IC卡車輛管理在港口應用的探討

To explore the application of IC card in the port vehicle management

◎梁錦雄（漳州招商局碼頭有限公司，福建　漳州　363000）

IC卡車輛管理在港口應用的探討

To explore the application of IC card in the port vehicle management

◎梁錦雄
（漳州招商局碼頭有限公司，福建漳州363000）

Liang Jinxiong
（China Merchants International Co., Ltd.，Zhangzhou 363000，China）

摘要：港口貨物發放離不開車輛，大量車輛進港提貨，一直是港方管理起來比較頭疼的事情.本文借助現代化技術手段，通過IC卡系統功能來管理進港車輛，從而減少用工成本和管理混亂的局面，本文就此做了探討和研究.

關鍵詞：IC卡；車輛管理；應用；探討

Abstract：Port cargo distribution cannot do without vehicles, a large number of vehicles in delivery,port management has been compared to a headache.With the help of modern technolo?gy, through the function of IC card system to manage the incoming vehicle, in order to reduce labor costs and management confusion situation.In this dissertation, the discussion and the re?search.

Key words：IC Card；Vehicle Management；Application；Discussion

總結個別港區生產作業車輛管理中存在的漏洞，先后調研走訪了相關港口單位：蛇口關區的媽灣港、招商港，黃埔關區的廣州新港，麻涌港；設備和軟件供應商單位：煙臺華東電子、捷順等，同時了解咨詢全國同行業散雜貨碼頭情況，提出了對進港車輛采用IC卡管理的思路并進行探討.

1　系統設計目標

為了提高車輛進出港的效率、節約生產成本、降低貨運事故和現場保衛人員的勞動強度，采用先進的技術手段，搭建一個能夠滿足港口車輛管理的計算機信息系統，該系統通過IC卡技術、視頻監控、現場圖片抓拍、LED屏提示、紅綠燈、地磅復磅等技術，采用集中化、自動化管理的方式實現對進出港作業車輛的監控；在大門IC卡刷卡設備，通過與生產系統的信息交換，可自動判斷車輛進出的合法性實現自動抬桿、落桿，并把相關信息顯示在LED屏上；在人工驗車通道對初次來港、二次裝貨及重點車輛等進行進出控制.

保衛通過監控調度中心的監控服務系統實時的了解各個通道的車輛進出情況，對于有異常的車輛通知現場保衛進行處理.該系統采用了先進的技術手段，會形成更為嚴密的流程控制，預防生產中各種問題的發生.

2　赤灣港區現狀及周邊港口情況分析

2.1赤灣港現狀

赤灣港區現狀如下：①赤灣港區目前人工單據查驗方式進出港放行.②《碼頭信息管理系統》供給海關查詢功能，并提供查詢電腦.③多環節手工輸入車牌號及關聯的提單號，易出現誤操作或者作弊行為.④不是對于進出港口的所有車輛沒有做到一一查驗和登記.有可能出現誤放行或者人為作弊放行.

2.2周邊港口情況

蛇口關區三家散貨碼頭，招商港務、媽灣港和赤灣港港口情況如下.①招商港務在閘口設有地磅，車輛過磅后馬上離港，減少作弊機會.②媽灣港在閘口監管方面做得較好，歸納總結如下.使用IC卡進行管理.

過完重磅后限定時間出閘（限定5 min）.d閘口處設置地磅，散貨提貨車出閘時刷IC卡復磅，電腦系統后臺核對后自動放閘.

e進港提貨車輛每次收2元.f供給海關增設《碼頭信息管理系統》查詢功能，并提供查詢電腦.

2.3港口貨物進出港過磅時，對比采用IC卡前后漏洞防范措施

總結以往經驗及周邊港口出現的偷貨情況，采用IC卡前后漏洞及防范措施見表1.

表1　采用IC卡前后漏洞及防范措施表

3　完善車輛管理的基本思路

3.1建立IC卡管理車輛

建立IC卡管理車輛，改用IC卡存儲車輛信息，自動讀取，避免反復輸入過程中可能出現的誤操作，但是在最初輸入IC卡信息時，是關鍵點.因此，為保證讀數準確，盡量減少人工參與環節，并從“做賊心虛”的心理上抑制偷貨行為.

使用IC卡進行管理，不刷卡，不起閘.系統會生成開閘記錄，通過網絡傳至海關監管人員電腦.

車輛進閘，出閘時，刷卡動作觸發系統拍照，形成圖像，進出時間和值班人員記錄，保存3個月，以備查證.

