淺析港口岸電子汽車衡計(jì)重檢驗(yàn)監(jiān)管設(shè)施的研發(fā)和應(yīng)用

摘要 ：首先介紹了港口岸電子汽車衡計(jì)重檢驗(yàn)監(jiān)管設(shè)施研發(fā)和應(yīng)用這一課題提出的背景、必要性，然后介紹其主要研究內(nèi)容，形成了一套由數(shù)據(jù)采集傳感器、RFID射頻卡設(shè)備、視頻監(jiān)控設(shè)備、電子密鑰等設(shè)備構(gòu)成的高度集成化、自動化的衡器計(jì)重檢驗(yàn)監(jiān)管設(shè)施。本套檢驗(yàn)監(jiān)管設(shè)施的研發(fā)成果和運(yùn)行將使衡器計(jì)重操作更加規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化、智能化，也必然帶來口岸衡重計(jì)量監(jiān)管模式的改革。

衡器計(jì)重業(yè)務(wù)是重量鑒定業(yè)務(wù)的核心業(yè)務(wù)之一，也是目前、國內(nèi)貿(mào)易中用于各種貨物重量計(jì)量以及結(jié)算的主要方式之一。隨著經(jīng)濟(jì)化進(jìn)程的進(jìn)一步深化，以及我國對大宗資源性礦產(chǎn)品的需求日益增多，衡器計(jì)重在貿(mào)易中交接的作用與結(jié)算服務(wù)中的地位日益顯著。因此，檢驗(yàn)檢疫機(jī)構(gòu)普遍對衡器計(jì)重管理非常重視，并通過建立衡器計(jì)重工作規(guī)范等方式，對衡器計(jì)重工作進(jìn)行科學(xué)規(guī)范的管理。

新的經(jīng)濟(jì)形勢，新的貿(mào)易方式，對于重量鑒定的準(zhǔn)確度、速度和透明度提出了新的要求，傳統(tǒng)的衡器計(jì)重檢驗(yàn)監(jiān)管設(shè)施、方法和模式已經(jīng)不能適應(yīng)我國目前快速

發(fā)展的進(jìn)出口形式。因此，探索衡器計(jì)重信息化檢驗(yàn)監(jiān)管新途徑成為一個熱門研究課題。

一、必要性

為了規(guī)范衡器計(jì)重操作，落實(shí)衡器計(jì)重監(jiān)管有效性，提高衡器計(jì)重工作效率，檢驗(yàn)檢疫系統(tǒng)需要一套*的衡器計(jì)重監(jiān)管設(shè)施，以達(dá)到提高鑒定度和透明度、降低鑒定成本、提升我國在進(jìn)口戰(zhàn)略資源性商品時對計(jì)重方式話語權(quán)的目的，為檢驗(yàn)檢疫業(yè)務(wù)提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。

目前，對電子汽車衡計(jì)重信息化、自動化的探索，在國內(nèi)外口岸和各地檢驗(yàn)檢疫機(jī)構(gòu)中皆有應(yīng)用實(shí)例。由于大部分電子汽車衡出廠時都有附帶的開發(fā)包，各地口岸也會根據(jù)自身需求和技術(shù)條件開發(fā)部分自動采集數(shù)據(jù)的軟件，這些系統(tǒng)都會結(jié)合自身工作實(shí)際，在一定范圍內(nèi)滿足衡器計(jì)重的某些常規(guī)需要。但是到目前為止，還沒有一套合適的衡器計(jì)重檢驗(yàn)監(jiān)管設(shè)施能*從數(shù)據(jù)采集、車輛管理、碼單管理、現(xiàn)場實(shí)時監(jiān)控等所有衡器計(jì)重檢驗(yàn)鑒定環(huán)節(jié)的監(jiān)管需求。

隨著港口岸吞吐量的快速增長，其衡重業(yè)務(wù)量也逐年遞增，為了適應(yīng)港口發(fā)展的新形勢，連云港出入境檢驗(yàn)檢疫局聯(lián)合連云港港口集團(tuán)通信信息工程公司著

