山东日照港股份三公司汽运智能管理系统

　　一、 背景

　　目前三公司GPS货运管理系统和倒运管理系统缺乏有效的系统集成，系统功能分散，部分功能不能满足实际操作流程和实际的现场作业要求，对作业效率有很大的限制;由于一些历史原因，GPS硬件平台种类不同一，兼容性很差，造成软件平台也不统一，独立分散，业务也相对独立，不能有效集成，对于工作人员使用造成很多的困扰，对未来其他系统的进一步整合造成障碍，因此，我们利用现有的软硬件资源和已经掌握的技术对系统进行整合，使GPS硬件设备独立于软件平台，工作人员只需使用一套软件即可。针对以上系统的不足，我们为此增加了装载机跟踪管理和区域封闭管理，以及磅房管理升级改造，系统要求对司机不下车，磅房无人化，区域封闭化，现场作业自动化，我们提出了新的业务技术方案。

　　二、 业务流程

　　现有的汽运系统使用条形码派车单将在港作业的各环节串联起来。为了提高作业效率、降低作业事故、保护货物安全，在现有系统的基础上引入新的设备与技术(以RFID射频卡技术为重点)，实现整个作业流程和作业方式的调整优化。

　　汽车货运管理系统可以分解为车辆指派、进出港验证、磅房检斤、封闭区域验证、堆场作业几个环节。总体流程图如下：

　　2.1进出港管理

　　进港流程 出港流程

　　1) 车辆来港作业前须按照原有模式通过电子商务平台打印条码派车单，作为来港作业的提货凭证。在港口大门进道的固定位置安装射频卡扫描设备，用于对射频卡进行读写操作。

　　2) 车辆来到入口处，司机将派车单递给门卫人员，用红外扫描器扫描，取得派车单信息。门卫核对派车单信息，如果合法，进行射频卡与派车单的关联操作;如果不合法，检查车辆。

　　3) 门卫完成关联派车单与射频卡后，给司机发卡。司机将卡置于固定位置。门卫放行通过。

　　4) 大门出道的固定位置安装射频卡扫描设备。车辆出港时进行射频卡扫描，取得该车当前的作业状态。系统判断是否已经完成过磅，如果车辆完成过磅，系统给予放行提示，门卫回收射频卡和派车单;如果未过磅，系统报警，禁止放行，保卫人员检查车辆后才能出港。

　　2.2封闭区域检验

　　封闭区域入口 封闭区域出口

　　1) 三公司对整个作业堆场进行重新规划，形成几块封闭区域。每块区域设置特定的入口和出口。

　　2) 在封闭区域入口车设置道闸机、LED显示屏与射频卡扫描设备。车辆过磅后，来到封闭区域入口处，进行射频卡扫描。系统根据取得的信息判断该车计划号对应的垛位是否处于该区域中，如果不符合，道闸机不开启、LED显示屏进行文字提示。如果符合条件，系统判断车辆是否已一次过磅，如果未过磅，LED显示屏给出提示，车辆返回过磅。

　　3) 车辆通过验证，道闸机自动开启，车辆通过。

　　2.3磅房检斤

　　一次过磅流程

　　二次过磅流程

　　1) 车辆入港后来到磅房进行检斤作业。磅房安装射频卡扫描设备、LED显示屏、红外对射器等设备，保证检斤作业的合法性与安全性。

　　2) LED显示屏提示车辆上磅时，车辆可以上磅。如果车辆未完全上磅，或后车故意压磅，红外对射器检测信号并阻止系统进行下一步操作，系统发出警报。

　　3) 车辆完全上磅后，系统自动进行射频卡扫描，取得作业信息，系统自动分析车辆作业是否合法。如果车辆是一次过磅，系统判断该车是否已经在入港时进行验证。如果未验证，系统给出报警，阻止该车继续进行过磅，须返回大门重新验证。如果车辆是二次过磅，系统判断该车是否已经在堆场进行验证装车。如果未验证，系统给出报警，阻止该车继续过磅，须返回堆场重新验证。如果车辆因特殊情况本次作业不再装货，则系统给出警报，由值班检斤员进行作废皮重的操作。

　　4) 如果过磅数据合法，系统自动保存过磅数据，同时系统在LED显示屏上显示过磅信息，并控制下磅处道闸栏杆抬起，司机即可将车辆驶离地磅，完成过磅作业。

　　5) 如果过磅数据非法，如车皮异常、计划量不足等，系统会发出警报，过磅软件不予执行。现场值班检斤员或者中心监控人员处理相应的报警;现场司机如有疑问，可通过对讲系统与值班人员进行信息沟通。