3.2建立IC卡管理有關地磅的選址

所有的偷貨行為，可歸納為兩種：①逃磅，即裝貨，不過磅.②使地磅讀數失準，例如，通過增大過空磅讀數或者減少過重磅讀數.

因此，選擇地磅建設位置很重要，將地磅設立在進出港路徑的關鍵節點上.

4　系統設計方案

4.1業務目標

高度自動化、智能化

通過在IC卡技術、視頻監控、現場圖片抓拍、LED屏提示，實現車輛管理系統的自動化，做到各種數據自動可靠采集、自動判別、自動指揮、自動處理、自動控制，最大限度地降低人工操作所帶來的弊端和工作強度，提高系統的信息化、自動化程度.

利用IC卡技術，通過門禁、驗車點系統實現對外部車輛的有效管理.

通過車輛調度中心系統，實現全新、透明、可視、實時、互動、形象化的車輛跟蹤和監控管理.

實現車輛管理系統與生產管理系統無縫融合，并預留相應的數據接口.

實現系統設備的管理和狀態檢測，建立靈活的網絡管理和可靠的安全系統.

在門衛設置車輛識別設備和相應的控制程序，對進出港作業車輛進行有效監管.

4.2技術目標

4.2.1實用性

以能最大限度地滿足系統建設的實際需求為設計基本原則.主要技術和產品具有成熟、穩定、實用的特點，并充分滿足信息系統交互、檢索、查詢、管理的需要.在系統的設計和建設過程中，采取成熟的、有成功先例的技術，合理選用實用的系統設備和系統軟件.

4.2.2可靠性

設備的高可靠性，具有較高的容錯性和穩定性，避免設備頻繁出現失效狀態；軟件系統具有成熟、穩定的特點；系統提供的接口具有互相兼容并符合公認標準；本公司產品供應商必須各地主要用戶的認可，具有十多年從事港航物流領域信息化服務的經驗.系統運行可靠穩定，滿足長時間連續運轉；在實際運行中，因各種意想不到的原因而出現問題，數據能夠方便保存和快速恢復.

4.2.3先進性

在滿足實用性的基礎上，設備選用國內最成熟、先進的技術，設計立足于先進技術，采用最新科技，以適應大容量數據傳輸以及多媒體信息交換的要求，使整個系統在一定時間內保持先進水平.系統設計采用先進的數據庫設計技術以保證系統的穩定性和靈活性.

4.2.4安全性

應用軟件設計充分利用操作系統和數據庫系統提供的備份、權限管理等系統功能，并在應用系統數據操作、功能使用方面提供細致的權限管理，以保障系統的安全.系統提供靈活可靠的安全控制措施，以保證系統安全運行，防止未經授權的內部及外部訪問和惡意的破壞.

4.2.5經濟性

在滿足實用性的基礎上，采用最佳性價比的設備.

4.2.6系統擴充性

應用系統的增加、終端應用的增加、車輛管理功能的提升等，即能進行系統升級，又可保護投資，不會對原有系統推翻重來.

4.2.7易用性

安裝操作方便，用戶界面友好、易用；同時系統滿足操作簡便、易用原則，符合人的使用習慣.

4.2.8標準化

系統要嚴格遵循CMMI三級標準進行設計、實施，采用符合計算機信息行業的標準規范的系統軟件和輔助工具進行系統開發，使系統真正實現跨部門的信息共享、復用.

4.2.9準確性

系統具有預防錯誤、發現錯誤等功能.具備多日志記錄功能，可以根據日志記錄情況對業務或系統出現的錯誤進行跟蹤和定位.

4.3系統架構

4.3.1軟件系統架構

軟件系統架構如圖1所示.

圖1　軟件系統結構圖

4.3.2硬件系統架構

硬件系統架構如圖2所示.

圖2　硬件系統架構圖

4.3.3軟件系統功能說明

4.3.3.1設備通訊服務中心

該系統負責與所有停車場通道的硬件進行通訊，讀取所有設備的狀態（相關的設備有：地感、紅外、IC卡讀寫模塊等，不包括網絡攝像頭的圖像的顯示）并負責向硬件發送控制指令，例如檔桿的抬桿、落桿指令、紅綠燈的狀態等.主要功能見表2.

表2　軟件系統功能表

4.3.3.2閘口監控中心

該子系統實現所有停車場進出門的通道進行集中監控，對于進港的通道如果有計劃自動抬桿，并在LED屏幕上顯示相應的信息，對于出港的車輛根據作業情況，判斷是否自動抬桿，并在LED屏幕上顯示相應的放行與作業信息.主要功能見表3.