手探索衡器計(jì)重檢驗(yàn)監(jiān)管新模式和與之配套的檢驗(yàn)監(jiān)管設(shè)施。

二、研究內(nèi)容與成果

1.總體概述

根據(jù)電子汽車衡計(jì)重現(xiàn)場工作的特點(diǎn)，電子汽車衡計(jì)重檢驗(yàn)監(jiān)管設(shè)施以及配套軟件系統(tǒng)必須滿足以下要求：造價低廉、易于擴(kuò)展和推廣、可靠性高、安全性高、

能適應(yīng)碼頭等惡劣工作環(huán)境、能7*24小時不間斷工作。

由于作業(yè)環(huán)境復(fù)雜，地域分散，而且作業(yè)要求                                             24小時不間斷運(yùn)行，因此系統(tǒng)建設(shè)應(yīng)充分考慮用戶在運(yùn)作模式、環(huán)境條件等方面的要求，硬件設(shè)施必須可靠性高、維護(hù)容易、使用簡單。開發(fā)的配套軟件采用基于NET的多層應(yīng)用架構(gòu)，適應(yīng)于企業(yè)的集中化應(yīng)用。在原有視頻監(jiān)控系統(tǒng)和衡重?cái)?shù)據(jù)采集系統(tǒng)基礎(chǔ)上，通過整合研發(fā)出一套集成化檢驗(yàn)監(jiān)管平臺，實(shí)現(xiàn)了衡重?cái)?shù)據(jù)自動采集、衡重現(xiàn)場視頻監(jiān)管、衡重記錄電子簽名、衡重結(jié)果智能分析、衡重運(yùn)輸工具物聯(lián)網(wǎng)智能識別等功能。

2.研發(fā)內(nèi)容

衡器計(jì)重檢驗(yàn)監(jiān)管設(shè)施的各種硬件設(shè)施可以在市場上采購到成品，因此研究內(nèi)容側(cè)重于如何開發(fā)和利用好這些設(shè)備為檢驗(yàn)監(jiān)管提供，如何把硬件設(shè)施集

成起來為檢驗(yàn)監(jiān)管服務(wù)。本課題的研究成果為一套由數(shù)據(jù)采集傳感器、射頻卡設(shè)備、視頻監(jiān)控設(shè)備、紅外設(shè)備、電子密鑰等設(shè)備構(gòu)成的高度集成化、自動化衡器計(jì)重檢驗(yàn)監(jiān)管設(shè)施，其中*的是一套衡器計(jì)重集成化檢驗(yàn)監(jiān)管軟件系統(tǒng)。研究成果主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)。

數(shù)據(jù)采集過程實(shí)現(xiàn)全自動化，減少了人工干預(yù)過程。系統(tǒng)通過配套的電子汽車衡傳感器接口可以自動采集到電子汽車重量等信息，并及時反饋這些信息，若數(shù)據(jù)異常就會立即提示監(jiān)管人員。

系統(tǒng)通過視頻監(jiān)控裝置進(jìn)行設(shè)置和連接，在采集重量數(shù)據(jù)的同時采集和存儲衡重車輛稱重的畫面，并能夠全程監(jiān)控采集過程。系統(tǒng)可以通過服務(wù)器對各個汽車衡

重?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行匯集存儲和備份，真正實(shí)現(xiàn)全面監(jiān)管和實(shí)時在線監(jiān)控，使貨主也可以通過登錄授權(quán)服務(wù)器實(shí)時觀看自己的貨物重量鑒定的全過程。

對運(yùn)輸工具采用RFID實(shí)現(xiàn)智能化識別，通過設(shè)置在衡重場所的固定                  RFID天線自動采集衡重車輛的電子車牌信息，在車輛經(jīng)過磅房時自動完成車輛信息的采集，自動實(shí)現(xiàn)信息采集、信息錄入和放行。實(shí)現(xiàn)了運(yùn)輸車輛裝貨、衡重和卸貨整個過程的實(shí)時在線監(jiān)控。

