码头自动化过磅系统改造方案

吴志强 张文娟

曹妃甸港集团股份有限公司

1 引言

某码头共有1个3.5万t级、2个5万t级、1个7万t级、3个10万t级和1个15万t级的通用散货泊位。随着业务快速发展，集疏港的作业运输车辆经常会短时集中过磅，造成前场车辆拥堵，在一定程度上影响了码头高效运转。为加快推进码头生产作业信息化进程，实现更高效、准确、安全的集疏港，对码头现有磅房过磅系统进行了整体改造，从而加强集中管控、节省人力成本，实现自动过磅。

此次改造的主要目标有：减少人为干预，提高数据采集的准确性，实时性；加快过磅速度，提高生产作业效率；规范过磅流程，实现24 h监控地磅作业情况，防止运输车辆在过磅过程中发生作弊行为；对地磅进行集中式的管理，减少司磅人员数量，减轻企业的负担；改善司磅人员的工作环境。

2 改造方案

2.1 改造的主要内容

(1)将码头一期磅房现有3条重车出口通道调整为轻车进口通道，原有3条轻车进口保留，即改造后共6条轻车进口通道，后期将6条通道全部改为自动过磅模式。将原6名司磅员各监管1条通道的模式缩减为由2名司磅员共同监管6条通道，节省4名员工。

(2)将码头二期磅房现有3条轻车进口通道调整为重车出口通道，原有3条重车出口保留，即改造后共6条重车出口通道，此次二期磅房仍沿用原先人工过磅模式，配备6名司磅员。

(3)将码头三期磅房3进4出共7条通道全部改为自动过磅模式，原7名司磅员各监管1条通道缩减为2个司磅员同时监管7条磅道，节省5名员工。

2.2 技术分析

采用无线射频设备自动识别过衡车辆，同时配合车牌识别技术进一步确认进港车辆；配合计算机自动完成称重，并与场区内部叉车磅数据联动，确保称重最小误差；配合现场的LED屏及人机交互系统，实现放行过程的智能化，实现1人监管3至4条通道；同时建立信息数据处理中心，统一对前端设备进行数据收集、管理和维护等，提高过磅效率，降低维护成本。

此改造项目涉及3个磅房共计19条通道，3个磅房先后分3期建设，其建设时间、土建基础及硬件设备均有所不同，因此对系统的整体集成和开发造成了一定困难。为此，对原有基础数据采集设备的控制方式进行调整，将原来的每个数据采集终端单独接入串口服务器再到每磅控制终端电脑，改为每个数据采集终端接入PLC通过网络控制的方式，实现道口的集中管控，从而解决前端不同的数据采集设备与软件接口协议的匹配问题；同时新增车牌识别摄像机，将车牌数据与RFID卡读取到的车牌数据进行实时比对，确保过磅车辆的准确[1]。

2.3 系统组成

改造后的系统主要由智能称重系统、RFID电子车牌系统、视频监控系统、车辆控制系统、LED显示系统、人机交互系统、过磅管理软件7部分组成(见图1)。

图1 自动化过磅系统构架图

(1)智能称重系统完成电子地磅数据的智能采集工作。

(2)RFID电子车牌系统实现过磅车辆的身份自动识别，并与车牌识别摄像头识别到的车牌信息进行实时比对，一致的情况下称重放行；未识别到车牌信息或不一致的情况下，由司磅员根据管理规范进行处理。

(3)视频监控系统使用监控摄像机24 h不间断监控车辆过磅情况，并录像、截图存档，以备查询。

(4)车辆控制系统使用地感线圈检测器和红外对射传感器检测车辆位置，待过磅数据在一定范围内稳定约2 s后，自动保存过磅数据，配合电子档杆、红绿灯等设备控制车辆自动通行。

(5)LED屏显示车辆基本状态和称重信息，以供司机参考，尤其在重车出口时，供司机参考是确认过磅或进行二次加、减载。

(6)人机交互系统配置室外一体机用于自动打印过磅小票，以及实现工作人员与司机的实时通话。

(7)过磅管理软件集中处理前端设备采集到的信息，完成过磅业务；另外还可实现车辆管理、卡管理、查询统计等功能。

3 改造后的自动化工作流程

码头自动化过磅系统工作流程如下:

(1)所有称重车辆必须保证贴有电子标签，上磅称重以前必须提前预约，关联作业计划号等相关信息。

(2)地磅上有1 t及以上重量数据后，RFID读卡器开始读取电子车牌。

(3)车辆到达停车位时，读取电子车牌，并与车牌识别摄像头识别到的车牌信息进行比对：①一致的情况下，把读取到的电子车牌信息发送到控制终端电脑，判断该车辆是否有计划，若无计划，则LED提示车辆下磅；若有计划，则继续过磅。②若比对情况不一致，由司磅员结合现场监控图像人工干预是否同意其过磅，若同意，将读取到的电子车牌信息发送到控制终端电脑，判断该车辆是否有计划；若不同意，则要求车辆下磅，场外另行处理。

(4)检测磅头及磅尾红外对射状态，若被遮挡，说明车辆未完全上磅或后车跟车上磅，LED显示屏提示司机正确上磅。若系统检测到司机长时间无响应，司磅员可通过广播告知该车道司机配合动车，确保正确上磅。

(5)检测车辆是否停稳，若车辆未停稳，LED提示司机停车过磅；若车辆停稳，则继续过磅。

(6)进口方向地磅读数，待过磅数据在一定范围内稳定约2 s后，自动保存过磅数据，LED屏显示车辆过磅信息，同时，系统控制下磅道闸自动抬杆，等待车辆离开，系统结束工作。出口方向地磅读数，待过磅数据在一定范围内稳定约2 s后，自动保存过磅数据，LED屏显示车辆过磅信息，同时，系统控制下磅道闸自动抬杆。此时，司机可根据LED屏上显示的重量，决定是否过磅或返场进行加、减载，司机可通过点击重磅打印机箱外设的按键选择：①绿键选择过磅，自动打印磅单并附带2次打印功能，即按2次出两张磅单；②红键选择返场进行二次加、减载，等待车辆离开，系统结束工作。

(7)车辆完全下磅后，下磅道闸自动落杆。

4 结语

对码头19条海关监管电子卡口的软硬件设备进行智能化升级改造后，提高了场区过磅效率，减少了司磅人员数量，有效解决了车辆拥堵问题，可为类似码头的自动化过磅系统改造提供借鉴。