淺析港口岸電子汽車衡計重檢驗監(jiān)管設施的研發(fā)和應用

摘要 ：首先介紹了港口岸電子汽車衡計重檢驗監(jiān)管設施研發(fā)和應用這一課題提出的背景、必要性，然后介紹其主要研究內容，形成了一套由數據采集傳感器、RFID射頻卡設備、視頻監(jiān)控設備、電子密鑰等設備構成的高度集成化、自動化的衡器計重檢驗監(jiān)管設施。本套檢驗監(jiān)管設施的研發(fā)成果和運行將使衡器計重操作更加規(guī)范化、標準化、智能化，也必然帶來口岸衡重計量監(jiān)管模式的改革。

衡器計重業(yè)務是重量鑒定業(yè)務的核心業(yè)務之一，也是目前、國內貿易中用于各種貨物重量計量以及結算的主要方式之一。隨著經濟化進程的進一步深化，以及我國對大宗資源性礦產品的需求日益增多，衡器計重在貿易中交接的作用與結算服務中的地位日益顯著。因此，檢驗檢疫機構普遍對衡器計重管理非常重視，并通過建立衡器計重工作規(guī)范等方式，對衡器計重工作進行科學規(guī)范的管理。

新的經濟形勢，新的貿易方式，對于重量鑒定的準確度、速度和透明度提出了新的要求，傳統的衡器計重檢驗監(jiān)管設施、方法和模式已經不能適應我國目前快速

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

一、必要性

為了規(guī)范衡器計重操作，落實衡器計重監(jiān)管有效性，提高衡器計重工作效率，檢驗檢疫系統需要一套*的衡器計重監(jiān)管設施，以達到提高鑒定度和透明度、降低鑒定成本、提升我國在進口戰(zhàn)略資源性商品時對計重方式話語權的目的，為檢驗檢疫業(yè)務提供強有力的技術支撐。

目前，對電子汽車衡計重信息化、自動化的探索，在國內外口岸和各地檢驗檢疫機構中皆有應用實例。由于大部分電子汽車衡出廠時都有附帶的開發(fā)包，各地口岸也會根據自身需求和技術條件開發(fā)部分自動采集數據的軟件，這些系統都會結合自身工作實際，在一定范圍內滿足衡器計重的某些常規(guī)需要。但是到目前為止，還沒有一套合適的衡器計重檢驗監(jiān)管設施能*從數據采集、車輛管理、碼單管理、現場實時監(jiān)控等所有衡器計重檢驗鑒定環(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)務量也逐年遞增，為了適應港口發(fā)展的新形勢，連云港出入境檢驗檢疫局聯合連云港港口集團通信信息工程公司著

手探索衡器計重檢驗監(jiān)管新模式和與之配套的檢驗監(jiān)管設施。

二、研究內容與成果

1.總體概述

根據電子汽車衡計重現場工作的特點，電子汽車衡計重檢驗監(jiān)管設施以及配套軟件系統必須滿足以下要求：造價低廉、易于擴展和推廣、可靠性高、安全性高、

能適應碼頭等惡劣工作環(huán)境、能7*24小時不間斷工作。

由于作業(yè)環(huán)境復雜，地域分散，而且作業(yè)要求                                             24小時不間斷運行，因此系統建設應充分考慮用戶在運作模式、環(huán)境條件等方面的要求，硬件設施必須可靠性高、維護容易、使用簡單。開發(fā)的配套軟件采用基于NET的多層應用架構，適應于企業(yè)的集中化應用。在原有視頻監(jiān)控系統和衡重數據采集系統基礎上，通過整合研發(fā)出一套集成化檢驗監(jiān)管平臺，實現了衡重數據自動采集、衡重現場視頻監(jiān)管、衡重記錄電子簽名、衡重結果智能分析、衡重運輸工具物聯網智能識別等功能。

2.研發(fā)內容

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

成起來為檢驗監(jiān)管服務。本課題的研究成果為一套由數據采集傳感器、射頻卡設備、視頻監(jiān)控設備、紅外設備、電子密鑰等設備構成的高度集成化、自動化衡器計重檢驗監(jiān)管設施，其中*的是一套衡器計重集成化檢驗監(jiān)管軟件系統。研究成果主要體現在以下幾點。