實(shí)現(xiàn)了電子簽名認(rèn)證，保證了數(shù)據(jù)和操作安全透明，鑒定人員可以在一個地方對整個口岸的衡重?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行審核和確認(rèn)，大大提高了工作效率。通過遠(yuǎn)距離網(wǎng)絡(luò)的傳輸，可以在辦公室內(nèi)實(shí)現(xiàn)對受控磅房的內(nèi)外進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時監(jiān)控和過程錄像；同時通過第三方認(rèn)證機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)字簽名，在辦公室內(nèi)即可完成對磅房碼單的審核和多方會簽等確認(rèn)工作。

對司磅人員的每個關(guān)鍵操作實(shí)現(xiàn)了可追溯；對于衡重時產(chǎn)生的異常數(shù)據(jù)能夠做到實(shí)時預(yù)警，比如運(yùn)輸工具自重異常、短少重量比較高的時候衡重系統(tǒng)會提示鑒定人員。

三、設(shè)備介紹及集成

1.稱重傳感器

（1）工作原理

在重力作用下，秤臺將重力傳遞至承重支承頭，使稱重傳感器產(chǎn)生形變而輸出與重量成正比的電信號，然后經(jīng)線性放大器將信號放大，再經(jīng)                                A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，再由儀表微處理機(jī)（CPU）對重量信號進(jìn)行處理后顯示出重量數(shù)據(jù)。計(jì)量數(shù)據(jù)經(jīng)過衡器計(jì)重集成化檢驗(yàn)監(jiān)管平臺的數(shù)據(jù)采集軟件自動采集后，進(jìn)入計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)并實(shí)時傳送到國檢監(jiān)控端，而且支持多種市面上

常見的汽車衡稱重顯示儀表（包括托利多、金鐘、耀華等）的通訊格式，并且可隨時不斷增加。

（2）集成方式

采用RS232,儀表終端提供串行通訊口，通過串行電纜連接控制計(jì)算機(jī)。

2.RFID電子車牌識別設(shè)備

(1).工作原理

利用電子標(biāo)簽讀寫器自動遠(yuǎn)距離讀取方式，獲得過磅車輛的電子車牌信息。其基本工作原理是：當(dāng)裝有電子標(biāo)簽的衡重車輛接近天線時，讀寫器受控發(fā)出微波查

詢信號（觸發(fā)式：重量觸發(fā)、線圈觸發(fā)）或者讀寫器一直處于工作狀態(tài)（連續(xù)式）。安裝在衡重車輛表面的電子標(biāo)簽將標(biāo)簽中的數(shù)據(jù)信息反射回讀寫器，讀寫器接收

到電子標(biāo)簽反射回的微波合成信號后，經(jīng)讀寫器內(nèi)部解調(diào)和處理，可將電子標(biāo)簽中貯存的識別代碼等信息分離出來，這些識別信息作為衡重車輛的特征數(shù)據(jù)被傳送到控制計(jì)算機(jī)進(jìn)行進(jìn)一步處理，從而完成衡重車輛的識別，識別過程無須人工干預(yù)。

(2).電子標(biāo)簽貼放

把電子標(biāo)簽粘貼到衡重車輛上，是一個值得研究的問題。這需要在具體應(yīng)用之前做大量的試驗(yàn)工作，但下列兩條原則是肯定的：電子標(biāo)簽不能直接貼在金屬、人體等導(dǎo)電物體上，兩者之間保持多遠(yuǎn)距離需要做試驗(yàn)來確定。

電子標(biāo)簽與讀寫微波天線之間不能存在金屬、人體等導(dǎo)電物體，或很厚的墻壁等對電波有阻隔作用的障礙物。

(3).天線極化方式選擇

在RFID應(yīng)用中，選擇天線極化方向的原則是：要保證天線的極化方向始終與電子標(biāo)簽的極化方向一致。

天線安裝時，其長度方向平行于地面。若希望電子標(biāo)簽水平貼放在物體上，則應(yīng)選擇垂直極化天線；若希望標(biāo)簽垂直貼放，則選擇水平極化。目前本研究采用垂直極化天線。

(4).集成方式

安裝：頂裝，磅體中間內(nèi)側(cè)立桿，橫臂裝天線，立桿掛讀寫器，饋線不宜過長。單讀寫器雙天線。

集成方式：采用RS485或RS232，若讀寫器到控制計(jì)算機(jī)超過10米需采用RS485.

