收費一體化。國外在垃圾車車載監控、稱重計量方面的發展早于國內，綜合應用了傳感器技術、電子信息技術、導航技術，現已經形成了成熟化的產品。我國傳統的垃圾稱重基本上采用的是整車稱重，這種方式無法實現垃圾量變化的實時跟蹤，無法實現單次、多對象的稱重計量，已無法滿足當前國內垃圾車行業發展的要求。目前國內新型搭載稱重系統的垃圾車類型多種多樣，存在前裝壓縮式垃圾車、側裝壓縮式垃圾車、后裝壓縮式垃圾車、拉臂壓縮式垃圾車、掛桶式垃圾車等。根據稱重模塊的不同原理以及稱重傳感器安裝位置的不同，垃圾車車載稱重系統大體可以分為以下三類：

（1）將稱重模塊水平安裝于底盤與車廂之間的對稱位置，通常采用4個稱重傳感器（根據需要可選裝6個甚至更多），如懸臂梁式、輪輻式、橋式、平行梁式等計重結構形式的產品，在安裝時，要求其基礎平整，保證各稱重傳感器的高度差不能大于3mm[2]。對這個車廂總重進行實時動態稱量，通過稱量系統對垃圾收集前后車廂總重的變化自動計算垃圾的質量，該系統常見于傳統垃圾車，其稱量裝置結果如圖1所示[3]。該型垃圾車稱重系統包含三個部分：稱重傳感器及其導向板、傾角傳感器、控制系統。其導向板保證只有垂直壓力被測量，由底盤和上部車廂扭轉產生的橫向力被過濾掉。傾角傳感器水平固定在底盤上，測量車輛傾斜角，稱重系統通過計算補償車輛傾斜角對稱重系統的影響[3]。

（2）將壓力傳感器安裝于垃圾壓縮箱動臂舉升液壓管路中（如圖2所示），通過垃圾壓縮箱的工作過程中，對液壓缸內的壓力計算提升力，根據垃圾壓縮箱的動臂液壓缸內液的壓力與垃圾斗內的垃圾重量的對應函數，計算得出垃圾重量。該系統常見于拉臂式垃圾車。該系統安裝便利，價格低廉，但稱量精度相對較低，可用于對不帶稱重功能的傳統垃圾車原有的工作裝置上進行模塊化安裝、改造，增加拉臂機構及稱重系統，提高作業效率[4]。

（3）將一個或若干個稱重傳感器安裝于車輛掛桶裝置上，在對垃圾桶內垃圾的傾倒收集過程中實現對桶內垃圾的動態稱重計量，通過稱量系統功能的設計，甚至能夠實現對每個桶位進行獨立稱量，該系統主要應用于提桶式垃圾車，其稱量裝置結果如圖3所示。該型垃圾車的工作過程是通過環衛人員的操作，將專門機構固定于垃圾桶的邊緣，帶動垃圾桶提升并往車廂方向翻轉較大角度，將垃圾桶里的垃圾翻倒于垃圾車廂內，實現垃圾車對垃圾桶內垃圾的半自動收集，包括了上升、上翻、傾倒、下翻、下降5個過程。車載稱重系統在垃圾桶提升、下降到預定位置時，根據稱重傳感器的受力變化，實現對垃圾桶的總重稱重以及空桶返回下降過程中的皮重，并通過稱重系統自動對單次稱量總重扣除空桶皮重計算垃圾的凈重，全程可實現自動稱重，無需手動操作。但該稱重結構也存在一定的不足，稱重過程中容易受到提升軌道摩擦力不規則、稱量時間較短等諸多因素的影響，可能造成計量誤差較大，計量準確性較低。因此針對該型垃圾車稱重系統的不足，應該對其稱重系統結構進行重新設計優化，減少提升軌道摩擦力的影響，并選用較高精度稱重傳感器，增加動態稱重壓桶力補償設計，滿足良好的動態稱重性能要求[5]。

3 結語

經過十幾年的發展，目前國內各大城市基本上已經建立、完善了垃圾收集、運輸、處理的專門企業，垃圾有償處理制度也在逐步推進，城市垃圾處理市場化步伐正在加快。根據目前國內相關政策、垃圾車行業的發展需要以及借鑒國外垃圾車產業發展的狀況，對垃圾車車載稱量系統也提出來更高的要求：（1）稱重系統應能克服垃圾車收運過程中惡劣工作環境的影響，耐高溫、防低溫、防爆、防作弊、抗顛簸，能保證穩定的工作狀態;（2）稱重系統應能夠實時顯示當前負載，能夠實現清零、累計稱重、單價輸入、打印等功能，應設置有專用存儲設備，對稱重信息通常不可更改、不可刪除、長期保存;（3）支持定位、測速功能，具有最大裝載量報警功能，有效預防超載超速，提高行車安全，便于環衛部門對車輛精細化管理。在努力提升垃圾車各項性能的同時，也應建立專業的大數據平臺，整合城市生產、生活垃圾數據，助力城市垃圾收運、處理企業提高運營效率，推進政府機構科學合理配置基礎設施，提高分類收集、運輸、處置能力，實現從垃圾收運的源頭進行高效、高精度、可靠稱量數據實時采集，解決長期以來“垃圾減量化“無據可依的痛點。

參考文獻：

[1]鄭翔.關于完善垃圾處理收費制度的幾點思考[J].價格理論與實踐.2007（7）.

[2]沈立人.如何正確使用稱重傳感器[J].衡器.2003（12）.

[3]化永星.壓縮式垃圾車車載稱重系統[J].中小企業管理與科技.2015，（01）.

[4]王敏.壓縮式垃圾車稱重技術[J].商用汽車.2009（12）.

[5]陸品，呂封余，應芊.一種餐廚垃圾車動態自動稱重系統的設計[J].衡器.2019（11）.