碼頭自動化過磅系統改造方案

吳志強 張文娟

曹妃甸港集團股份有限公司

1 引言

某碼頭共有1個3.5萬t級、2個5萬t級、1個7萬t級、3個10萬t級和1個15萬t級的通用散貨泊位。隨著業務快速發展，集疏港的作業運輸車輛經常會短時集中過磅，造成前場車輛擁堵，在一定程度上影響了碼頭高效運轉。為加快推進碼頭生產作業信息化進程，實現更高效、準確、安全的集疏港，對碼頭現有磅房過磅系統進行了整體改造，從而加強集中管控、節省人力成本，實現自動過磅。

此次改造的主要目標有：減少人為干預，提高數據采集的準確性，實時性；加快過磅速度，提高生產作業效率；規范過磅流程，實現24 h監控地磅作業情況，防止運輸車輛在過磅過程中發生作弊行為；對地磅進行集中式的管理，減少司磅人員數量，減輕企業的負擔；改善司磅人員的工作環境。

2 改造方案

2.1 改造的主要內容

(1)將碼頭一期磅房現有3條重車出口通道調整為輕車進口通道，原有3條輕車進口保留，即改造后共6條輕車進口通道，后期將6條通道全部改為自動過磅模式。將原6名司磅員各監管1條通道的模式縮減為由2名司磅員共同監管6條通道，節省4名員工。

(2)將碼頭二期磅房現有3條輕車進口通道調整為重車出口通道，原有3條重車出口保留，即改造后共6條重車出口通道，此次二期磅房仍沿用原先人工過磅模式，配備6名司磅員。

(3)將碼頭三期磅房3進4出共7條通道全部改為自動過磅模式，原7名司磅員各監管1條通道縮減為2個司磅員同時監管7條磅道，節省5名員工。

2.2 技術分析

采用無線射頻設備自動識別過衡車輛，同時配合車牌識別技術進一步確認進港車輛；配合計算機自動完成稱重，并與場區內部叉車磅數據聯動，確保稱重最小誤差；配合現場的LED屏及人機交互系統，實現放行過程的智能化，實現1人監管3至4條通道；同時建立信息數據處理中心，統一對前端設備進行數據收集、管理和維護等，提高過磅效率，降低維護成本。

此改造項目涉及3個磅房共計19條通道，3個磅房先后分3期建設，其建設時間、土建基礎及硬件設備均有所不同，因此對系統的整體集成和開發造成了一定困難。為此，對原有基礎數據采集設備的控制方式進行調整，將原來的每個數據采集終端單獨接入串口服務器再到每磅控制終端電腦，改為每個數據采集終端接入PLC通過網絡控制的方式，實現道口的集中管控，從而解決前端不同的數據采集設備與軟件接口協議的匹配問題；同時新增車牌識別攝像機，將車牌數據與RFID卡讀取到的車牌數據進行實時比對，確保過磅車輛的準確[1]。

2.3 系統組成

改造后的系統主要由智能稱重系統、RFID電子車牌系統、視頻監控系統、車輛控制系統、LED顯示系統、人機交互系統、過磅管理軟件7部分組成(見圖1)。

圖1 自動化過磅系統構架圖

(1)智能稱重系統完成電子地磅數據的智能采集工作。

(2)RFID電子車牌系統實現過磅車輛的身份自動識別，并與車牌識別攝像頭識別到的車牌信息進行實時比對，一致的情況下稱重放行；未識別到車牌信息或不一致的情況下，由司磅員根據管理規范進行處理。

(3)視頻監控系統使用監控攝像機24 h不間斷監控車輛過磅情況，并錄像、截圖存檔，以備查詢。

(4)車輛控制系統使用地感線圈檢測器和紅外對射傳感器檢測車輛位置，待過磅數據在一定范圍內穩定約2 s后，自動保存過磅數據，配合電子檔桿、紅綠燈等設備控制車輛自動通行。

(5)LED屏顯示車輛基本狀態和稱重信息，以供司機參考，尤其在重車出口時，供司機參考是確認過磅或進行二次加、減載。

(6)人機交互系統配置室外一體機用于自動打印過磅小票，以及實現工作人員與司機的實時通話。

(7)過磅管理軟件集中處理前端設備采集到的信息，完成過磅業務；另外還可實現車輛管理、卡管理、查詢統計等功能。

3 改造后的自動化工作流程

碼頭自動化過磅系統工作流程如下:

(1)所有稱重車輛必須保證貼有電子標簽，上磅稱重以前必須提前預約，關聯作業計劃號等相關信息。

(2)地磅上有1 t及以上重量數據后，RFID讀卡器開始讀取電子車牌。

(3)車輛到達停車位時，讀取電子車牌，并與車牌識別攝像頭識別到的車牌信息進行比對：①一致的情況下，把讀取到的電子車牌信息發送到控制終端電腦，判斷該車輛是否有計劃，若無計劃，則LED提示車輛下磅；若有計劃，則繼續過磅。②若比對情況不一致，由司磅員結合現場監控圖像人工干預是否同意其過磅，若同意，將讀取到的電子車牌信息發送到控制終端電腦，判斷該車輛是否有計劃；若不同意，則要求車輛下磅，場外另行處理。

(4)檢測磅頭及磅尾紅外對射狀態，若被遮擋，說明車輛未完全上磅或后車跟車上磅，LED顯示屏提示司機正確上磅。若系統檢測到司機長時間無響應，司磅員可通過廣播告知該車道司機配合動車，確保正確上磅。

(5)檢測車輛是否停穩，若車輛未停穩，LED提示司機停車過磅；若車輛停穩，則繼續過磅。

(6)進口方向地磅讀數，待過磅數據在一定范圍內穩定約2 s后，自動保存過磅數據，LED屏顯示車輛過磅信息，同時，系統控制下磅道閘自動抬桿，等待車輛離開，系統結束工作。出口方向地磅讀數，待過磅數據在一定范圍內穩定約2 s后，自動保存過磅數據，LED屏顯示車輛過磅信息，同時，系統控制下磅道閘自動抬桿。此時，司機可根據LED屏上顯示的重量，決定是否過磅或返場進行加、減載，司機可通過點擊重磅打印機箱外設的按鍵選擇：①綠鍵選擇過磅，自動打印磅單并附帶2次打印功能，即按2次出兩張磅單；②紅鍵選擇返場進行二次加、減載，等待車輛離開，系統結束工作。

(7)車輛完全下磅后，下磅道閘自動落桿。

4 結語

對碼頭19條海關監管電子卡口的軟硬件設備進行智能化升級改造后，提高了場區過磅效率，減少了司磅人員數量，有效解決了車輛擁堵問題，可為類似碼頭的自動化過磅系統改造提供借鑒。