　　6) 如果过磅数据非法，如车皮异常、计划量不足等，系统会发出警报，过磅软件不予执行过磅操作。现场值班检斤员或者中心监控人员收到报警后，进行人工干预处理问题;现场司机如有疑问，可通过对讲系统与值班人员进行信息沟通。

　　2.4堆场作业

　　1) 作业车辆领取射频卡。

　　2) 中控室根据下达的计划给装载机发送作业指令。

　　3) 装载机到达指定的作业垛位，等待作业。翻斗车接到作业指示，进入指定的装车起点跺位。

　　4) 装载机给翻斗车装车前，自动远程扫描射频卡。成功后，开始装车。(只要是来车，便认为合法)。

　　5) 集疏港作业已经在入口处匹配了作业计划。倒运作业在装车地点扫描后才匹配相关计划。

　　6) 装车完毕后，集疏港车辆去往磅房过磅，完成了堆场作业环节。如果倒运作业需要过磅，去磅房进行过磅，过磅后进行下一步骤。

　　7) 翻斗车到达卸车点，进行卸车作业，此时根据装车时车辆绑定的计划信息、跺位信息，及实时位置信息，判断卸车是否合法。合法，生成一条合法的卸车记录，非法则形成一条非法的卸车记录。

　　8) 卸车成功后，回到装车地点继续装车。

　　2.5车载终端操作流程

　　1) 倒运流程详解：

　　该信息由触摸终端触发产生，司机登录后，后台监控给其下达作业指令，终端将接受到计划信息以及相关派遣车辆。司机作业时扫描对应的车辆进行装车，确认成功后，服务器返回确认信息，代表开始装车(声音提示某车队几号车开始装车)一车装完后，该翻斗车去卸车地点，先卸车后判断是否在垛位内，若成功后则再次将车辆加入到等待车辆列表中(可以进行声音提示，某车队几号车卸车成功)，表示本次装卸车结束。

　　a、翻斗车在行驶过程中，我们利用GPS车辆速度在控制称重设备的误操作时，该设备不发送称重数据。

　　b、 卸车时，服务器先判断接收的卸车数据是否有效，首先根据时间间隔判断卸车间隔(由于镍矿等卸车时需要发出多个数据，取最大值)。 其根据为计划中的货物类型来判断是否符合卸车重量，若符合，则在判断是否在计划中的结束垛位中完成的，若正确，则插入数据库中并继续等待装车;若错误，则为异常卸车，需要人为干预，次车不能再次装车。流程如下：

