一、行業背景與應用需求

1.行業背景

汽車智能稱重管理系統已經成為多家企業信息化管理的重要組成部分，形成一種高效、準確、快捷、防作弊的新型稱重管理模式。下面以某電廠應用為例，介紹系統實施的基本框架。

所謂汽車智能稱重管理系統即是在原有汽車稱重管理系統上附加了利用遠距離RFID技術實現的對稱重車輛的自動識別功能，并將自動采集到的稱重車輛信息合并到稱重管理系統中。應用于電廠的智能稱重管理系統使電廠燃料部計量處的過車速度提高了3-4倍，通過車號自動識別和精確計量，有效地防止了人為舞弊給電廠所帶來的經濟損失。此外，系統實施后還大大降低了工作人員的勞動強度和人工稱重的失誤率，提高了燃料管理流程的透明度，推動了電廠的信息化進程。

2.應用需求

煤場自動計量系統針對的是以汽車作為運輸工具的自動計量、稱重和回皮（空車）數據的完全自動化（無需人員干預）采集，保證原始數據采集的準確性。通過實現自動計量，可以大大縮短各個操作環節的操作時間，提高計量系統的接卸能力，同時也可改善計量人員和汽車司機的工作環境、降低勞動強度。

二、項目實施的目標

項目的實施分為兩個階段，第一階段為現有系統的改造，第二階段實現無人值守作業。煤場自動計量系統主要包括以下六個部分：

（1）運輸車輛隊列管理。車輛隊列管理主要完成運輸車輛的排隊，杜絕車輛插隊，提高車輛運輸秩序。

（2）采樣。采樣完成對進場煤的采樣（采樣煤用于進行煤質分析）。

（3）稱重。稱重主要完成進煤車輛毛重的計量。

（4）回皮。回皮主要完成車輛空重的計量，較終計算出凈重。

（5）實時監控。實時監控主要完成對采樣、稱重、回皮的過程進行實時監控，及時了解采樣、稱重和回皮車輛的情況，以便及時進行處理。

（6）監控管理系統。監控管理系統主要完成系統基礎信息的管理、維護，運行模式的選擇設定等。

三、系統設計

1.系統的拓撲結構

系統的網絡拓撲結構如圖1所示。其中包括：監控管理系統、車輛隊列管理、稱重主機、采樣主機、回皮主機、實時監控、數據庫服務器和其他在線工作站等。各單元系統之間通過廠內局域網聯結在一起，實現數據共享。



圖1 煤場自動計量系統網絡結構圖

2.系統的工作流程



圖2自動計量系統工作流程

所有運輸車輛在進入煤場之前首先到車輛隊列管理處，進行隊列排序，只有進行排序后的運輸車輛才能進入煤場。運輸車輛排序完成后進入采樣平臺進行采樣。采樣時需要對車輛是否插隊進行判斷，如果是插隊車輛則不予采樣。采樣完成后車輛駛入汽車衡進行毛重的計量，計量完成后進行卸煤，卸煤完成后駛入汽車衡進行皮重的計量，計量完成后自動計算出凈重。在稱重和回皮的過程中如果出現異常現象系統會自動通知實時監控系統，監控人員可進行及時處理，保證系統的正常運行。系統工作流程如圖2所示。

四、系統運行

根據系統工作流程，下面分五個部分說明系統的運行。

1.車輛隊列管理

車輛隊列管理實現對運輸車輛隊列的管理，從而減少插隊現象的發生，提高車輛的通行率。自動進行車輛隊列管理是通過車號自動識別系統來完成。

車號自動識別系統主要包括微波射頻卡、閱讀器、射頻電纜、天線和車號自動識別軟件。每個運輸車輛均安裝有微波射頻卡，每一個微波射頻卡對應一個車號。通過微波射頻識別卡可以做到對運輸車輛的自動識別，每通過一個運輸車輛，車號自動識別系統自動為此車生成一個隊列號作為采樣的排隊序列。采用車號自動識別系統的好處是沒有人員進行干預，作到車輛隊列客觀準確。

2.采樣

采樣平臺處安裝有車號自動識別系統。當運輸車輛進入采樣平臺后，車號自動識別系統會自動讀取車號信息，并判斷此車是否為插隊車輛，如果是則拒絕采樣。

3.稱重



圖3 稱重前、中、后過程圖

圖3為自動稱重過程示意圖。其中圖3a，為汽車衡處于稱重準備就緒狀態，圖3b為稱量狀態，圖3c為稱后狀態。稱重準備就緒后，綠色指示燈亮，同時擋車器為關閉狀態。運輸車輛在采樣完成后，汽車衡處于稱重準備就緒的狀態下可以駛入汽車衡進行計量。

車輛駛入汽車衡后紅色指示燈亮（如圖3b所示），車號自動識別系統讀取車號信息，車輛定位成功后計量軟件開始計量，計量成功后擋車器打開同時進行語音提示車輛駛出汽車衡，并通過電子顯示屏將計量進行顯示，如圖3c如示。車輛完全駛出汽車衡后關閉擋車器打開綠色指示燈，等待下一次計量。

在計量的過程中出現以外情況時，如車輛不能定位、車號不能讀取等情況發生時計量軟件會自動進行語音提示并向監控中心進行報警，提示管理人員進行處理。在整個稱重過程中是完全不需要人進行操作的。

4.回皮

回皮的過程與稱重基本一致。兩者的區別主要在于一些語音和報警信息的內容上。

5.實時監控

車輛隊列管理、采樣、稱重和回皮四個作業流程中的所有信息均實時反饋到監控中心主機，管理人員通過監控軟件系統實時了解各個工作流程的情況。例如在采樣處有插隊車輛，在稱重、回皮時車輛無法定位，車號無法讀取等情況在監控中心均能夠了解。

為保證煤場不間斷工作，自動計量系統采用2種工作模式：自動方式和手工方式。在正常情況下采用自動方式，當系統中的某些硬件設備出現故障而無法以自動方式進行工作時，可以采用手工方式進行作業，從而保證煤場的正常生產，當硬件設備修復后再切換到自動方式。手工方式是一種備用方式。

五、設備選擇標準

汽車智能稱重管理系統采用的自動識別技術是遠距離RFID系統。電子標簽（車卡）內貼裝于運輸車輛的前擋風玻璃的內側，要求RFID系統的識別距離大于5m，對識別速度無特殊要求，對標簽的數據容量沒有特殊要求，對標簽是否具有改寫功能沒有特殊要求。要求RFID系統具有較高的可靠性。設備的工作環境通常要求防塵、溫濕度一般按工業級應用標準執行。

值得注意的是將電子標簽貼裝于擋風玻璃內側通常會降低標簽的識讀距離，因而在電子標簽的設計上要考慮玻璃襯底的影響。此外，應用中一般還會提出標簽貼裝后的防拆功能要求。

六、應用效果分析

汽車智能稱重管理系統為客戶自動化管理發揮了重要作用。一方面大大提高了燃料煤入庫計量管理的效率，預防了人工操作的漏洞，改善了稱重計量與運輸車輛司機的工作條件與勞動強度。另一方面也大大地促進了企業的信息化建設步伐，為行業樹立了一個成功應用新技術的范例。