无人值守称重管理系统的研究以及应用

任 霖，李锁弟，朱良恺，都丰林，都军辉

［1.枣庄矿业（集团）有限责任公司煤炭洗选加工中心，山东 枣庄 277000；2.山东矩阵软件工程股份有限公司，山东 济南 250101］

无人值守计量称重系统集合了多媒体技术、计算机技术、计量技术以及网络技术，通过远程运行的监控中心即可获取来自不同的计量室中的称重对象、供电状态以及重量信号等信息，而后针对称重过程进行相应的操作，或者实施管理计量业务的工作。现探讨无人值守称重管理系统的相关问题。

1 传统式称重系统存在的问题

传统的称重系统采用如下工作模式：车辆上磅之后，司机将相应的单据提交给计量中心，计量人员通过手动的方式将车辆信息录入其中。完成称重之后，打印计量票据，司机获得票据后即可离开。而这种计量称重模式为作弊行为提供了一定的条件，通过多辆汽车同时上磅称重或者加载空车的方式，使车辆皮重增加，货物净重减少。针对重车，采用不完全上磅的方式，以此使货物净重与实际情况不相符[1]。进行重车上磅时，采用人为撬磅的方式。甚至还存在人员相互串通，更换其他货物进行作弊或者直接更换车牌。另外还有通过绕行车辆从而实现重复称重的目标。因此需要开发、设计与应用没有人为干预的客观、准确以及可靠的称重管理系统。

2 无人值守称重管理系统的重要性

无人值守称重管理系统可满足实时监控计量过程与实时传递并共享计量数据的需求，即使计量室中没有负责称重的工作人员，也能够完成称重工作。以衡器类型为标准对这种计量系统进行分类，可将其划分成皮带秤、轨道衡以及汽车衡三种，其区别主要集中体现在业务流程以及计量室中应用的设备上。当前的不少大型计量衡器都通过这种智能化、自动化的称重系统实时发布重量信息。这一无人值守称重管理系统始终以客户需求为工作重点，系统功能更贴近客户的需求，对于市场变化也保持一定的灵敏度，能够通过精准、便捷的称重服务来提高客户对于自动化系统的满意度，使企业具有更强的应变能力。货站、垃圾场、有色金属矿、煤矿以及发电厂等单位都可引入这种无人值守型自动称量系统。

若在称重计量环节中采用人工记录的方式，不但需要很长的时间，而且还有较大的概率出现误差。人工记录的主观性会带来一些舞弊问题，影响计量数据的真实性与客观性，直接给企业带来经济损失[2]。而应用该系统之后，不需要有人为干预的前提条件，称重流程更加可靠稳定、精准安全，系统支持自动化采集称重信息的功能，提供的称重信息更具有可信度，同时称重计量人员的工作强度也随之降低。另外计量部门可依靠该系统和其他部门及时交换与共享计量数据，完成异地称重任务，计量数据可作为企业进行生产管理与采购分析的依据。企业在拥有该系统之后，能够及时掌握物资流向、生产、装车发运以及销售等重要信息，借助此类信息对物资相关工作进行指导，提高整个物资管理流程的综合信息化水平，确保按时回收款项，加快库存周转速度，减少企业风险。

3 无人值守称重的设计原则

设计无人值守称重管理系统时，需遵守统筹规划的原则。考虑到该系统的使用对象数量多，需要满足多个单位的使用需求，因此必须统一实施规划，依照多个部门的标准与规范要求进行设计，确保系统具有良好的实效性。在设计中还需重视系统的实用价值，遵守实用优先的原则，结合业务流程设定系统的功能，以实际设计需要为准，切实节省称重现场的人力成本[3]。在关联性原则的引导下，设计者需要确保系统与用户所在单位的流程管理软件以及财务软件能够正常对接。适当引进新技术，不过度追求顶尖技术。给系统选用扩展性较强的外部接口，按照可扩展性原则，使系统在未来出现新的业务时也能够灵活地满足应用需求。考虑到系统需要传送与保存物资行业的机密数据与重要文件，所以对于系统安全保障的要求也比较高，系统需要有完备的安全防御机制。

4 无人值守称重管理系统的应用流程与系统组成

4.1 称重流程

无人称重管理系统见图1。物资的采购方或者提供方的计量业务部门可将计量申请发出，形成记录采购方、提供方、物资名称、物资类别以及车号信息的计量申请单。在网络系统的支持下，申请单被传送到相应的服务器之中。车辆进入上榜称重环节，识别车号的装置可通过自动识别的方式对车辆的车号与牌照信息精准识别，称重系统可对所需数据进行查询，对照车号，确定计量申请单。系统完成称重任务之后，可将重量数据添加到申请单中，用户可根据其需求实时获取申请单。通过这种实时传送数据的功能，促使计量数据与业务数据及时对接。服务器在连接网络的前提下能够将数据传送给指挥部门、管理部门以及其他数据需求者。

