翻車(chē)機(jī)軌道衡技術(shù)更新改造

劉紅敏

（秦皇島港股份有限公司第七港務(wù)分公司 河北秦皇島）

一、概述

港口計(jì)量工作隨著港口運(yùn)輸生產(chǎn)的不斷發(fā)展，其重要性越來(lái)越受到各級(jí)管理部門(mén)的高度重視和關(guān)注。因?yàn)橛?jì)量工作涉及到作業(yè)委托人、貨主用戶及港口經(jīng)營(yíng)人的切身利益，它一直以來(lái)都是貨運(yùn)質(zhì)量和服務(wù)質(zhì)量工作的熱點(diǎn)。而軌道衡又在港口運(yùn)輸行業(yè)的計(jì)量工作中處于很重要的位置，它的準(zhǔn)確精度直接影響到公司的服務(wù)質(zhì)量和貨運(yùn)質(zhì)量。針對(duì)秦皇島港煤四期翻車(chē)機(jī)軌道衡長(zhǎng)年使用，老化嚴(yán)重，秤體出現(xiàn)了不同程度的開(kāi)裂、腐蝕、變形，在2013年對(duì)6臺(tái)翻車(chē)機(jī)軌道衡全部進(jìn)行了更新改造。

二、存在的問(wèn)題

原稱(chēng)重軌道衡采用的是“一機(jī)雙控”模式，易造成信號(hào)干擾，入口、出口數(shù)據(jù)混亂；機(jī)械部分有4根拉桿，易變形影響稱(chēng)重質(zhì)量；沒(méi)有車(chē)號(hào)識(shí)別系統(tǒng)，每列車(chē)的車(chē)號(hào)靠人工錄入的，準(zhǔn)確性差，錯(cuò)誤率高，嚴(yán)重影響貨運(yùn)效率；判別進(jìn)車(chē)和結(jié)車(chē)是靠波形的數(shù)量來(lái)決定的，當(dāng)傳感器或是秤臺(tái)出現(xiàn)故障的時(shí)候，波形不準(zhǔn)確，同時(shí)影響到進(jìn)車(chē)和結(jié)車(chē)，出現(xiàn)連車(chē)或是丟車(chē)的現(xiàn)象，造成無(wú)法正常出磅單，影響公司服務(wù)質(zhì)量，造成公司經(jīng)濟(jì)損失；無(wú)防雷措施，一旦出現(xiàn)雷雨天氣，電氣元器件有遭到雷擊的危險(xiǎn)；精準(zhǔn)度差，計(jì)量車(chē)速范圍小，有時(shí)達(dá)不到《動(dòng)態(tài)稱(chēng)量軌道衡檢定規(guī)程》的允差規(guī)定。此外，原稱(chēng)重管理軟件存在采集問(wèn)題和數(shù)據(jù)處理問(wèn)題，比如數(shù)據(jù)貨票的最后合計(jì)部分盈虧與上傳有時(shí)差1 t，四舍五入不統(tǒng)一。

三、更新改造措施

1.機(jī)械結(jié)構(gòu)改造

改造使用北京東方瑞威GCU-100D單臺(tái)面斷軌動(dòng)態(tài)電子軌道衡，該軌道衡采用轉(zhuǎn)向架計(jì)量方式，是低值固態(tài)貨物理想的稱(chēng)重設(shè)備機(jī)械。結(jié)構(gòu)上拉桿由原來(lái)的4根增加到8根，軌道斷口由原來(lái)的斜口變成直口，增加了過(guò)渡塊。新軌道衡的性能指標(biāo)：①稱(chēng)重范圍為節(jié)重＜100 t的標(biāo)準(zhǔn)軌距四軸貨車(chē)（棚車(chē)、敞車(chē)、平板車(chē)）；②計(jì)量方式為雙向全自動(dòng)轉(zhuǎn)向架計(jì)量；③計(jì)量車(chē)速3～15 km/h，不計(jì)量時(shí)秤臺(tái)允許通過(guò)速度為25 km/h；④計(jì)量精度優(yōu)于《動(dòng)態(tài)稱(chēng)量軌道衡檢定規(guī)程》JJG234—90的允差規(guī)定；⑤靈敏度在加減20 kg砝碼時(shí)有＞10 kg變化；⑥功率消耗＜450 V·A；⑦輸出方式為CRT彩色顯示器實(shí)時(shí)顯示，打印機(jī)打印，磁盤(pán)存儲(chǔ)；⑧采用二級(jí)防雷措施，性能優(yōu)于CCITT標(biāo)準(zhǔn)的要求。

