粮食加工企业中汽车衡无人值守计量系统的规划

刘允波

（山东金钟科技集团股份有限公司，济南 250002）

汽车衡作为粮食加工企业出入库物流系统的重要环节，实现智能化无人值守计量是大势所趋。该系统是指汽车衡在无人干预的情况下，迅速、准确、安全、稳定、可靠地完成整个称重的流程，同时计量管理人员可对计量过程进行实时远程监管，并能够实现问题现场处理、数据查询、统计、单据打印等功能。建立以计量信息系统为支撑的自动计量管理系统，通过对计量过程及车辆的管控达到强化计量管理、防止作弊、提高效率、降低成本的目标，提高计量流程运行效率和质量。

考虑到仍有多数粮食加工企业对汽车衡无人值守计量系统了解甚少，文章未对该系统进行更深入说明，只是为汽车衡无人值守计量系统的选型规划提供一些技术指导。

1 粮食企业汽车衡使用现状

目前很多粮食加工企业的汽车衡操作方式仍为有人管控的方式，存在工作效率低、人力成本高、缺乏计量管控流程、容易作弊等现象，而且计量结果信息共享不够，数字化程度较低，存在信息孤岛，已不能满足企业的正常运营需求，因此对现有称重系统进行无人值守计量升级改造，以提升自动化管理水平、提高计量作业效率、降低成本、杜绝作弊现象成为一种迫切需求。然而，到目前为止，汽车衡无人值守计量系统并没有一个统一的标准，这就造成了部分用户在实施汽车衡无人值守计量系统后的使用效果未达到预期目标，这其中很大的原因在于事先未能很好地进行选型规划。

2 系统总体目标及系统功能模块

粮食加工企业在准备升级改造或新建汽车衡无人值守计量系统前，应根据自身情况确定需求目标及系统功能模块（见下页表1）。

3 系统各功能模块介绍与选择

3.1 常用信息传递介质及其识别设备的选择

3.1.1 IC卡

采用IC卡作为信息传递介质时需配置IC卡读卡器，IC卡读卡器是一种非接触IC卡读写设备，其典型特征为近距离刷卡，标准卡的读写距离小于5cm。IC卡读卡器的常用接口为RS-232接口或10M/100 M自适应以太网接口，实现与控制计算机的连接。其优点是读卡可靠，识别率在99%以上，其缺点是需要司机停车刷卡，影响计量效率。

3.1.2 RFID卡

采用RFID卡作为信息传递介质时需配置RFID卡读卡器，RFID卡读卡器是工作在UHF(920.5～924.5 MHz)频段的远距离读卡器。其典型特征为远距离自动读卡，标准卡的读写距离为一般在5 m以上（根据天线增益不同而定），不需要司机停车刷卡，可实现车辆在行驶过程中自动读卡。RFID卡读卡器常用接口为标准RS-232接口或10 M/100M自适应以太网接口。与IC卡读卡器相比，其优点是不需停车刷卡，提高效率，缺点是容易受天线安装位置及角度、周边金属干扰、同频率线圈干扰及RFID卡的放置位置/角度影响，识别率在98%左右。

3.1.3 车牌号

采用车牌号作为信息传递介质时需配置车牌识别单元，车牌识别单元是采用图像识别技术，集成车牌识别摄像机、触发单元、补光灯等必需的硬件和车牌定位、车牌字符切分、车牌字符识别、车牌图像匹配等软件算法，从而将车牌自动识别出来。车牌识别单元常用接口为10 M/100 M自适应以太网接口。其优点是不需停车，提高效率，缺点是其识别率受车牌整洁程度、字符清晰度、现场光线及雨雪雾等异常天气影响，一般情况下车牌字符识别率≥97%、整牌识别率≥95%。