　　装载机司机登陆系统

　　登陆成功后，等待作业指令

　　接收到作业指令，画出作业跺位

　　到达指定跺位

　　成功到达跺位后，对到达的翻斗车进行扫描装车

　　翻斗车卸车成功后，继续到达指定跺位进行扫描装车

　　计划完成后，装载机继续等待指令

　　2) 集疏港流程如下：

　　装载机接收到指令到达指定区域，对来港车辆进行扫描，成功后对其，显示该车辆的信息，对其装车。

　　装载机司机登陆系统

　　登陆成功后，等待作业指令

　　接收到作业指令，画出作业跺位

　　到达指定跺位

　　成功到达跺位后，对到达的进港车辆进行扫描装车

　　装车成功后，进港车辆出封闭区域，去二次过磅

　　以上两个流程将进行整合在一个系统终端中，方便操作和使用。

　　三、 系统设计

　　3.1进出港管理

　　1) 现存的进出港管理使用条码派车单进行验证。现在引入射频卡技术配合条码派车单同时对来港车辆进行合法性验证。

　　2) 进出港管理涉及的软硬件如下：

　　射频卡扫描设备。射频卡扫描用于识别车辆的身份，并与条码派车单信息相互验证，确保车辆的合法性。

　　红外扫描器。扫描条码派车单，取得作业信息。

　　LED显示屏。对车辆进行文字提示。

　　道闸机。道闸机与主机关联，自动控制栏杆启闭。

　　软件功能。改造管理软件，在条码管理的基础上加入射频卡识别功能，并自动关联射频卡与条码信息，以完成后续的作业流程。

　　3.2封闭区域管理

　　1) 封闭区域管理是汽运系统新加入的管理环节，主要是实现货物安全、提高作业现场的秩序与效率。

　　2) 封闭区域管理涉及的软硬件如下：

　　射频卡扫描设备。射频卡扫描用于识别车辆的身份，取得车辆关联信息。

　　LED显示屏。对车辆进行文字提示。

　　道闸机。道闸机与主机关联，自动控制栏杆启闭。

　　软件功能。取得作业车辆的信息，并判断车辆是否过磅以满足进入堆场的条件

　　3.3磅房检斤

　　要实现检斤车辆自动过磅，需要处理好以下几个技术关键：

　　汽运作业合法性验证

　　车辆信息的识别对比

　　称重数据的采集分析

　　信息的交互与引导

　　现场实时监控

　　3.3.1整体架构

　　系统主要分为两个部分：磅房自动过磅子系统;中心监控管理子系统。

　　磅房自动过磅子系统主要是由：电子地磅、红外检测、自动道闸机、RFID射频卡扫描设备、条码扫描器、小型针式打印机、LED显示屏、语音提示、现场监控计算机等硬件设备组成。

　　中心监控管理系统是由摄像机、传输设备、数据服务器、视频存储服务器、中心监控计算机等硬件设备组成。

　　为现场每台地磅设置一台监控计算机，与相关设备进行交互，实时采集设备信息和车辆过磅信息。

　　为检斤班长设置中心监控计算机，随时切换指定磅房图像，查看现场实况，对问题车辆进行查询和处理。

　　3.3.2功能模块

　　磅房实现自动过磅是利用计算机、网络、视频监控等软硬件技术，建立集图象、声音、数据、现场设备控制于一体的自动过磅系统，系统可以分为以下几个子模块：

　　1) 车辆识别校验模块

　　车辆识别校验子系统是自动过磅系统中的一个重要组成部分。能否实现汽运作业的货物安全性和车辆合法性，这是最为关键的一步。

　　车辆识别校验子系统主要是通过射频卡扫描来实现车辆信息的采集和比对。车辆上磅后，射频卡设备自动识别车辆射频卡所对应的车号以及车辆所对应的派车单信息，如计划、收发货人等以及车号，系统根据该信息判断车辆作业合法性。符合条件，进行下一步骤，如果不符，则给出报警，由相关值班人员进行处理。

　　2) 系统监控模块

　　系统监控模块分为现场监控层和中心管理层。现场监控层通过采集现场设备状态信息和实时图像对车辆过磅流程进行引导、干预;中心管理层通过现场监控传回的状态信息，查询、核验、处理检斤数据，保证作业数据的正确性。

　　系统监控模块利用磅房安装的多角度摄像头，监控作业车辆的过磅全过程;监控司机在现场是否存在违规操作。

　　每台地磅的图像画面集成到对应的现场监控电脑的软件界面中，值班检斤员可根据画面监控车辆作业情况;将所有地磅的图像集成到中心监控电脑的软件界面中，检斤班长可以随时切换任意磅房的现场作业图像，查看并处理作业过程。

　　3) 引导交互模块

　　引导交互模块主要是发挥过磅服务窗口的功能，为汽运司机提供一个友好的互动交互界面，对当前作业情况和和信息为司机做明确的提示。

　　引导交互模块由LED显示屏、语音对讲、扩音器等组成。LED显示屏按照规定的检斤流程给司机显示相关的提示信息，如：车辆上磅、驾驶员请下车、当前检斤重量、皮重异常等等，同时系统配合给出一定的语音提示。

　　设立对讲系统，便于司机与现场值班人员进行信息沟通。

　　4) 称重控制模块

　　称重控制模块通过现场监控计算机与外设的通信接口和I/O控制接口，能够控制外设的动作(LED屏文字提示、语音设备提示、道闸机栏杆升降等)、采集外设的状态和信息(通过红外条码扫描器采集车辆作业信息、采集汽车衡控制仪表的称重数据、获得车牌号码、红外对射器状态)。系统对采集的信息进行处理判断，根据不同的判断结果引导车辆转入不同的检斤流程。

　　在车辆上磅后，称重控制模块通过红外对射器检测作业车辆是否已经完全上磅，有压磅情况给出报警;系统自动采集车辆过磅重量，然后分析重量类别(皮重或是毛重)，并进行相应的非法重量判断处理;如果皮重异常，通过LED显示屏明确提示司机皮重异常，下磅检查;如果车辆作业信息一切合法并采集了车辆重量，系统会自动保存称重数据，LED显示屏提示称重完毕，下磅离开，同时道闸机栏杆抬起，作业完成。

　　5) 单据打印模块

　　现在的车辆检斤模式中，车辆过磅后需要检斤员打印一式三联计量单作为出门和作业完毕的凭证。

　　实现自动过磅后，需要对计量单打印方式进行改变。可以考虑在大门出口领取计量单。在大门处设置小型针式打印机或热敏打印机，司机出港前，进行射频卡扫描，系统对车辆状态进行判断。如果车辆作业环节完整，提取检斤数据，形成计量单自动打印出来。交给司机出港。