2.增加車(chē)號(hào)識(shí)別系統(tǒng)

車(chē)號(hào)識(shí)別系統(tǒng)功能見(jiàn)圖1。

該套車(chē)號(hào)識(shí)別系統(tǒng)是當(dāng)今較先進(jìn)的標(biāo)簽條形碼識(shí)別系統(tǒng)，取代了以前的人工錄入，很大程度上提高了準(zhǔn)確度，避免了車(chē)號(hào)丟失、不顯示和采集不到等故障。應(yīng)用該系統(tǒng)，每節(jié)列車(chē)都需要有標(biāo)簽，標(biāo)簽里存有車(chē)號(hào)信息及車(chē)輛技術(shù)參數(shù)信息，這由車(chē)輛所有者安裝；在軌道衡中間處安裝射頻天線，射頻裝置產(chǎn)生的載波信號(hào)通過(guò)天線向標(biāo)簽發(fā)射，同時(shí)接收由標(biāo)簽反射回來(lái)的信號(hào)。射頻裝置是微波產(chǎn)生、接收、發(fā)射的設(shè)備，它產(chǎn)生的微波載波信號(hào)，經(jīng)功率放大器放大，通過(guò)天線發(fā)射出去，同時(shí)接收由標(biāo)簽反射回來(lái)的信號(hào)，對(duì)該信號(hào)進(jìn)行提取，然后待上位機(jī)讀取。具體的工作原理：系統(tǒng)通電啟動(dòng)后，軌道衡計(jì)量控制系統(tǒng)的稱(chēng)量控制模塊實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)秤臺(tái)上的車(chē)輛信號(hào)，一旦發(fā)現(xiàn)上車(chē)后，立即啟動(dòng)射頻裝置進(jìn)入車(chē)號(hào)識(shí)別進(jìn)程，同時(shí)使動(dòng)態(tài)計(jì)量系統(tǒng)進(jìn)入稱(chēng)重進(jìn)程。此時(shí)射頻裝置不斷的通過(guò)天線發(fā)射單載波。當(dāng)車(chē)輛上的電子標(biāo)簽進(jìn)入載波工作范圍（7 m）后，該標(biāo)簽向射頻天線發(fā)送車(chē)號(hào)信息，讀出裝置接收該信號(hào)并對(duì)該信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，并等待送出。這時(shí)稱(chēng)重模塊正好計(jì)量出該車(chē)重量并到射頻裝置讀出該車(chē)號(hào)，實(shí)時(shí)顯示在顯示屏上，將該車(chē)的序號(hào)、車(chē)號(hào)、重量與過(guò)衡速度一并存入加密數(shù)據(jù)庫(kù)中。整列車(chē)過(guò)完后，進(jìn)入數(shù)據(jù)管理模塊，用戶可輸入其他相關(guān)數(shù)據(jù)，進(jìn)行查詢(xún)或打印報(bào)表。

圖1 車(chē)號(hào)識(shí)別功能

每次過(guò)衡后，管理系統(tǒng)按其識(shí)別到的車(chē)號(hào)可自動(dòng)查詢(xún)自重或毛重并計(jì)算出凈重，免去了過(guò)去由人輸入自重或毛重的環(huán)節(jié)，避免張冠李戴或輸入數(shù)據(jù)錯(cuò)誤的現(xiàn)象。此外，該系統(tǒng)開(kāi)放式設(shè)計(jì)，可根據(jù)用戶要求增加各種數(shù)據(jù)管理功能。

改造后車(chē)號(hào)識(shí)別率達(dá)到99%以上；稱(chēng)重系統(tǒng)穩(wěn)定，誤差率控制在2%以?xún)?nèi)；管理系統(tǒng)穩(wěn)定，查詢(xún)、打印報(bào)表速度都明顯提高；CPU占用率降到3%以下，充分體現(xiàn)出多任務(wù)系統(tǒng)的優(yōu)越性。

3.接近開(kāi)關(guān)判斷進(jìn)車(chē)、結(jié)車(chē)