表3　軟件系統在閘口監控中心的功能表

4.3.3.3黑名單管理

該系統對車輛的黑名單進行管理，并與庫場隊車輛黑名單管理進行統一管理.主要功能見表4.

表4　軟件系統在黑名單管理中的功能表

4.3.3.4現場管理子系統

該子系統主要用于現場保衛查詢車輛進出停車場的信息、計劃信息、車輛的作業信息及記錄交接班的信息.主要功能見表5.

表5　現場管理子系統功能表

4.3.3.5信息發布子系統

該子系統主要對停車場的LED繼續管理，可以控制顯示或者管理LED的內容顯示.并通過LED向停車場的司機發布來臨時性的信息.主要功能見表6.

表6　信息發布子系統功能表

4.3.3.6系統管理子系統

該系統主要是對角色的定義，部門和崗位的設置，系統的升級和代碼管理，是整個信息系統的基礎，可以查詢各種數據信息.主要功能見表7.

表7　管理子系統功能表

4.3.3.7接口子系統

該系統主要定義生產系統的接口，并與生產系統進行數據層的對接.定義的接口見表8.

表8　接口子系統功能表

4.3.3.8生產系統改造

該系統針對保衛部門禁系統的需求對生產系統進行改造，改造的部分涉及到地磅系統、庫場日計劃等.定義的接口見表9.

表9　生產系統改造功能表

4.3.3.9驗車點子系統

該系統主要對返回庫場的道口進行監控，通過在返回庫場的道口上安裝擋桿，系統自動根據車輛放作業情況進行控制抬落桿，避免開出出門證后再次進入碼頭裝貨.對于允許加減載的車輛系統自動抬桿放行，功能如表10所示.

表10　驗車點子系統功能表

4.3.4硬件系統方案

4.3.4.1系統概述

該系統實現保衛部對進出港車輛控制的管理.系統將IC卡、道閘控制、視頻監控、LED顯示整合，根據車輛的基本信息、過磅信息、警告信息等進行自動判斷其是否允許進出港.

本系統外貿閘2進2出4條車道、內貿閘1進1 出2條車道的智能化建設，另外考慮1進1出行政車道和1進1出人員通道.4.3.4.2系統詳細設計

設備分布平面見圖3.設備分布側視圖見圖4.每條車道配置一個自動道閘并配一套地感線圈車檢器，每條車道配置一套地感線圈車檢器檢測車輛到來，并控制IC卡讀卡.一套IC卡設備讀取IC卡，一個LED屏幕顯示相關提示，配置一臺工控機控制以上設備.車輛進閘時，地感線圈車檢器檢測到車輛到來，司機刷讀卡器讀車輛IC卡，判斷車輛身份，若車輛合法則系統控制道閘抬桿放行，若車輛非法，則不允許車輛進門，需要現場人員人工介入.

圖3　設備分布平面圖

設備分布側視圖：

圖4　設備分布側視圖

4.3.4.3 IC系統

（1）IC卡.IC卡（IC card）也叫智能卡，是一種集成電路卡，廣泛地應用于金融、身份證和社會保障等領域，它繼承了磁卡以及其他IC卡的所有優點，并有極高的安全、保密、防偽能力.根據通訊接口把IC卡分成接觸式IC卡、非接觸式IC和雙界面卡.

（2）IC卡系統設備組成.如圖5所示，IC卡系統由以下幾部分組成：①IC卡：用來存儲內部標識ID、車牌號碼、司機信息、車輛自身等信息.②IC卡讀寫器：負責接收IC卡的信號，分析處理其中包含的IC

卡內數據，同時將這些數據傳送到PC中.

（3）IC卡信息采集過程.車輛進港以前，必須先到辦卡點領取或購置IC卡，并關聯車號、車主等相關信息，然后才能持卡進港.

IC卡設備工作流程如下：地感線圈車檢器檢測到車輛到來，司機用IC卡在讀卡器上刷卡.IC卡讀卡器收到信號后對該消息進行分析，通過控制IC讀寫器驅動信號將其轉化成微弱電流提供給內部芯片計算使用，并借此IC卡中存儲的數據發到PC機中.PC機接出到數據信號，將該電信號傳送給讀寫器進行分析.通過讀寫器對電信號分析解碼，解析出車牌號碼、車輛自身等數據，數據通信過程中自帶校驗檢查，一旦發生錯誤，則可判斷IC卡讀取不正確.提示報錯或要求重新刷卡.經過IC讀寫器確認的數據（或者讀取失敗的消息）傳送給系統等待處理.至此一次IC卡數據采集完成.

