田野，商玉林，蔣東東，周吉祥，陳晨

（西安工程大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，陜西西安，710048）

引言

在現(xiàn)今電力、冶金、煤炭等行業(yè)資源緊缺的背景下，計量的準(zhǔn)確、高效及信息化建設(shè)愈發(fā)重要，這關(guān)系到企業(yè)能否實現(xiàn)利潤最大化的目標(biāo)。而現(xiàn)有的企業(yè)計量系統(tǒng)大多還采用靜態(tài)計量和簡單的動態(tài)計量的方式，它已不能滿足市場對企業(yè)生產(chǎn)高度自動化水平和快速響應(yīng)能力的要求，因此如何提高稱重系統(tǒng)的智能化、環(huán)境適應(yīng)性、抗干擾能力及魯棒性，將計量管理工作變得簡潔高效，實現(xiàn)了軌道衡稱重的自動化，使計量過程更加便捷、準(zhǔn)確、可靠[1]，以迎合市場快速響應(yīng)能力的需求等成為各大企業(yè)亟待解決的問題。無人值守智能稱重系統(tǒng)為上述問題的解決提供了一種有效的方法依據(jù)。

1 技術(shù)理論分析

我國計量系統(tǒng)歷經(jīng)機(jī)械光柵秤計量、電結(jié)合秤計量、全電子秤微機(jī)計量到現(xiàn)今的無人值守遠(yuǎn)程計量四個階段[2]。軌道衡也由傳統(tǒng)的只對稱重重量進(jìn)行計量的靜態(tài)計量轉(zhuǎn)變優(yōu)化為通過信息識別系統(tǒng)對車輛的其它信息進(jìn)行識別，進(jìn)而完成自動稱重過程的動態(tài)計量模式，實現(xiàn)了計量系統(tǒng)的智能化升級。

軌道衡主要分為靜態(tài)軌道衡和動態(tài)軌道衡兩類，國內(nèi)動態(tài)軌道衡是在靜態(tài)軌道衡的基礎(chǔ)上，吸收國外動態(tài)電子軌道衡技術(shù)和引入計算機(jī)技術(shù)發(fā)展而來。由于速度快、精度高、不停車的獨(dú)特優(yōu)點，在能源、物流、交通等行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用。近年來，國內(nèi)軌道衡廠家相繼生產(chǎn)了軸計量和轉(zhuǎn)向架計量的動態(tài)電子軌道衡，提高了準(zhǔn)確度及穩(wěn)定性，技術(shù)上達(dá)到國際同類產(chǎn)品的水平，使動態(tài)軌道衡的應(yīng)用邁上了新臺階[3-4]，動態(tài)軌道衡主要分類如表1。

表1 動態(tài)軌道衡分類表

2 系統(tǒng)的設(shè)計

2.1 系統(tǒng)架構(gòu)

無人值守智能稱重系統(tǒng)主要由電子軌道衡、計算機(jī)、視頻監(jiān)控、無線射頻識別系統(tǒng)、紅綠燈、檔桿機(jī)、手操器及稱重管理軟件等組成（如圖2）。

系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)鏈接將各計量站點與企業(yè)集中計量監(jiān)控中心有機(jī)結(jié)合，以實現(xiàn)物資業(yè)務(wù)系統(tǒng)與計量系統(tǒng)的無縫接合、數(shù)據(jù)交換、數(shù)據(jù)共享及異地稱重，達(dá)到物資計量操作與業(yè)務(wù)管理的集中一體化監(jiān)控與管理。而動態(tài)計量能快速、準(zhǔn)確、穩(wěn)定、可靠地完成整個稱重管理流程，實現(xiàn)計量過程中數(shù)據(jù)信息采集的自動化，降低人員勞動強(qiáng)度，減少操作人員，解決企業(yè)計量人力不足的問題[3]，兩者的結(jié)合，有效地解決物資計量過程中的漏洞，提高了計量效率，提升計量管控水平，達(dá)到協(xié)同高效、安全計量和降本增效的目的。

圖2 智能化稱重管理系統(tǒng)

2.2 系統(tǒng)功能模塊及實現(xiàn)

（1）車輛信息識別

應(yīng)用RFID技術(shù)的車號識別系統(tǒng)通過掃描和判斷車輛的電子標(biāo)簽,實時采集稱重車輛的相關(guān)信息(車號、車型、單位等)和車輛運(yùn)行狀態(tài)(進(jìn)、出、等待)，協(xié)同現(xiàn)場監(jiān)控攝像機(jī)的視頻采集、短時視頻存儲及不間斷視頻監(jiān)控功能實現(xiàn)信息處理同步自動抓拍并存儲圖片信息(車牌號和車廂狀態(tài))。

電子標(biāo)簽采用無需電源，識別范圍廣、準(zhǔn)確率高和防拆功能且成本低、可靠性高、壽命長等特點的無源射頻ID卡，它可于各種環(huán)境長周期的操作使用，并有很好的防盜防作弊功能。

（2）軌道衡智能稱重

車擋桿機(jī)自動判別車輛的運(yùn)行狀況, 協(xié)同紅外感應(yīng)裝置，并聯(lián)動指示燈、LED顯示屏和紅綠燈牌自動指揮和調(diào)度車輛上下軌道衡。確定車輛完全上衡后，與軌道衡計量系統(tǒng)聯(lián)合自動采集稱重信息(皮重、毛重)的現(xiàn)場視頻監(jiān)控端進(jìn)行實時視頻采集、短時視頻存儲及不間斷視頻監(jiān)控，并將數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)接嬎銠C(jī)系統(tǒng)。