新的軌道衡在秤體的4個(gè)角增加了4個(gè)接近開(kāi)關(guān)，通過(guò)這4個(gè)開(kāi)關(guān)的動(dòng)作，判斷列車(chē)進(jìn)車(chē)和結(jié)車(chē)，以及列車(chē)的走向。新的稱(chēng)重方式是“獨(dú)立”稱(chēng)重模式，即重車(chē)衡和空車(chē)衡分開(kāi)處理，單獨(dú)控制，這樣避免發(fā)生數(shù)據(jù)的混亂、干擾等問(wèn)題。根據(jù)煤四期的作業(yè)特點(diǎn)，東方瑞威單獨(dú)開(kāi)發(fā)了一套稱(chēng)重程序。具體的流程：當(dāng)列車(chē)經(jīng)過(guò)軌道衡時(shí)，首先接近開(kāi)關(guān)動(dòng)作，同時(shí)傳感器受力，接近開(kāi)關(guān)判斷進(jìn)車(chē)及方向，壓力傳感器產(chǎn)生壓變形和剪變形，通過(guò)電橋原理輸出一個(gè)電壓信號(hào)，再利用電子儀表對(duì)電壓信號(hào)進(jìn)行識(shí)別、分析和計(jì)算，最后轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)進(jìn)行嵌入式數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)由兩部分組成，一是信號(hào)調(diào)理部分，是與AD采集卡相連的信號(hào)調(diào)理電路板，實(shí)現(xiàn)對(duì)每個(gè)傳感器稱(chēng)重信號(hào)進(jìn)行信號(hào)濾波和放大；二是嵌入式部分，完成稱(chēng)重?cái)?shù)據(jù)的采集和處理，采用的是基于PC104總線結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品。嵌入式部分獨(dú)占CPU，可以使用多種高級(jí)算法，保證采樣的實(shí)時(shí)性，系統(tǒng)穩(wěn)定，無(wú)需用戶直接操作。數(shù)據(jù)采集和車(chē)號(hào)采集全部進(jìn)入交換機(jī)，通過(guò)光纜、光纜轉(zhuǎn)發(fā)器傳入到管理計(jì)算機(jī)，再通過(guò)管理計(jì)算機(jī)里的稱(chēng)重管理軟件對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示、分析、統(tǒng)計(jì)、打印、聯(lián)網(wǎng)等處理。

這樣的設(shè)計(jì)減少了列車(chē)稱(chēng)重時(shí)的丟車(chē)、連車(chē)現(xiàn)象，一旦出現(xiàn)丟車(chē)、連車(chē)，就可以判斷是接近開(kāi)關(guān)出現(xiàn)故障，這使故障點(diǎn)和故障現(xiàn)象直觀明了，很大程度上節(jié)省了維修判斷時(shí)間。

4.稱(chēng)重管理軟件更新?lián)Q代

最新的稱(chēng)重管理計(jì)算機(jī)采用的是“一機(jī)一控”單獨(dú)控制，避免了數(shù)據(jù)發(fā)生混亂的情況。具體的過(guò)程是：重車(chē)過(guò)衡完畢，重車(chē)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到“SQLSERVER數(shù)據(jù)庫(kù)”中；空車(chē)過(guò)衡完畢，空車(chē)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到“SQLSERVER數(shù)據(jù)庫(kù)”中，空車(chē)重車(chē)數(shù)據(jù)配對(duì)；從“業(yè)務(wù)系統(tǒng)服務(wù)器”中導(dǎo)入列車(chē)資料；將完整數(shù)據(jù)上傳到“業(yè)務(wù)系統(tǒng)服務(wù)器”中。此軟件包括3部分內(nèi)容：過(guò)衡數(shù)據(jù)索引部分，包括列車(chē)編號(hào)、車(chē)次、車(chē)數(shù)、運(yùn)行狀態(tài)、開(kāi)始時(shí)間、結(jié)束時(shí)間、批次、司磅員、貨票編號(hào)、翻車(chē)機(jī)等；功能按鈕部分，包括登陸、導(dǎo)入資料、上傳、打??；過(guò)衡列車(chē)的數(shù)據(jù)明細(xì)部分，包含了車(chē)次的明細(xì)，包括序號(hào)、車(chē)號(hào)、發(fā)貨人、發(fā)站、列車(chē)的皮重、毛重、車(chē)速。該程序中運(yùn)用的主要邏輯：

