浅析港口岸电子汽车衡计重检验监管设施的研发和应用

浅析港口岸电子汽车衡计重检验监管设施的研发和应用

摘要 ：首先介绍了港口岸电子汽车衡计重检验监管设施研发和应用这一课题提出的背景、必要性，然后介绍其主要研究内容，形成了一套由数据采集传感器、RFID射频卡设备、视频监控设备、电子密钥等设备构成的高度集成化、自动化的衡器计重检验监管设施。本套检验监管设施的研发成果和运行将使衡器计重操作更加规范化、标准化、智能化，也必然带来口岸衡重计量监管模式的改革。

衡器计重业务是重量鉴定业务的核心业务之一，也是目前、国内贸易中用于各种货物重量计量以及结算的主要方式之一。随着经济化进程的进一步深化，以及我国对大宗资源性矿产品的需求日益增多，衡器计重在贸易中交接的作用与结算服务中的地位日益显著。因此，检验检疫机构普遍对衡器计重管理非常重视，并通过建立衡器计重工作规范等方式，对衡器计重工作进行科学规范的管理。

新的经济形势，新的贸易方式，对于重量鉴定的准确度、速度和透明度提出了新的要求，传统的衡器计重检验监管设施、方法和模式已经不能适应我国目前快速

发展的进出口形式。因此，探索衡器计重信息化检验监管新途径成为一个热门研究课题。

一、必要性

为了规范衡器计重操作，落实衡器计重监管有效性，提高衡器计重工作效率，检验检疫系统需要一套*的衡器计重监管设施，以达到提高鉴定度和透明度、降低鉴定成本、提升我国在进口战略资源性商品时对计重方式话语权的目的，为检验检疫业务提供强有力的技术支撑。

目前，对电子汽车衡计重信息化、自动化的探索，在国内外口岸和各地检验检疫机构中皆有应用实例。由于大部分电子汽车衡出厂时都有附带的开发包，各地口岸也会根据自身需求和技术条件开发部分自动采集数据的软件，这些系统都会结合自身工作实际，在一定范围内满足衡器计重的某些常规需要。但是到目前为止，还没有一套合适的衡器计重检验监管设施能*从数据采集、车辆管理、码单管理、现场实时监控等所有衡器计重检验鉴定环节的监管需求。

随着港口岸吞吐量的快速增长，其衡重业务量也逐年递增，为了适应港口发展的新形势，连云港出入境检验检疫局联合连云港港口集团通信信息工程公司着

手探索衡器计重检验监管新模式和与之配套的检验监管设施。

二、研究内容与成果

1.总体概述

根据电子汽车衡计重现场工作的特点，电子汽车衡计重检验监管设施以及配套软件系统必须满足以下要求：造价低廉、易于扩展和推广、可靠性高、安全性高、

能适应码头等恶劣工作环境、能7*24小时不间断工作。

由于作业环境复杂，地域分散，而且作业要求                                             24小时不间断运行，因此系统建设应充分考虑用户在运作模式、环境条件等方面的要求，硬件设施必须可靠性高、维护容易、使用简单。开发的配套软件采用基于NET的多层应用架构，适应于企业的集中化应用。在原有视频监控系统和衡重数据采集系统基础上，通过整合研发出一套集成化检验监管平台，实现了衡重数据自动采集、衡重现场视频监管、衡重记录电子签名、衡重结果智能分析、衡重运输工具物联网智能识别等功能。

2.研发内容

衡器计重检验监管设施的各种硬件设施可以在市场上采购到成品，因此研究内容侧重于如何开发和利用好这些设备为检验监管提供，如何把硬件设施集

成起来为检验监管服务。本课题的研究成果为一套由数据采集传感器、射频卡设备、视频监控设备、红外设备、电子密钥等设备构成的高度集成化、自动化衡器计重检验监管设施，其中*的是一套衡器计重集成化检验监管软件系统。研究成果主要体现在以下几点。

数据采集过程实现全自动化，减少了人工干预过程。系统通过配套的电子汽车衡传感器接口可以自动采集到电子汽车重量等信息，并及时反馈这些信息，若数据异常就会立即提示监管人员。

系统通过视频监控装置进行设置和连接，在采集重量数据的同时采集和存储衡重车辆称重的画面，并能够全程监控采集过程。系统可以通过服务器对各个汽车衡

重数据进行汇集存储和备份，真正实现全面监管和实时在线监控，使货主也可以通过登录授权服务器实时观看自己的货物重量鉴定的全过程。

对运输工具采用RFID实现智能化识别，通过设置在衡重场所的固定                  RFID天线自动采集衡重车辆的电子车牌信息，在车辆经过磅房时自动完成车辆信息的采集，自动实现信息采集、信息录入和放行。实现了运输车辆装货、衡重和卸货整个过程的实时在线监控。

实现了电子签名认证，保证了数据和操作安全透明，鉴定人员可以在一个地方对整个口岸的衡重数据进行审核和确认，大大提高了工作效率。通过远距离网络的传输，可以在办公室内实现对受控磅房的内外进行远程实时监控和过程录像；同时通过第三方认证机构，实现远程数字签名，在办公室内即可完成对磅房码单的审核和多方会签等确认工作。

