文 /宋 偉 劉莉莉

山東能源龍礦集團主業(yè)為煤炭生產(chǎn)，龍口本部有礦井3個，煤炭加工單位2個，磅房10個，最長距離20公里。2004年龍礦集團建設(shè)了煤炭銷售系統(tǒng)，采用C/S模式，分別在各磅房現(xiàn)場發(fā)運，通過計算機計量終端實現(xiàn)發(fā)運數(shù)據(jù)的上傳、打印，發(fā)運數(shù)據(jù)統(tǒng)一存放于龍礦集團煤炭銷售公司服務(wù)器。

類似于多數(shù)的煤礦發(fā)運計量管理，龍礦集團原煤炭銷售系統(tǒng)是靠計量員在磅房現(xiàn)場進行計量和監(jiān)控，每個計量點都需要二十四小時駐扎人員值班，每班一個磅房現(xiàn)場至少8名人員。現(xiàn)有計量點不僅點分散，現(xiàn)場工作人員多，而且現(xiàn)場條件差，不利于集中管理和監(jiān)督，計量過程中也易產(chǎn)生人為誤差或失誤。

2017年，龍礦集團開展煤炭發(fā)運無人值守系統(tǒng)的研究與建設(shè)，通過自動化、智能化的方式，對煤炭發(fā)運現(xiàn)場過磅車輛進行車號識別、位置調(diào)整、數(shù)據(jù)采集儲存和統(tǒng)計打印，達到了遠程控制、無需值守、如臨其境的設(shè)計要求，規(guī)避了管理漏洞，真正做到減人提效。

一、項目的提出及方案確定

煤炭發(fā)運無人值守系統(tǒng)主要目的是實現(xiàn)集中管理調(diào)度、防止司磅員與司機作弊行為、實現(xiàn)計量員業(yè)務(wù)負荷分配均衡、提高計量業(yè)務(wù)的整體作業(yè)效率。

無人值守方式采用業(yè)內(nèi)較普遍使用的遠程計量及防作弊系統(tǒng)，通過網(wǎng)絡(luò)進行聲像和計量數(shù)據(jù)采集、紅外線防作弊控制，使管理人員在遠程集控室實現(xiàn)遠程計量，切斷司磅員與司機的直接接觸，規(guī)避管理漏洞，實現(xiàn)磅房無人值守。

目前業(yè)內(nèi)主流的遠程計量系統(tǒng)多采用IC卡或RFID電子標簽方式實現(xiàn)司機自助計量，這種方式多是與車輛一一綁定，提前將磅單及車輛信息存儲于卡的芯片內(nèi)。由于到龍礦集團購買煤炭的客戶及車輛并不固定，采用IC卡或RFID電子標簽方式回收困難。經(jīng)過論證，最終選用了提煤單和磅單上打印條形碼，通過磅房條形碼掃描器進行掃碼實現(xiàn)信息的交互。采用條形碼方式的提煤單及磅單成本低，司機可重復(fù)使用，利用完畢后可以丟棄。

二、工作原理

煤炭發(fā)運無人值守系統(tǒng)利用視頻監(jiān)控傳輸技術(shù)，結(jié)合計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，建立集圖像、聲音、數(shù)據(jù)、現(xiàn)場設(shè)備控制于一體，完整地解決了在偏遠及臟亂差環(huán)境下的計量問題，實現(xiàn)了現(xiàn)場無人值守和數(shù)據(jù)遠程傳輸?shù)谋镜鼗嬃?。整個遠程計量系統(tǒng)采用集中管理、分布監(jiān)控的設(shè)計思路，所有業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)(數(shù)據(jù)、語音、圖像、控制信號等)經(jīng)過數(shù)字化處理，通過計量專網(wǎng)進行遠距離傳輸。系統(tǒng)整體設(shè)計采用三級架構(gòu)。

1. 數(shù)據(jù)采集層

各計量站點的采集包括儀器儀表數(shù)據(jù)、視頻信號、音頻信號、控制信號的采集，同時包括音頻信號的輸出設(shè)備、控制信號的輸出等。

2. 數(shù)據(jù)管理層

計量中心管理主機作為整個系統(tǒng)的核心樞紐，負責(zé)整個網(wǎng)絡(luò)的管理、權(quán)限分配控制，負責(zé)協(xié)調(diào)、管理系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)交換，同時也作為數(shù)據(jù)備份中心。

3. 業(yè)務(wù)應(yīng)用層

遠程計量監(jiān)控中心計量工作站各計量員通過授權(quán)使用業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)，實現(xiàn)遠程計量業(yè)務(wù)操作和遠程計量監(jiān)控。

為保障整個系統(tǒng)的安全性、可靠性，以及數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r與有效性，三個層面間盡量采用光纖接入方式，為企業(yè)建立一個高帶寬、高服務(wù)質(zhì)量、可持續(xù)發(fā)展的遠程計量監(jiān)控專用網(wǎng)絡(luò)。