图1 无人称重管理系统

4.2 结构组成与功能模块

系统的组成部分包括管理软件、手操器、档杆机、红绿灯、无线射频系统、视频监控、计算机与电子轨道衡等[4]。系统依靠连通网络，来连接计量监控中心与所有的计量站点，使计量系统与物资业系统得以结合，提供异地称取重量、共享数据与交换数据的功能。系统采用的动态计量方式可以保障称重管理流程的科学性与稳定性，集中采集计量称重数据。

4.2.1 识别车辆信息模块

车号识别系统采用RFID 技术，可对车辆电子标签进行扫描并做出判断。通过实时化采集需要进行称重的车辆所属单位、具体车型与车号的信息，掌握车辆所处的等待、出、进等运行状态，通过现场安装的监控摄像机采集视频信息，存储短时视频，并且进行连续的视频监控，抓拍车厢状态与车牌号照片，并保存这类图片信息。系统使用的电子标签上运用的无源射频ID 卡无须连接电源，识别范围极为广阔，不仅成本低、准确度较高，还具有防拆功能与防止作弊、防盗保护等功能。

4.2.2 智能轨道称重

车档杆机装置同样采用自动化方式对称重车辆的具体运行状况展开识别，再加上红绿灯牌、LED 屏幕、并联动指示灯以及红外感应装置等，可对车辆进行安全调度与指挥，确保车辆能够正常地上下轨道衡。车辆实现上衡之后，即可进行称重，现场使用的视频监控装置立即采集毛重、皮重信息，再向计算机中传输。配合系统选择具有不断轨特点的动态化轨道衡，不限制通过设备区时的车速，称重、台面长度以及计量速度都可以满足使用方的要求。将轴销式剪力传感器安装到轨缝中，直接消除轨缝的影响，避免车辆给轨道衡造成过多冲击，同时也可以保持更快的计量速度，避免轨道衡产生过于严重的磨损问题。

4.2.3 软件应用系统

在光纤以及局域网的支持下，各个计量监控站之间可以互相连接，共同对管理范围内各个站点的监控数据实施管理与保存，软件可依照单位或者时间顺序制作计量清单，企业将计量清单保存到数据库中，以备后续使用。软件引入数据库技术与B/S 架构体系，具备安全认证的基本功能。服务器借助B/S 系统为使用者创建查询平台，来查找计量站中的车辆计量信息，使用者需要通过密钥、合法身份与访问权限才能访问内部网络，而后可启动浏览器软件搜索相应的运输计量信息。

4.2.4 视频监控系统

视频监控系统由现场摄像机、视频服务器、监控电视墙、存储器等部分构成，每天可存储海量视频录像。考虑到存储视频资源期间需要反复占用宽带资源以及视频访问次数过多的问题，可单独设置访问存储视频子网，在子网中设置NAS 存储设备与视频服务器，避免带宽被视频数据过多占用。

4.2.5 智能挡车控制系统

为了以规范化的方式来管控过衡车辆，采用自动化、智能化倒闸模块，对非过衡与过衡车辆的进出进行管控。挡车装置被安装到进出口位置，包括防砸线圈、挡车栏杆、自动道闸、智能控制器以及车辆检测器等，可支持多种控制模式，包括遥控器控制、手动控制与微机控制。若车辆按照规定完成过衡称重步骤后，拦车杆将自动放行。通过赋予挡车系统安全防砸功能，保障车辆安全。若车辆还没有驶离栏杆位置，车辆检测器与地感线圈可以发挥作用，确认车辆位置，同样将开启信号自动发出，调整栏杆形成开启状态，在车辆驶离原本的位置后，栏杆才会落下。

4.2.6 报表系统

称重管理系统在提供查询数据功能时，使用者可根据时间、发货单、班次以及车号等不同条件完成查询工作。系统可提供多种类型与格式的报表，包括月报表与日报表等，还可满足用户定制个性化称重报表的需求。

系统中使用的LED 显示屏具有智能化特点，可完整地显示磅号、重量值、物料信息与车号等计量称重相关信息，利用后台提供的操作页面对显示出的信息进行调整。该系统的数控功能可以完成模拟量与开关量等数据的采集。

5 无人值守称重管理系统的基本应用情况

5.1 主要应用特点

该自动化称重系统具有极强的稳定性，确保其能够保持长时间地连续运行，即使系统出现异常也能够不间断地完成称重相关业务，系统中的设备也需要保持较高的可靠性，线路与设备都要保障一定的冗余。系统的易操作性也很强，操作方式简便灵活，容易被相关人员掌握并熟练运用，维护难度较低[5]。为了日后实现对系统的有效扩充与升级，要求系统需要保持一定的扩展性，给该系统选择模块式结构，产生相应的优化需求后，进行增设控制模块或者前端即可。称重系统使用无源射频ID 卡与RFID技术，对于各种使用场景的适应性较强，成本不高，能够满足长时间应用需求，提供多卡识别功能，同时带来极为精准的计量结果。系统结合不断轨型轨道台面，以此保持较高的计量效率，计量过程不需进行停车操作。借助自动化采集识别系统来自动传送并储存与计量过程相关的数据，使各个计量站保持正常连接，从而支持企业的数据管理一体化工作，为数据共享创造良好技术条件。