表1 汽车衡无人值守计量系统功能模块表

3.1.4 二维码

采用二维码作为信息传递介质时需配置扫码设备，其典型特征为近距离扫描二维码，扫描距离一般小于10 cm。扫码设备的常用接口为RS-232接口或10 M/100 M自适应以太网接口，实现与控制计算机的连接。其优点是扫码可靠，识别率在99%以上，其缺点是需要司机停车扫码，影响计量效率。

3.1.5 身份证

采用身份证作为信息传递介质时需配置身份证读卡器，身份证读卡器是一种非接触身份证读写设备，其典型特征为近距离刷身份证，读写距离一般小于5 cm。目前身份证读卡器的常用接口为RS-232接口或USB接口，实现与控制计算机的连接。其优点是读卡可靠，识别率在99%以上，且不需要单独的发卡设备，其缺点是需要司机停车刷身份证，影响计量效率。

3.2 信息传递介质的预约及发放

3.2.1 自助预约

目前主要有微信公众号预约、手机APP预约、网上预约三种方式，客户/供应商/司机可通过关注微信公众服务号并绑定用户信息或安装手机APP或通过网站在无人值守计量系统中选择订单并录入车辆信息（车牌号、车型、身份证、手机号、姓名）、货物信息、预装量等信息完成网上预约。预约完成后，信息推送至相关人员审核，审核通过后通知客户/供应商/司机。

对于采用IC卡或RFID卡作为信息传递介质的，车辆到达后可在自助终端刷身份证或输入车号/特征码等进行自助取卡；对于采用车牌号、身份证或二维码作为信息传递介质，通过自动识别车牌、刷身份证或扫描手机二维码方式等直接进入计量环节。

3.2.2 人工现场预约

对于未预约的临时车辆或无法进行自助预约的车辆，可到现场由现场工作人员协助进行人工预约。

3.3 汽车衡计量模块功能与选择

3.3.1 防作弊设备

（1）红外定位单元。电子汽车衡红外定位单元可在计量时保证车辆完全上衡，并避免跟车、压边等作弊现象发生，确保车辆完全上衡后方可计量。红外光栅为主要检测机构，每一台电子汽车衡配置2对红外光栅，分别置于电子汽车衡的入口和出口处，如果车辆存在没有完全上衡等异常情况，计算机将会通过语音提示系统提示相应异常信息，此时不能进行称重数据保存等操作，无法完成称重。

（2）视频监控单元。每台汽车衡在秤体附近面向秤体配置2～3个网络摄像机。摄像机安放在电子汽车衡的前端可监视上衡车辆驾驶室人员上下车情况或前车牌，摄像机安放在电子汽车衡的后端可监视汽车在电子汽车衡上是否有压边、靠边等情况或后车牌；摄像机安放在电子汽车衡的中间位置用于监视和抓拍车厢或货物情况。现场图像信息可通过硬盘录像机等设备进行存储，便于后期计量视频画面的调取，也可通过网络连接至称重计算机，实现实时监控、抓拍功能，并与计量数据同步存储，便于在计量发生异议时，可以通过图片和录像进行追溯。

3.3.2 信息提示设备

（1）语音提示单元。由室外音箱、功放及麦克风等组成，可适时播报相应的提示信息，指导司机进行计量。

（2）信息显示单元。LED大屏幕显示器是以网口方式接收数据信号并将接收到的信号通过LED显示单元予以显示的装置。LED大屏幕显示器为模块化设计，可根据现场显示内容，组合所需屏幕的大小，可同时显示重量、车号及其它汉字信息等，方便司机随时掌握计量信息。

3.3.3 车辆引导设备

（1）交通指示灯单元。交通指示灯安装于现场汽车衡旁边，提示驾驶员汽车衡的称重计量状态。一般选择红绿双色（单灯红叉绿箭头或红绿双灯）。

（2）道闸单元。道闸单元主要由道闸及防砸车设备组成。上衡端道闸的主要作用是防止非计量车辆上衡；下衡端道闸的主要作用是计量完成后引导车辆下衡及防止车辆未完全计量完成就下衡离开，造成丢车现象。对于单向计量的汽车衡，也可仅配置下衡端道闸。