3.紅外柵欄

（1）工作原理

紅外線柵欄采用主動式紅外線對射探測器來感知衡重車輛是否*上磅，如果車輛沒有*上磅紅外線探測器會發(fā)出警告，并將探測結(jié)果傳遞給計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)接收到警告信號后會將信號進(jìn)行處理并傳給數(shù)據(jù)自動采集軟件，衡重?cái)?shù)據(jù)采集軟件會停止采集數(shù)據(jù)，直到警告解除。

（2）集成方式

安裝：地上磅采用兩端式，在汽車衡的兩端，各安裝一對紅外對射柵欄。

集成方式：采用RS232或I/O工控卡（將紅外對射產(chǎn)生的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號）。

4.視頻監(jiān)控

（1）工作原理

在地磅的前后分別安裝1臺高清抓拍機(jī)，能夠?qū)M(jìn)出的車輛進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，其主要目的是監(jiān)控到車輛的車牌。另外，可以考慮在地磅上方安裝一個攝像機(jī)，對進(jìn)

出車輛的裝載情況進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，主要用于觀察稱重車輛車箱的裝貨情況。除此以外，在磅房內(nèi)安裝一臺攝像機(jī)，用于對室內(nèi)情況進(jìn)行全程監(jiān)控。

監(jiān)管單位通過調(diào)用視頻信息，可隨時查看以上監(jiān)控內(nèi)容，以便追查責(zé)任；同時可以存儲在硬盤錄像機(jī)中，在需要的時候，再進(jìn)行回看。稱重過程中系統(tǒng)自動錄像、

自動抓拍高清圖片，系統(tǒng)采用三畫面監(jiān)控，在保存稱重?cái)?shù)據(jù)的同時，抓拍圖片，實(shí)時記錄當(dāng)時的情況。

（2）集成方式

不需要硬件接口，標(biāo)清設(shè)備可直接訪問硬盤錄像機(jī)地址獲取視頻流；而高清抓拍機(jī)，可直接通過IP方式訪問控制。

5.電子簽名

平臺采用的電子簽名是由江蘇省電子商務(wù)證書認(rèn)證中心有限責(zé)任公司（簡稱江蘇                        CA）提供的方案。

電子碼單CA認(rèn)證系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)在登陸的時候進(jìn)行身份認(rèn)證，并對電子碼單進(jìn)行電子簽章和驗(yàn)簽。同時，可以將預(yù)先設(shè)計(jì)好的司磅人員和審核人員的手工簽名或

私章灌入KEY中，實(shí)現(xiàn)對電子磅單加蓋手寫簽名或私章。

電子簽名的應(yīng)用不僅極大地提高了衡重結(jié)果的效率，而且大大增強(qiáng)了衡器計(jì)重過程和數(shù)據(jù)的安全性與可追溯性。

四、結(jié)束語

監(jiān)管平臺的使用極大地提高了貨物衡重的效率，節(jié)約了港口貨物周轉(zhuǎn)的時間，提高了港口設(shè)施的利用率，在港口基礎(chǔ)設(shè)施基本不變的情況下實(shí)現(xiàn)了港口吞吐量的

跨越式發(fā)展，自動化的衡重監(jiān)管設(shè)施和監(jiān)管模式對于加快貨物周轉(zhuǎn)的速度功不可沒。

該平臺的使用提高了衡器計(jì)重的準(zhǔn)確性和可靠性，提高了衡重的工作效率，為港口貨物的周轉(zhuǎn)和衡重車輛的等待節(jié)約了大量時間，并降低了能源消耗，該系統(tǒng)的

社會效益和環(huán)保效益都非常明顯。

由于該平臺硬件設(shè)備商品化程度高，采購方便，配套軟件簡單實(shí)用，推廣起來方便快捷。截止到2012年底整個港口岸的裝卸碼頭均已部署了該監(jiān)管平臺，

連云港檢驗(yàn)檢疫局已利用該平臺累計(jì)完成稱重                                        493萬條次，稱重車輛近1000萬車次，稱重各類重量（含車皮）約4億噸，粗略統(tǒng)計(jì)已經(jīng)累計(jì)為港口節(jié)約了數(shù)千小時衡重時間。

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