三、系統(tǒng)概述

系統(tǒng)主要包括以下六種功能。

1. 視頻管理

集成磅房視頻圖像，具備車輛稱重視頻圖像截圖或錄像保存?zhèn)洳楣δ?；運銷管理人員可以遠程或本地實時查看車輛檢斤情況，能夠輔助銷售人員管理車輛實時情況，并對違規(guī)車輛及時處理。

2. 遠程計量管理和無人值守

實現(xiàn)過磅操作人員與車輛人員分離，避免聯(lián)合作弊情況的發(fā)生，同時實現(xiàn)計量任務(wù)隨機選擇空閑遠程計量終端，減少遠程計量人員的數(shù)量；通過遠程計量管理實現(xiàn)磅房無人值守。

3. 條形碼管理

采用條形碼等技術(shù)規(guī)范管理煤炭現(xiàn)場銷售業(yè)務(wù)管理需求。

4. 智能提示功能

集成語音提示、LED屏幕顯示功能，如通過語音提示能夠正確引導(dǎo)司機準確上下磅、出入裝載點；通過LED屏幕能夠顯示車輛稱重數(shù)據(jù)信息，并及時告知客戶，提高企業(yè)服務(wù)質(zhì)量和用戶信息透明度。

5. 紅外防作弊

集成紅外線防作弊管理模塊，防止車輛在檢斤過程中不完全上磅，造成車輛檢斤數(shù)據(jù)不準確，給企業(yè)帶來不必要的損失。

6. 監(jiān)控報警

在出現(xiàn)違規(guī)情況時，主動提供各類報警信息，即由被動監(jiān)控轉(zhuǎn)為主動監(jiān)控。

四、計量過程簡述

系統(tǒng)采用集控室遠程集中檢斤模式，檢斤人員在集控室通過視頻查看地磅現(xiàn)場情況，通過對講功能同過磅客戶進行溝通對話，主要業(yè)務(wù)有空車檢斤、重車檢斤和銷貨等待。

1. 空車檢斤

車輛到達門崗，門崗管理人員給司機發(fā)放進門小票，司機持進門小票進場。

車輛上磅后，集中檢斤室檢斤終端（過磅電腦）自動連接地磅終端，檢斤終端自動顯示地磅視頻畫面和儀表數(shù)據(jù)等信息，通過遠程語音對講，詢問司機車牌號，通過磅前攝像機、ATM機視頻畫面查看進門小票上車輛號是否正確。

確認車牌號后，在檢斤頁面錄入車輛號，同時司機刷發(fā)運通知單條形碼，系統(tǒng)自動獲取發(fā)運通知單信息后，點擊“保存”按鈕，保存成功后，檢斤終端語音提示檢斤成功，LED顯示檢斤車輛的車號和皮重信息，條碼打印機打印空車磅單（二聯(lián)），司機持空車磅單進煤場裝煤，空車檢斤完成。

2. 重車檢斤

車輛裝煤后，進行重車檢斤，車輛上磅，集中檢斤室檢斤終端自動連接地磅終端，檢斤終端（過磅電腦）自動顯示地磅視頻畫面和儀表數(shù)據(jù)等信息。

司機掃描空車磅單條形碼，系統(tǒng)自動獲取空車檢斤信息，通過語音對講、磅前攝像機確認車號正確后，點擊“保存”按鈕完成重車檢斤，檢斤保存成功后，地磅終端語音提示司機下磅，LED顯示檢斤車號和凈重信息，條碼打印機打印重車磅單（四聯(lián)），司機持重車磅單下磅、出門崗，重車檢斤完成。

3. 銷貨等待

在過重車時，發(fā)運通知單的發(fā)運量不足但新的發(fā)運通知單尚未下達時，點擊“銷貨等待”按鈕，車輛進入銷貨等待狀態(tài)。新的發(fā)運通知單下達后，點擊下銷售貨等待列表中的“解除等待”按鈕，車輛信息顯示到檢斤頁面中，輸入新的發(fā)運通知單號，點擊“保存”按鈕，完成檢斤。

五、特色技術(shù)應(yīng)用

1. 上位機及下位機技術(shù)

（1）概念介紹

上位機是指人可以直接發(fā)出操控命令的計算機，一般是PC。下位機是直接控制設(shè)備獲取設(shè)備狀況的計算機，一般是PC、單片機之類。

上位機發(fā)出的命令首先給下位機，下位機再根據(jù)此命令解釋成相應(yīng)時序信號直接控制相應(yīng)設(shè)備。下位機不時讀取設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)（一般模擬量），轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號反饋給上位機。

