翻車機軌道衡技術更新改造

劉紅敏

（秦皇島港股份有限公司第七港務分公司 河北秦皇島）

一、概述

港口計量工作隨著港口運輸生產的不斷發展，其重要性越來越受到各級管理部門的高度重視和關注。因為計量工作涉及到作業委托人、貨主用戶及港口經營人的切身利益，它一直以來都是貨運質量和服務質量工作的熱點。而軌道衡又在港口運輸行業的計量工作中處于很重要的位置，它的準確精度直接影響到公司的服務質量和貨運質量。針對秦皇島港煤四期翻車機軌道衡長年使用，老化嚴重，秤體出現了不同程度的開裂、腐蝕、變形，在2013年對6臺翻車機軌道衡全部進行了更新改造。

二、存在的問題

原稱重軌道衡采用的是“一機雙控”模式，易造成信號干擾，入口、出口數據混亂；機械部分有4根拉桿，易變形影響稱重質量；沒有車號識別系統，每列車的車號靠人工錄入的，準確性差，錯誤率高，嚴重影響貨運效率；判別進車和結車是靠波形的數量來決定的，當傳感器或是秤臺出現故障的時候，波形不準確，同時影響到進車和結車，出現連車或是丟車的現象，造成無法正常出磅單，影響公司服務質量，造成公司經濟損失；無防雷措施，一旦出現雷雨天氣，電氣元器件有遭到雷擊的危險；精準度差，計量車速范圍小，有時達不到《動態稱量軌道衡檢定規程》的允差規定。此外，原稱重管理軟件存在采集問題和數據處理問題，比如數據貨票的最后合計部分盈虧與上傳有時差1 t，四舍五入不統一。

三、更新改造措施

1.機械結構改造

改造使用北京東方瑞威GCU-100D單臺面斷軌動態電子軌道衡，該軌道衡采用轉向架計量方式，是低值固態貨物理想的稱重設備機械。結構上拉桿由原來的4根增加到8根，軌道斷口由原來的斜口變成直口，增加了過渡塊。新軌道衡的性能指標：①稱重范圍為節重＜100 t的標準軌距四軸貨車（棚車、敞車、平板車）；②計量方式為雙向全自動轉向架計量；③計量車速3～15 km/h，不計量時秤臺允許通過速度為25 km/h；④計量精度優于《動態稱量軌道衡檢定規程》JJG234—90的允差規定；⑤靈敏度在加減20 kg砝碼時有＞10 kg變化；⑥功率消耗＜450 V·A；⑦輸出方式為CRT彩色顯示器實時顯示，打印機打印，磁盤存儲；⑧采用二級防雷措施，性能優于CCITT標準的要求。

2.增加車號識別系統

車號識別系統功能見圖1。

該套車號識別系統是當今較先進的標簽條形碼識別系統，取代了以前的人工錄入，很大程度上提高了準確度，避免了車號丟失、不顯示和采集不到等故障。應用該系統，每節列車都需要有標簽，標簽里存有車號信息及車輛技術參數信息，這由車輛所有者安裝；在軌道衡中間處安裝射頻天線，射頻裝置產生的載波信號通過天線向標簽發射，同時接收由標簽反射回來的信號。射頻裝置是微波產生、接收、發射的設備，它產生的微波載波信號，經功率放大器放大，通過天線發射出去，同時接收由標簽反射回來的信號，對該信號進行提取，然后待上位機讀取。具體的工作原理：系統通電啟動后，軌道衡計量控制系統的稱量控制模塊實時監測秤臺上的車輛信號，一旦發現上車后，立即啟動射頻裝置進入車號識別進程，同時使動態計量系統進入稱重進程。此時射頻裝置不斷的通過天線發射單載波。當車輛上的電子標簽進入載波工作范圍（7 m）后，該標簽向射頻天線發送車號信息，讀出裝置接收該信號并對該信號進行解調，并等待送出。這時稱重模塊正好計量出該車重量并到射頻裝置讀出該車號，實時顯示在顯示屏上，將該車的序號、車號、重量與過衡速度一并存入加密數據庫中。整列車過完后，進入數據管理模塊，用戶可輸入其他相關數據，進行查詢或打印報表。

圖1 車號識別功能

每次過衡后，管理系統按其識別到的車號可自動查詢自重或毛重并計算出凈重，免去了過去由人輸入自重或毛重的環節，避免張冠李戴或輸入數據錯誤的現象。此外，該系統開放式設計，可根據用戶要求增加各種數據管理功能。

改造后車號識別率達到99%以上；稱重系統穩定，誤差率控制在2%以內；管理系統穩定，查詢、打印報表速度都明顯提高；CPU占用率降到3%以下，充分體現出多任務系統的優越性。