軌道衡選用動態(tài)不斷軌軌道衡，該軌道衡的計量車速為5km/h～40km/h，不計量時通過設(shè)備區(qū)的車速不限，計量速度和臺面長度以及稱重均滿足企業(yè)要求。且該軌道的最重要的是在軌縫處安裝了軸銷式剪力傳感器，消除了軌縫，計量軌更加平順，減少了車輛對軌道衡的沖擊，提高了計量速度，減少了軌道衡的磨損[5]。

（3）計量軟件應(yīng)用系統(tǒng)

系統(tǒng)通過企業(yè)局域網(wǎng)或光纖，將企業(yè)各現(xiàn)場監(jiān)控站互聯(lián)，收集并統(tǒng)一存儲和管理轄區(qū)各站的監(jiān)控數(shù)據(jù),并按照一定的順序（時間、單位等）歸納形成計量清單，存儲到企業(yè)數(shù)據(jù)庫,服務(wù)于企業(yè)稱重系統(tǒng)服務(wù)平臺。

軟件系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)和數(shù)據(jù)庫技術(shù),并且擁有完善的安全認(rèn)證功能。管理中心服務(wù)器通過B/S系統(tǒng)給管理人員提供一個對各計量站車輛計量信息進(jìn)行查詢的平臺，利用合法身份或密鑰,管理人員通過互聯(lián)網(wǎng)安全地進(jìn)入公司內(nèi)部網(wǎng)絡(luò),直接利用瀏覽器查詢企業(yè)運(yùn)輸系統(tǒng)信息,實現(xiàn)了數(shù)據(jù)和圖像信息的共享,提升了企業(yè)管理水平。

2.3 系統(tǒng)工作原理及計量過程

當(dāng)紅外感應(yīng)設(shè)備感應(yīng)到運(yùn)輸車輛駛?cè)胲壍篮馄脚_時，系統(tǒng)的攝像機(jī)啟動工作，室外攝像頭開始實時記錄視頻信號，RFID車號識別系統(tǒng)進(jìn)行掃描車載ID，同時稱量數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)自啟，實時記錄識別出的車號信息并將結(jié)果傳送到企業(yè)管理系統(tǒng)，由系統(tǒng)對識別車輛進(jìn)行記錄比對，并存儲車輛計量圖像，然后通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程監(jiān)控站的視頻服務(wù)器，實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控站接收、監(jiān)督、錄制和存儲計量數(shù)據(jù)和車輛相關(guān)信息，最終形成數(shù)據(jù)存儲到企業(yè)內(nèi)部數(shù)據(jù)庫。實現(xiàn)企業(yè)內(nèi)部數(shù)據(jù)共享，方便企業(yè)管理人員通過本地或遠(yuǎn)程地訪問企業(yè)數(shù)據(jù)庫達(dá)到隨時查詢和調(diào)用數(shù)據(jù)信息。

3 系統(tǒng)的特點

（1）采用RFID技術(shù)和無源射頻ID卡，成本低、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，可高速多卡識別和長周期使用，降低了成本，提高了計量的準(zhǔn)確性。（2）采用動態(tài)不斷軌軌道臺面，計量不停車、速度快，提升了計量效率。（3）通過自動識別采集，建立了計量過程數(shù)據(jù)自動傳送及存儲機(jī)制，并通過各計量站的相互鏈接，實現(xiàn)企業(yè)數(shù)據(jù)共享和集中一體化管理。（4）合理優(yōu)化了計量流程，提升了計量效率，提高了企業(yè)信息化水平，增強(qiáng)了企業(yè)的核心競爭力。

4 結(jié)束語

結(jié)合動態(tài)軌道衡于稱重系統(tǒng)的無人值守智能稱重系統(tǒng)，通過對運(yùn)輸車輛在運(yùn)動狀態(tài)下進(jìn)行信息的自動識別協(xié)同現(xiàn)場視頻監(jiān)控和遠(yuǎn)程訪問企業(yè)中心數(shù)據(jù)庫和調(diào)用計量信息的方式，合理地優(yōu)化了企業(yè)計量流程。

[1]鄧奇勛.基于物聯(lián)網(wǎng)的智能電子汽車衡系統(tǒng)[J].計量與測試技術(shù), 2017,44(03): 55-56.

[2]張成軍, 張本昕, 楊林.智能軌道衡稱重系統(tǒng)在鋼廠應(yīng)用研究[J].工業(yè)計量, 2016, 26(02): 31-35.

[3]袁剛.地磅無人值守系統(tǒng)[J].儀器儀表用戶, 2016, 23(12): 50-52.

[4]曾實現(xiàn), 薛蕊, 陳江波.基于物聯(lián)網(wǎng) RFID技術(shù)的導(dǎo)引系統(tǒng)設(shè)計與研究[J].現(xiàn)代電子技術(shù), 2017, 40(19): 22-24.

[5]姜會增, 李世林.自動軌道衡的現(xiàn)狀與發(fā)展前景[J].衡器, 2013, 42(09):1-4.