　　如仍需要在检斤室打印计量单，可考虑如下方案：一是司机不下车，打印机与射频设备集成于同一位置，与汽车窗口等高，司机自动取走，此种方式快捷、效率高，但存在实施难度;二是司机下车取计量单，将打印机设置于检斤窗口处，打印完计量单，司机来到串口拿计量单，此种方式容易实现，但影响过磅效率。

　　计量单的格式与规格重新设计调整。对计量单的更改和推广，可由检斤队和业务部与客户协调。

　　6) 车皮异常处理模块

　　自动过磅对过磅车辆皮重的准确性和校验更为严格。对于皮重异常车辆的处理涉及到检斤队和保卫部两个部门。

　　在检斤系统中设定一个皮重的判定范围，如果车辆的皮重与历史皮重的重量差在这个范围之内，允许过磅，系统自动覆盖上一次记录的车皮重，作为下次过皮时的判定标准。如果两次皮重差超出设定的范围，系统不予过磅，发出警报。值班人员打印出保函，司机去保卫部验车，若验车通过，保卫部确认该车可以过磅，车辆返回磅房。检斤软件中加入车皮修改模块，由值班人员填写车皮修改原因，系统进行记录。

　　无论皮重差是否处于判定范围内，检斤系统要对该车的每一次过皮操作进行记录，形成汇总，反馈到保卫部，便于保卫部对问题车辆进行查询追踪。

　　目前系统是以上一次记录的车皮重量为比较标准，可以考虑制定其他的车皮比较标准，比如一定时间段内的平均值、过往几次的最小值等等。

　　7) 倒运检斤

　　在目前的系统中，倒运作业未使用任何作业单据。新系统中，可以将射频卡应用到倒运作业检斤中来。为每一倒运车辆分配固定的射频卡，作业前，通过系统软件将相关车辆分配到相应作业计划号下。完成之后开始倒运作业。

　　倒运作业还存在回倒的情况。系统可以采取两种模式处理。一是相关人员及时调整相应计划号，改为回倒模式，保证数据以回倒模式保存;二是业务部门新下一个倒运计划，将数据保存于新的计划号之下。

　　现系统中对于集港作业，存在部分计划需要人工干预毛重的操作，为提高效率，建议去掉该操作。

　　还存在一类不检斤，只需要开出门证的计划。建议该类计划作业模式不变，仍然由值班人员手动操作。

　　3.4调度软件

　　集疏港调度管理软件和倒运管理软件目前独立使用，给用户造成了很多的不便，为此，我们进行系统内进行跺位整合，车辆显示整合，计划信息整合，指令信息整合，报表整合,装载机触摸终端整合等等。

　　1) 跺位整合：系统都使用同一个电子地图，跺位都在同一港内，可以将两个系统的需要的跺位放在一个平台上。

　　2) 计划整合：可以根据不同类的计划，做成独立的功能模块，放在同一个系统中使用。

　　3) 车辆整合：所有车辆可以根据不同的权限，集成在同一个界面上，显示不同的工作状态和实时信息。

　　4) 报表整合

　　5) 装载机终端整合：两者流程基本一致，可以对不同的计划进行不同的界面操作。

　　6) 指令整合：

　　a) 倒运指令发送：根据计划给派遣的装载机发送作业指令。对“已派发“的计划进行装载机作业派遣计划指令下达。它分为当前指令和历史指令。当前指令主要包括计划“未完成”的指令集。历史指令则包括所有“已完成”的指令集。指令发送的要求每台装载机一个“未结束”计划上作业。同一计划的工作人员可换班且按人员计件。同一计划由多台装载机作业，同一台装载机只能保证一个计划上处于“作业状态”。一个计划作业时间不定，此计划未完成前，每台装载机可以被指派到其他计划去作业。每台装载机完成下达计划的当前作业，需要“本次作业完毕”，才可以去其他计划作业。同一计划下的翻斗车可以来回作业N次。

　　b) 集疏港指令主要指陆运指令，在陆运作业指令界面，默认为单条选择疏港计划(“单选”为选中状态)，选择疏港计划，选择设备编号和垛位编号，点击“发送”按钮，完成作业计划的发送。“多选”为选中状态时，可以选择多条疏港计划，但是必须是相同垛位的信息，选择设备编号和垛位编号，点击“发送”按钮，完成作业计划的发送。统计列表，可显示选中疏港计划的一些统计内容。