數據采集過程實現全自動化，減少了人工干預過程。系統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，若數據異常就會立即提示監(jiān)管人員。

系統通過視頻監(jiān)控裝置進行設置和連接，在采集重量數據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。系統可以通過服務器對各個汽車衡

重數據進行匯集存儲和備份，真正實現全面監(jiān)管和實時在線監(jiān)控，使貨主也可以通過登錄授權服務器實時觀看自己的貨物重量鑒定的全過程。

對運輸工具采用RFID實現智能化識別，通過設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，在車輛經過磅房時自動完成車輛信息的采集，自動實現信息采集、信息錄入和放行。實現了運輸車輛裝貨、衡重和卸貨整個過程的實時在線監(jiān)控。

實現了電子簽名認證，保證了數據和操作安全透明，鑒定人員可以在一個地方對整個口岸的衡重數據進行審核和確認，大大提高了工作效率。通過遠距離網絡的傳輸，可以在辦公室內實現對受控磅房的內外進行遠程實時監(jiān)控和過程錄像；同時通過第三方認證機構，實現遠程數字簽名，在辦公室內即可完成對磅房碼單的審核和多方會簽等確認工作。

對司磅人員的每個關鍵操作實現了可追溯；對于衡重時產生的異常數據能夠做到實時預警，比如運輸工具自重異常、短少重量比較高的時候衡重系統會提示鑒定人員。

三、設備介紹及集成

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，使稱重傳感器產生形變而輸出與重量成正比的電信號，然后經線性放大器將信號放大，再經                                A/D轉換器轉換為數字信號，再由儀表微處理機（CPU）對重量信號進行處理后顯示出重量數據。計量數據經過衡器計重集成化檢驗監(jiān)管平臺的數據采集軟件自動采集后，進入計算機軟件系統并實時傳送到國檢監(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算機。

2.RFID電子車牌識別設備

(1).工作原理

利用電子標簽讀寫器自動遠距離讀取方式，獲得過磅車輛的電子車牌信息。其基本工作原理是：當裝有電子標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簽將標簽中的數據信息反射回讀寫器，讀寫器接收

到電子標簽反射回的微波合成信號后，經讀寫器內部解調和處理，可將電子標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據被傳送到控制計算機進行進一步處理，從而完成衡重車輛的識別，識別過程無須人工干預。

(2).電子標簽貼放

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

電子標簽與讀寫微波天線之間不能存在金屬、人體等導電物體，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。若希望電子標簽水平貼放在物體上，則應選擇垂直極化天線；若希望標簽垂直貼放，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，磅體中間內側立桿，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，若讀寫器到控制計算機超過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，并將探測結果傳遞給計算機，計算機接收到警告信號后會將信號進行處理并傳給數據自動采集軟件，衡重數據采集軟件會停止采集數據，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（將紅外對射產生的模擬信號轉換為數字信號）。

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，能夠對進出的車輛進行實時監(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，對進

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

監(jiān)管單位通過調用視頻信息，可隨時查看以上監(jiān)控內容，以便追查責任；同時可以存儲在硬盤錄像機中，在需要的時候，再進行回看。稱重過程中系統自動錄像、

自動抓拍高清圖片，系統采用三畫面監(jiān)控，在保存稱重數據的同時，抓拍圖片，實時記錄當時的情況。

（2）集成方式

不需要硬件接口，標清設備可直接訪問硬盤錄像機地址獲取視頻流；而高清抓拍機，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證書認證中心有限責任公司（簡稱江蘇                        CA）提供的方案。

電子碼單CA認證系統可以實現在登陸的時候進行身份認證，并對電子碼單進行電子簽章和驗簽。同時，可以將預先設計好的司磅人員和審核人員的手工簽名或

私章灌入KEY中，實現對電子磅單加蓋手寫簽名或私章。

電子簽名的應用不僅極大地提高了衡重結果的效率，而且大大增強了衡器計重過程和數據的安全性與可追溯性。

四、結束語

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

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

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

社會效益和環(huán)保效益都非常明顯。

由于該平臺硬件設備商品化程度高，采購方便，配套軟件簡單實用，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，

連云港檢驗檢疫局已利用該平臺累計完成稱重                                        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，粗略統計已經累計為港口節(jié)約了數千小時衡重時間。

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