3.3.4 现场控制设备

（1）计算机管理单元（现场有磅房时建议配置）。计算机管理单元一般包括计算机、交换机、I/O控制单元、控制柜、打印机等，可通过计算机串口读取称重仪表重量信号，并以此为操作和控制的依据，对衡器外围的电气设备通过智能控制单元和软件有机整合，实时精准控制；同时可对计量数据进行报表统计、磅单打印、数据共享等。

（2）一体化自助计量终端（现场无磅房时建议予以配置）。一体化自助计量终端采用工业级控制终端，把交换机、I/O控制单元、控制柜、打印设备、语音对讲设备等进行一体化集成设计，对外围设备进行集中控制和管理。工业级控制终端稳定性高，可适用于多种工业环境及恶劣环境。

3.3.5 计量监管设备

监管人员可通过计量监管设备完成对现场计量状况的监控，包括查看汽车衡计量现场信息、设备状态及实现部分设备的远程控制。

（1）手机APP：也可通过手机APP实现计量数据的实时查询。

（2）语音对讲单元：在现场无监管人员的情况下，可配置语音对讲设备，实现远程对讲，指导现场计量及应急处理。

3.4 服务器模块

无人值守计量系统应设有服务器机房，内设服务器、交换机等设备，并配置正版操作系统和数据库软件。

服务器是一种高性能计算设备，可存储、处理大量的数据和信息。作为无人值守计量系统的核心，业务数据信息都储存在服务器上，管理人员可通过系统平台查看服务器中的相关信息。

3.5 软件模块

关于无人值守计量系统的软件功能部分，在系统规划时，除可实现汽车衡无人值守计量的基本功能外，一般由使用方提出需达到的总体目标和一些特殊功能需求，在与设计方进行交流后由设计方进行详细设计规划，在此不再详述。

4 系统功能模块的选择原则

关于汽车衡无人值守计量系统的外围设备选择，建议遵循以下原则（见下页表2）：

（1）作为无人值守计量系统，信息传递介质和相应识别设备是必须配置的，可参考前文所述各信息传递介质的优缺点进行合理的选择；

（2）必要时，可将车牌识别单元作为必配，IC卡/RFID卡/二维码/身份证四种介质四选一，与车牌识别结果相互验证。

（3）作为无人值守计量系统，防作弊设备及语音提示单元建议为必配。

（4）若车流量较大，则需配置交通指示灯单元和道闸单元，便于引导车辆有序计量。

（5）若现场无人，则建议配置语音对讲单元。

（6）信息显示单元作为显示设备，主要是向司机直观显示当前的称重信息，可根据实际情况选配。

（7）对于新建项目，若考虑现场不建磅房，则一体化自助计量终端为必配设备。

5 系统实施效果

汽车衡无人值守计量系统的实施将对整个计量流程进行优化，在有效提高物资的计量效率、防止作弊的同时，进一步提升企业的管理水平。

5.1 高效计量

自动计量管理系统，缩短了计量时间，计量流程更加高效顺畅。

表2 汽车衡无人值守计量系统外围设备选择原则

5.2 防止作弊

配置防作弊设备且现场无人操作，杜绝司机和司磅员串通进行作弊的可能性。

5.3 减少人工成本

现场无需配置司磅员，仅需计量监管部门配置监管人员（可兼职）即可，对于衡器数量较多的行业，可减少大量司磅人员。

5.4 减少投资

新建汽车衡无需进行磅房建设，通过配置一体化计量终端机进行管理控制即可实现无人值守计量功能。

6 结语

汽车衡无人值守计量系统作为粮食加工企业物流的重要一环，只有事前做好规划，方能实现预期目标。目前，已有越来越多的先进技术应用到汽车衡无人值守计量系统中，衡器无人值守计量技术将会得到更多的应用和更好地发展。