3.接近開關判斷進車、結車

新的軌道衡在秤體的4個角增加了4個接近開關，通過這4個開關的動作，判斷列車進車和結車，以及列車的走向。新的稱重方式是“獨立”稱重模式，即重車衡和空車衡分開處理，單獨控制，這樣避免發生數據的混亂、干擾等問題。根據煤四期的作業特點，東方瑞威單獨開發了一套稱重程序。具體的流程：當列車經過軌道衡時，首先接近開關動作，同時傳感器受力，接近開關判斷進車及方向，壓力傳感器產生壓變形和剪變形，通過電橋原理輸出一個電壓信號，再利用電子儀表對電壓信號進行識別、分析和計算，最后轉化成數字信號進行嵌入式數據采集處理系統，該系統由兩部分組成，一是信號調理部分，是與AD采集卡相連的信號調理電路板，實現對每個傳感器稱重信號進行信號濾波和放大；二是嵌入式部分，完成稱重數據的采集和處理，采用的是基于PC104總線結構的產品。嵌入式部分獨占CPU，可以使用多種高級算法，保證采樣的實時性，系統穩定，無需用戶直接操作。數據采集和車號采集全部進入交換機，通過光纜、光纜轉發器傳入到管理計算機，再通過管理計算機里的稱重管理軟件對采集到的數據進行顯示、分析、統計、打印、聯網等處理。

這樣的設計減少了列車稱重時的丟車、連車現象，一旦出現丟車、連車，就可以判斷是接近開關出現故障，這使故障點和故障現象直觀明了，很大程度上節省了維修判斷時間。

4.稱重管理軟件更新換代

最新的稱重管理計算機采用的是“一機一控”單獨控制，避免了數據發生混亂的情況。具體的過程是：重車過衡完畢，重車數據存儲到“SQLSERVER數據庫”中；空車過衡完畢，空車數據存儲到“SQLSERVER數據庫”中，空車重車數據配對；從“業務系統服務器”中導入列車資料；將完整數據上傳到“業務系統服務器”中。此軟件包括3部分內容：過衡數據索引部分，包括列車編號、車次、車數、運行狀態、開始時間、結束時間、批次、司磅員、貨票編號、翻車機等；功能按鈕部分，包括登陸、導入資料、上傳、打?。贿^衡列車的數據明細部分，包含了車次的明細，包括序號、車號、發貨人、發站、列車的皮重、毛重、車速。該程序中運用的主要邏輯：

（1）重車過衡。采用重車衡上秤時間作為整列車的重車過衡時間。比如機車上秤時間是“2013-07-20 09:22:00”；重車過衡完畢后，會在稱重應用程序所在目錄中生成new_data.txt文件，此文件存儲了當前車次的過衡數據；然后稱重程序調用數據發送程序PAutoTransfer.exe將數據發送到軌道衡sqlserver2000數據庫中；重車過衡完畢后，重車數據存入到SQLSERVER2000數據庫gdhdata的trainFullIndex表和trainFullInfo表中。重車過衡完畢，數據處理程序界面上顯示此列車的信息，狀態為“重車過衡完畢”。

（2）空車過衡。用整列車最后一節車廂過衡時間作為整列車空車衡時間；空車過衡后，在稱重應用程序所在目錄中生成new_data.txt文件，此文件存儲了當前車次的過衡數據；調用數據發送程序PAutoTransfer.exe將數據發送到軌道衡sqlserver2000數據庫中；空車過衡完畢后，數據發送到數據服務器（重車衡）數據庫gdhdata的trainEmptyIndex表和trainEmptyInfo表中；調用存儲過程SPU_TrainMatch_Handle_Empty，與重車進行匹配；空車過衡完畢后，將空車數據與重車數據配對，數據處理程序界面顯示此車次的過衡狀態為“稱重結束”。

（3）數據對接?？哲嚪囃戤叄M行業務對接。從業務系統提取車廂信息（如發貨人，煤種和發站等），如果業務系統中的總車數小于重車車數，系統給出提示：使用過衡數據前面的數據還是后面的數據，保持兩者數量一致，這種情況一般發生在當列車過了一部分，由于某些特殊原因牽走，或是牽走后再回來繼續過衡，屬特殊情況。

判斷車號是否為空，如果業務系統中，車號為空，則用本地車號更新；如果本地車號為空，則用業務系統車號更新。對接完畢，前臺顯示“資料已導入”。

（4）數據上傳。選擇“資料已導入”的車次，點擊“上傳”按鈕，將數據上傳到業務系統中，上傳后，界面上顯示“數據已上傳”。

四、小結

煤四期的翻車機軌道衡改造更新后，經過近三個月的使用，數據準確，故障率低，系統穩定可靠，實現了各軌道衡過衡數據的集中管理和數據共享，消除了數據傳輸和處理過程中的人為誤差，極大地提高了計量效率，為計量工作的標準化和信息化及領導層的快速決策提供了條件，也從根本上提高了公司的服務質量。