5.2 系统功能

5.2.1 预防称重作弊行为

从应用功能的角度来看，无人值守型称重管理系统的功能极为丰富，除了最为基本的异地/远程称重功能以及发布、共享计量监控数据的功能外，还能实现对电源设备、计量设备的实时管理。计量室中不需要安排专门的操作人员，管理人员与计量人员被集中到监管中心，以此高效集中管理业务与操作业务。操作人员离开计量室之后，和客户之间的联系也被切断，有效预防计量问题。

该系统依靠多种技术手段达到防止作弊行为出现的目的。系统通过自动化的无线系统识别车辆的车牌，电子标签被粘贴到车辆前风挡部位，因粘贴得极为牢固，若强行揭下标签，电子标签必然出现损毁的情况，可避免私自更换车牌的行为。检测车辆位置时，运用红外定位系统，以此防止一些车辆出现不完全上磅的情况。监控系统在现场使用的摄像机可分别从多个角度来拍摄车辆过磅的画面，并自动存档，以此避免人为撬磅、多个车辆同时上磅以及空车加载的现象。软件管理系统对过磅数据进行自动化采集，所以可实时记录司磅人员的具体操作行为，减少错误操作产生的损失。在发放电子标签时，可将卡号与空载状态下车辆重量、车辆信息进行绑定，在空车过磅时展开对比，一旦车辆重量不在预设范围内，系统将自动发出警报，相关人员可立即检查。

5.2.2 高效完成称重管理任务

可将无人值守称重系统看成网络称重平台，数据库保存全部计量数据，每台秤都对应唯一的秤号。称重系统中预先分设了多个称重管理区域，当有衡器进入某个管理区域中，只需把秤号添加到区域之中，区域范围内的全部秤保存的历史称重数据都能够实现与其余秤的有效共享。若指定区域范围中的某一个衡器完成超过衡量重车的任务后，即可在此区域之中的其他秤上对空车进行称量，无须返回到原本重车对应的秤上进行回皮称重，以此处理异地回皮计量与异地称重的任务。

5.3 应用效益

5.3.1 直接经济效益

从应用效益的角度来看，无人值守型称重管理系统的使用给企业带来不少直接的经济效益。首先其直接降低称重环节的管理成本、缩减人员数量，从而减少了人力成本方面的消耗。原本磅房部门的进厂需安排两人，出厂时则要安排四班，每班由两人负责，还需要有人专门管理卫生。采用智能化无人称重系统后，可缩减每班人数，只需要处理异常情况以及日常性维护工作即可，可调配磅房人员负责其他方面的工作，提高人力资源应用效率。其次还实现了对运行成本的控制。常规称量系统中，每周都需要校对汽车衡，以此确保其精准性。一旦出现异常情况，必须立即校对，使用新的自动称重后，磅房管理者可直接完成校对工作。称重计量相关的纸质档案也转为电子档案，节省保存空间的同时，也缩减材料费用。

5.3.2 管理效益

无人值守称重平台还为使用的单位带来不少管理效益，提升计量称重工作效率，原本一台车需要的过磅时间在1～1.2min，而使用后，时间大幅缩短，只需要大约0.6min 就能够完成一辆汽车的过磅任务；同时也提高了单次车辆运送量，实现了提升运行效率的目标。该系统的一个重要功能就是实时共享称重计量以及设备管理数据。管理部门可充分掌握进厂物料以及出厂物料，确保消息在多个部门之间能够快速、精准地传递，避免不同部门出现信息不对称的情况，通过技术优化来支持财务核算以及提升作业可控性。引进新型信息化设备后，企业的发展水平也随之提升，尤其是生产力水平方面，从而也能够给社会提供一定的就业岗位，以此创造更多社会层面的效益。称重计量等环节将更加公开与透明，客户也能够对企业产生更高的信任度，企业对外可展示更好的企业形象。

6 结语

现代企业要形成技术革新意识与创新化的管理理念，及时找出各个管理环节的缺陷，通过技术力量进行弥补。本文主要针对称重管理环节的问题，探讨无人值守型称重系统的具体设计与应用情况。该系统在完成称重任务的同时，给企业创造更高的管理效益、经济效益与社会效益，企业应根据称重环节的实际情况，继续升级优化该系统，以此满足称重管理需求，提升系统的智能化程度。