（1）重車(chē)過(guò)衡。采用重車(chē)衡上秤時(shí)間作為整列車(chē)的重車(chē)過(guò)衡時(shí)間。比如機(jī)車(chē)上秤時(shí)間是“2013-07-20 09:22:00”；重車(chē)過(guò)衡完畢后，會(huì)在稱(chēng)重應(yīng)用程序所在目錄中生成new_data.txt文件，此文件存儲(chǔ)了當(dāng)前車(chē)次的過(guò)衡數(shù)據(jù)；然后稱(chēng)重程序調(diào)用數(shù)據(jù)發(fā)送程序PAutoTransfer.exe將數(shù)據(jù)發(fā)送到軌道衡sqlserver2000數(shù)據(jù)庫(kù)中；重車(chē)過(guò)衡完畢后，重車(chē)數(shù)據(jù)存入到SQLSERVER2000數(shù)據(jù)庫(kù)gdhdata的trainFullIndex表和trainFullInfo表中。重車(chē)過(guò)衡完畢，數(shù)據(jù)處理程序界面上顯示此列車(chē)的信息，狀態(tài)為“重車(chē)過(guò)衡完畢”。

（2）空車(chē)過(guò)衡。用整列車(chē)最后一節(jié)車(chē)廂過(guò)衡時(shí)間作為整列車(chē)空車(chē)衡時(shí)間；空車(chē)過(guò)衡后，在稱(chēng)重應(yīng)用程序所在目錄中生成new_data.txt文件，此文件存儲(chǔ)了當(dāng)前車(chē)次的過(guò)衡數(shù)據(jù)；調(diào)用數(shù)據(jù)發(fā)送程序PAutoTransfer.exe將數(shù)據(jù)發(fā)送到軌道衡sqlserver2000數(shù)據(jù)庫(kù)中；空車(chē)過(guò)衡完畢后，數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)服務(wù)器（重車(chē)衡）數(shù)據(jù)庫(kù)gdhdata的trainEmptyIndex表和trainEmptyInfo表中；調(diào)用存儲(chǔ)過(guò)程SPU_TrainMatch_Handle_Empty，與重車(chē)進(jìn)行匹配；空車(chē)過(guò)衡完畢后，將空車(chē)數(shù)據(jù)與重車(chē)數(shù)據(jù)配對(duì)，數(shù)據(jù)處理程序界面顯示此車(chē)次的過(guò)衡狀態(tài)為“稱(chēng)重結(jié)束”。

（3）數(shù)據(jù)對(duì)接?？哲?chē)翻車(chē)完畢，進(jìn)行業(yè)務(wù)對(duì)接。從業(yè)務(wù)系統(tǒng)提取車(chē)廂信息（如發(fā)貨人，煤種和發(fā)站等），如果業(yè)務(wù)系統(tǒng)中的總車(chē)數(shù)小于重車(chē)車(chē)數(shù)，系統(tǒng)給出提示：使用過(guò)衡數(shù)據(jù)前面的數(shù)據(jù)還是后面的數(shù)據(jù)，保持兩者數(shù)量一致，這種情況一般發(fā)生在當(dāng)列車(chē)過(guò)了一部分，由于某些特殊原因牽走，或是牽走后再回來(lái)繼續(xù)過(guò)衡，屬特殊情況。

判斷車(chē)號(hào)是否為空，如果業(yè)務(wù)系統(tǒng)中，車(chē)號(hào)為空，則用本地車(chē)號(hào)更新；如果本地車(chē)號(hào)為空，則用業(yè)務(wù)系統(tǒng)車(chē)號(hào)更新。對(duì)接完畢，前臺(tái)顯示“資料已導(dǎo)入”。

（4）數(shù)據(jù)上傳。選擇“資料已導(dǎo)入”的車(chē)次，點(diǎn)擊“上傳”按鈕，將數(shù)據(jù)上傳到業(yè)務(wù)系統(tǒng)中，上傳后，界面上顯示“數(shù)據(jù)已上傳”。

四、小結(jié)

煤四期的翻車(chē)機(jī)軌道衡改造更新后，經(jīng)過(guò)近三個(gè)月的使用，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，故障率低，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，實(shí)現(xiàn)了各軌道衡過(guò)衡數(shù)據(jù)的集中管理和數(shù)據(jù)共享，消除了數(shù)據(jù)傳輸和處理過(guò)程中的人為誤差，極大地提高了計(jì)量效率，為計(jì)量工作的標(biāo)準(zhǔn)化和信息化及領(lǐng)導(dǎo)層的快速?zèng)Q策提供了條件，也從根本上提高了公司的服務(wù)質(zhì)量。