对司磅人员的每个关键操作实现了可追溯；对于衡重时产生的异常数据能够做到实时预警，比如运输工具自重异常、短少重量比较高的时候衡重系统会提示鉴定人员。

三、设备介绍及集成

1.称重传感器

（1）工作原理

在重力作用下，秤台将重力传递至承重支承头，使称重传感器产生形变而输出与重量成正比的电信号，然后经线性放大器将信号放大，再经                                A/D转换器转换为数字信号，再由仪表微处理机（CPU）对重量信号进行处理后显示出重量数据。计量数据经过衡器计重集成化检验监管平台的数据采集软件自动采集后，进入计算机软件系统并实时传送到国检监控端，而且支持多种市面上

常见的汽车衡称重显示仪表（包括托利多、金钟、耀华等）的通讯格式，并且可随时不断增加。

（2）集成方式

采用RS232,仪表终端提供串行通讯口，通过串行电缆连接控制计算机。

2.RFID电子车牌识别设备

(1).工作原理

利用电子标签读写器自动远距离读取方式，获得过磅车辆的电子车牌信息。其基本工作原理是：当装有电子标签的衡重车辆接近天线时，读写器受控发出微波查

询信号（触发式：重量触发、线圈触发）或者读写器一直处于工作状态（连续式）。安装在衡重车辆表面的电子标签将标签中的数据信息反射回读写器，读写器接收

到电子标签反射回的微波合成信号后，经读写器内部解调和处理，可将电子标签中贮存的识别代码等信息分离出来，这些识别信息作为衡重车辆的特征数据被传送到控制计算机进行进一步处理，从而完成衡重车辆的识别，识别过程无须人工干预。

(2).电子标签贴放

把电子标签粘贴到衡重车辆上，是一个值得研究的问题。这需要在具体应用之前做大量的试验工作，但下列两条原则是肯定的：电子标签不能直接贴在金属、人体等导电物体上，两者之间保持多远距离需要做试验来确定。

电子标签与读写微波天线之间不能存在金属、人体等导电物体，或很厚的墙壁等对电波有阻隔作用的障碍物。

(3).天线极化方式选择

在RFID应用中，选择天线极化方向的原则是：要保证天线的极化方向始终与电子标签的极化方向一致。

天线安装时，其长度方向平行于地面。若希望电子标签水平贴放在物体上，则应选择垂直极化天线；若希望标签垂直贴放，则选择水平极化。目前本研究采用垂直极化天线。

(4).集成方式

安装：顶装，磅体中间内侧立杆，横臂装天线，立杆挂读写器，馈线不宜过长。单读写器双天线。

集成方式：采用RS485或RS232，若读写器到控制计算机超过10米需采用RS485.

3.红外栅栏

（1）工作原理

红外线栅栏采用主动式红外线对射探测器来感知衡重车辆是否*上磅，如果车辆没有*上磅红外线探测器会发出警告，并将探测结果传递给计算机，计算机接收到警告信号后会将信号进行处理并传给数据自动采集软件，衡重数据采集软件会停止采集数据，直到警告解除。

（2）集成方式

安装：地上磅采用两端式，在汽车衡的两端，各安装一对红外对射栅栏。

集成方式：采用RS232或I/O工控卡（将红外对射产生的模拟信号转换为数字信号）。

4.视频监控

（1）工作原理

在地磅的前后分别安装1台高清抓拍机，能够对进出的车辆进行实时监控，其主要目的是监控到车辆的车牌。另外，可以考虑在地磅上方安装一个摄像机，对进

出车辆的装载情况进行实时监控，主要用于观察称重车辆车箱的装货情况。除此以外，在磅房内安装一台摄像机，用于对室内情况进行全程监控。

监管单位通过调用视频信息，可随时查看以上监控内容，以便追查责任；同时可以存储在硬盘录像机中，在需要的时候，再进行回看。称重过程中系统自动录像、

自动抓拍高清图片，系统采用三画面监控，在保存称重数据的同时，抓拍图片，实时记录当时的情况。

（2）集成方式

不需要硬件接口，标清设备可直接访问硬盘录像机地址获取视频流；而高清抓拍机，可直接通过IP方式访问控制。

5.电子签名

平台采用的电子签名是由江苏省电子商务证书认证中心有限责任公司（简称江苏                        CA）提供的方案。

电子码单CA认证系统可以实现在登陆的时候进行身份认证，并对电子码单进行电子签章和验签。同时，可以将预先设计好的司磅人员和审核人员的手工签名或

私章灌入KEY中，实现对电子磅单加盖手写签名或私章。

电子签名的应用不仅极大地提高了衡重结果的效率，而且大大增强了衡器计重过程和数据的安全性与可追溯性。

四、结束语

监管平台的使用极大地提高了货物衡重的效率，节约了港口货物周转的时间，提高了港口设施的利用率，在港口基础设施基本不变的情况下实现了港口吞吐量的

跨越式发展，自动化的衡重监管设施和监管模式对于加快货物周转的速度功不可没。

该平台的使用提高了衡器计重的准确性和可靠性，提高了衡重的工作效率，为港口货物的周转和衡重车辆的等待节约了大量时间，并降低了能源消耗，该系统的

社会效益和环保效益都非常明显。

由于该平台硬件设备商品化程度高，采购方便，配套软件简单实用，推广起来方便快捷。截止到2012年底整个港口岸的装卸码头均已部署了该监管平台，

连云港检验检疫局已利用该平台累计完成称重                                        493万条次，称重车辆近1000万车次，称重各类重量（含车皮）约4亿吨，粗略统计已经累计为港口节约了数千小时衡重时间。

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