國內(nèi)垃圾車車載稱重系統(tǒng)分析

陳鑫

摘 要：隨著城市環(huán)境意識的提高，根據(jù)智慧環(huán)衛(wèi)的城市發(fā)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(nèi)三類垃圾車車載稱重系統(tǒng)的運行結(jié)構(gòu)及原理，并對國內(nèi)垃圾車車載稱重系統(tǒng)提出了設(shè)計建議。

關(guān)鍵詞：垃圾車 稱重系統(tǒng) 垃圾收費處理 計量收費 數(shù)據(jù)實時采集

1 引言

進(jìn)入21世紀(jì)，隨著我國城鎮(zhèn)化進(jìn)程不斷推進(jìn)，城市人口規(guī)模日益擴(kuò)大，隨之而來的生活、生產(chǎn)垃圾劇增，生態(tài)環(huán)境部最新發(fā)布的《全國大、中城市固體廢物污染環(huán)境防治年報》顯示2019年，196個大、中城市一般工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量為13.8億噸，工業(yè)危險廢物產(chǎn)生量為4498.9萬噸，醫(yī)療廢物產(chǎn)生量為84.3萬噸，城市生活垃圾產(chǎn)生量為23560.2萬噸。2002年，國家四部委發(fā)布了《關(guān)于實行城市生活垃圾處理收費制度促進(jìn)垃圾處理產(chǎn)業(yè)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(chǎn)生“扔多扔少都一樣”的心態(tài)，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(bǔ)垃圾處理的成本。為此2018年6月國家發(fā)展改革委《關(guān)于創(chuàng)新和完善促進(jìn)綠色發(fā)展價格機(jī)制的意見》進(jìn)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(jī)制，加快建立激勵約束收費機(jī)制，加大城市垃圾無害化處理力度，提高城鎮(zhèn)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(zhèn)市容市貌和環(huán)境衛(wèi)生，逐步實現(xiàn)生活垃圾處理產(chǎn)業(yè)化，對我國社會、經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實意義[1]。

2 國內(nèi)主要垃圾車車載稱量系統(tǒng)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(jī)制，必須配置完整、可靠、便捷的計量稱重裝置，真正實現(xiàn)垃圾的收運、計量收費一體化。國外在垃圾車車載監(jiān)控、稱重計量方面的發(fā)展早于國內(nèi)，綜合應(yīng)用了傳感器技術(shù)、電子信息技術(shù)、導(dǎo)航技術(shù)，現(xiàn)已經(jīng)形成了成熟化的產(chǎn)品。我國傳統(tǒng)的垃圾稱重基本上采用的是整車稱重，這種方式無法實現(xiàn)垃圾量變化的實時跟蹤，無法實現(xiàn)單次、多對象的稱重計量，已無法滿足當(dāng)前國內(nèi)垃圾車行業(yè)發(fā)展的要求。目前國內(nèi)新型搭載稱重系統(tǒng)的垃圾車類型多種多樣，存在前裝壓縮式垃圾車、側(cè)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(jù)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(tǒng)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(jù)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(jié)構(gòu)形式的產(chǎn)品，在安裝時，要求其基礎(chǔ)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(jìn)行實時動態(tài)稱量，通過稱量系統(tǒng)對垃圾收集前后車廂總重的變化自動計算垃圾的質(zhì)量，該系統(tǒng)常見于傳統(tǒng)垃圾車，其稱量裝置結(jié)果如圖1所示[3]。該型垃圾車稱重系統(tǒng)包含三個部分：稱重傳感器及其導(dǎo)向板、傾角傳感器、控制系統(tǒng)。其導(dǎo)向板保證只有垂直壓力被測量，由底盤和上部車廂扭轉(zhuǎn)產(chǎn)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(tǒng)通過計算補(bǔ)償車輛傾斜角對稱重系統(tǒng)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(nèi)的壓力計算提升力，根據(jù)垃圾壓縮箱的動臂液壓缸內(nèi)液的壓力與垃圾斗內(nèi)的垃圾重量的對應(yīng)函數(shù)，計算得出垃圾重量。該系統(tǒng)常見于拉臂式垃圾車。該系統(tǒng)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(tǒng)垃圾車原有的工作裝置上進(jìn)行模塊化安裝、改造，增加拉臂機(jī)構(gòu)及稱重系統(tǒng)，提高作業(yè)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(nèi)垃圾的傾倒收集過程中實現(xiàn)對桶內(nèi)垃圾的動態(tài)稱重計量，通過稱量系統(tǒng)功能的設(shè)計，甚至能夠?qū)崿F(xiàn)對每個桶位進(jìn)行獨立稱量，該系統(tǒng)主要應(yīng)用于提桶式垃圾車，其稱量裝置結(jié)果如圖3所示。該型垃圾車的工作過程是通過環(huán)衛(wèi)人員的操作，將專門機(jī)構(gòu)固定于垃圾桶的邊緣，帶動垃圾桶提升并往車廂方向翻轉(zhuǎn)較大角度，將垃圾桶里的垃圾翻倒于垃圾車廂內(nèi)，實現(xiàn)垃圾車對垃圾桶內(nèi)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(tǒng)在垃圾桶提升、下降到預(yù)定位置時，根據(jù)稱重傳感器的受力變化，實現(xiàn)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(tǒng)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(xiàn)自動稱重，無需手動操作。但該稱重結(jié)構(gòu)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(guī)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(zhǔn)確性較低。因此針對該型垃圾車稱重系統(tǒng)的不足，應(yīng)該對其稱重系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新設(shè)計優(yōu)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(tài)稱重壓桶力補(bǔ)償設(shè)計，滿足良好的動態(tài)稱重性能要求[5]。