圖5　IC卡系統組成示意圖

4.3.4.4地感線圈車檢器

地感線圈車檢器又稱環形線圈檢測器，是目前世界上用量最大的一種車輛檢測設備.車輛通過埋設在路面下的環形線圈，引起線圈磁場的變化，檢測器據此計算出車輛的流量、速度、時間占有率和長度等交通參數，并上傳給中央控制系統，以滿足交通控制系統的需要.此種方法技術成熟，易于掌握，并有成本較低的優點.

本項目只使用車檢器檢測車輛通過的功能.

（1）地感線圈的制作.通常探測線圈應該是長方形.兩條長邊與金屬物運動方向垂直，彼此間距推薦為1m.長邊的長度取決于道路的寬度，通常兩端比道路間距窄0.35 m~1 m.如圖6所示.為了使檢測器工作在最佳狀態下，線圈的電感量應保持在100 uH~300 uH之間.在線圈電感不變的情況下，線圈的匝數與周長有著重要關系.周長越小，匝數就越多.一般可參照表11所示.

圖6　線圈布設示意圖

表11　線圈的匝數與周長關系表

在繞制線圈時，要留出足夠長度的導線以便連接到車檢器，又能保證中間沒有接頭.繞好線圈電纜以后，必須將引出電纜做成緊密雙絞的形式，要求最少1 m絞合20次.否則，未雙絞的輸出引線將會引入干擾使線圈電感值變得不穩定.輸出引線長度一般不應超過5 m.由于探測線圈的靈敏度隨引線長度的增加而降低，所以引線電纜的長度要盡可能短.

埋設方法：線圈埋設首先要用切路機在路面上切出槽來.在四個角上進行45度倒角，防止尖角破壞線圈電纜.切槽寬度一般為4~8 mm，深度30~50 mm.同時還要為線圈引線切一條通到路邊的槽.但要注意：切槽內必須清潔無水或其他液體滲入.繞線圈時必須將線圈拉直，但不要繃得太緊并緊貼槽底.將線圈繞好后，將雙絞好的輸出引線通過引出線槽引出.

在線圈埋好以后，用環氧樹脂將切槽封上.

（2）功能介紹.此地感線圈車檢器有兩組繼電器輸出，一組為存在輸出，一組為瞬時輸出.存在輸出繼電器：當有車輛或金屬體在線圈上時，繼電器持續輸出信號；瞬時輸出繼電器：當車輛進入線圈或離開線圈時，繼電器輸出一個脈沖信號.

另外，還可根據需求對車檢器的靈敏度、輸出延遲時間等參數做修改，以適應本系統使用.4.3.4.5道閘

（1）控制方式.道閘可由門崗控制系統直接控制，同時實現遠程計算機智能控制，另外，配置遙控器輔助控制.采用PLC實現操作擋桿和接受地感狀態反饋，系統接線簡單，穩定性好，適合大部分的連接環境，也是目前大部分設備通行的連接方式.此種硬件連接方式的前提下，開發了相應的軟件驅動接口，提供OCX封裝的函數，對擋桿進行抬桿和落桿操作.

（2）自動落桿和防砸車.每臺道閘配置地感線圈車檢器，用于實現自動落桿和防砸車.在每臺道閘檔桿的下方制作一個地感線圈，連接到地感線圈車檢器上，車檢器與道閘直接相連.地感線圈車檢器有兩種信號輸出，分別為持續輸出和瞬時輸出.當有車輛觸發地感線圈時，地感線圈車檢器持續輸出信號給道閘，讓道閘處于停止狀態，防止車輛未完全通過而道閘落桿導致砸車；當車輛離開地感線圈檢測范圍后，地感線圈車檢器停止持續信號輸出并輸出瞬時信號控制道閘自動落桿.

自動道閘由工控機控制系統自動控制，當系統檢測到車輛合法時，自動控制道閘抬桿放行，車輛通過后自動落桿，無須人工干預.

通過IC卡實現進港車輛自動化管理即可減少人員配置，又可杜絕逃磅現象的發生，為提升港口科技管理水平打下了基礎.

作者簡介：梁錦雄（1961-），男，工程師；專業方向為電氣及自動化.

收稿日期：2015-05-19

中圖分類號：F406.3