（2）遠程計量圖例描述，如圖1所示。

圖例中下位機為地磅計量終端PC，連接著儀表和地磅相關(guān)設(shè)備，收集設(shè)備信號，上位機為遠程計量終端PC，實現(xiàn)接收下位機信號，控制下位機設(shè)備的各種動作。

（3）流程描述

下位機檢測到車輛上磅后，由調(diào)度中心檢查當(dāng)前空閑上位機，檢測到空閑上位機后，將下位機與上位機直接連通，下位機將當(dāng)前設(shè)備信息發(fā)送到上位機，上位機處理接收到的信息并向下位機發(fā)送控制指令。業(yè)務(wù)處理完成后，上位機請求調(diào)度中心斷開連接，等待下次業(yè)務(wù)請求。

（4）主要技術(shù)

系統(tǒng)采用Socket技術(shù)，Socket通信是網(wǎng)絡(luò)計算機進行通信的一種方法，通過網(wǎng)絡(luò)底層傳輸技術(shù)，實現(xiàn)主機之間的通信。

2. 條形碼技術(shù)

（1）概念介紹

條形碼技術(shù)是隨著計算機的發(fā)展而興起的一門新技術(shù)，已經(jīng)在全世界八十多個國家和地區(qū)廣泛使用，我國正處在開發(fā)和推廣的重要階段。

條碼技術(shù)具有以下優(yōu)點：

①可靠準確。據(jù)資料顯示，鍵盤輸入平均每300個字符有一個錯誤，而條碼輸入平均每15000個字符有一個錯誤。如果加上校驗，位出錯率是千萬分之一。

②數(shù)據(jù)輸入速度快。鍵盤輸入，每分鐘打90個字的打字員1.6秒可輸入12個字符或字符串，而使用條碼，做同樣的工作只需0.3秒，速度提高了5倍。

③經(jīng)濟便宜。與其他自動化識別技術(shù)相比較，推廣應(yīng)用條碼技術(shù)，所需費用較低。

④設(shè)備簡單。條碼符號識別設(shè)備的結(jié)構(gòu)簡單，操作容易，無需專門訓(xùn)練。

（2）條形碼技術(shù)在煤炭發(fā)運無人值守系統(tǒng)中的應(yīng)用

①發(fā)運通知單。在發(fā)運通知單上打印條形碼，客戶在地磅檢斤的時候，直接掃描條形碼，系統(tǒng)根據(jù)條形碼自動提取發(fā)運通知單信息，避免了人工報通知單號帶來的失誤，提高過磅效率。

②檢斤單。在檢斤過磅單上打印條形碼，在復(fù)磅或重車檢斤時，掃描空車磅單條形碼，系統(tǒng)根據(jù)條形碼自動提取空車信息，避免人工報空車車號帶來的失誤，提高過磅效率。

六、應(yīng)用效果

煤炭發(fā)運無人值守系統(tǒng)不僅對規(guī)范計量流程、防止人為誤差、作弊和減少成本、提高效率有重要作用，而且可以實現(xiàn)無人值守、集中式計量管理、均衡工作量，還可以對計量過程中產(chǎn)生的計量異議可追溯和進行快速的分析。該系統(tǒng)自投用以來，系統(tǒng)運行穩(wěn)定，計量數(shù)據(jù)準確，音頻、視頻圖像清晰穩(wěn)定無抖動，防作弊試驗無錯報、漏報現(xiàn)象，效益明顯。

圖1 遠程計量描述圖

1. 有效節(jié)省人力成本

煤場每班2人負責(zé)系統(tǒng)現(xiàn)場巡檢及協(xié)調(diào)工作，集控室每班2人，負責(zé)監(jiān)控系統(tǒng)運行。從原來五個磅房司磅員40人，減少為12人，年節(jié)省人力成本170余萬元。

2. 提高計量效率

從原來的每車磅單都要人工輸入信息，到現(xiàn)在使用條形碼的磅單計量時司機自動、自助計量以及遠程集中計量，大大節(jié)省了計量時間，提高了計量工作和發(fā)運效率。

3. 確保公平計量，提高客戶滿意度

原來沒有監(jiān)控手段，計量存在很大的隨意性。系統(tǒng)投入使用后，杜絕了人為因素且使計量的整個過程有證據(jù)可查，從而使計量公平、公正，提高了客戶的滿意度。

七、小結(jié)

山東能源龍礦集團煤炭發(fā)運無人值守系統(tǒng)的應(yīng)用證明，建設(shè)遠程集中計量管理系統(tǒng)，是現(xiàn)代大中型煤炭企業(yè)實施信息化工程的需要。它可以改進現(xiàn)在計量管理流程和提高計量管理水平，完善計量管理體制，提高計量效率，縮短計量時間，提高客戶滿意度和發(fā)運效率，對提高公司的市場競爭力具有重要意義。