3 結(jié)語

經(jīng)過十幾年的發(fā)展，目前國內(nèi)各大城市基本上已經(jīng)建立、完善了垃圾收集、運輸、處理的專門企業(yè)，垃圾有償處理制度也在逐步推進(jìn)，城市垃圾處理市場化步伐正在加快。根據(jù)目前國內(nèi)相關(guān)政策、垃圾車行業(yè)的發(fā)展需要以及借鑒國外垃圾車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的狀況，對垃圾車車載稱量系統(tǒng)也提出來更高的要求：（1）稱重系統(tǒng)應(yīng)能克服垃圾車收運過程中惡劣工作環(huán)境的影響，耐高溫、防低溫、防爆、防作弊、抗顛簸，能保證穩(wěn)定的工作狀態(tài);（2）稱重系統(tǒng)應(yīng)能夠?qū)崟r顯示當(dāng)前負(fù)載，能夠?qū)崿F(xiàn)清零、累計稱重、單價輸入、打印等功能，應(yīng)設(shè)置有專用存儲設(shè)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(yù)防超載超速，提高行車安全，便于環(huán)衛(wèi)部門對車輛精細(xì)化管理。在努力提升垃圾車各項性能的同時，也應(yīng)建立專業(yè)的大數(shù)據(jù)平臺，整合城市生產(chǎn)、生活垃圾數(shù)據(jù)，助力城市垃圾收運、處理企業(yè)提高運營效率，推進(jìn)政府機(jī)構(gòu)科學(xué)合理配置基礎(chǔ)設(shè)施，提高分類收集、運輸、處置能力，實現(xiàn)從垃圾收運的源頭進(jìn)行高效、高精度、可靠稱量數(shù)據(jù)實時采集，解決長期以來“垃圾減量化“無據(jù)可依的痛點。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄭翔.關(guān)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）.

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

[4]王敏.壓縮式垃圾車稱重技術(shù)[J].商用汽車.2009（12）.

[5]陸品，呂封余，應(yīng)芊.一種餐廚垃圾車動態(tài)自動稱重系統(tǒng)的設(shè)計[J].衡器.2019（11）.