混凝土攪拌運輸車智能化物流平臺網絡研發

喬淑云

摘要：本文開發了一個混凝土攪拌運輸車智能化物流網絡平臺，主研究隨車稱重檢測技術，混凝土參數非接觸檢測技術，車載終端可視化智能識別、信息轉換等智能管理技術，主要包括CAN總線、多接口微處理器及顯示器，形成智能化車載終端系統；隨車稱重受力支點、該點的力的變化規律對結構的影響，包括現有混凝土攪拌運輸車的改裝及新車設計，分為直接和間接稱重系統、帶有自鎖的液壓稱重系統、混凝土攪拌桶支撐最佳受力變形設計。交割系統及其軟件，包括攪拌桶的液壓控制，GPS定位及實時監控，混凝土制品的交割時間、地點、重量、簽字等。實現車載智能識別，行駛路徑優化，促使該行業向智能化、信息化高端攀升，變為綠色生態行業。

Abstract： This paper develops an intelligent logistics network platform for concrete mixer trucks， mainly researching on-vehicle weighing detection technology， non-contact detection technology for concrete parameters， intelligent management technology for intelligent identification and information conversion of vehicle terminals， including CAN bus， multi-interface microprocessor and display to form an intelligent vehicle terminal system； the influence of the force fulcrum of the vehicle weighing and the change of the force on the structure is studied， including the modification of the existing concrete mixer truck and the design of the new car， which is divided into direct and indirect weighing systems， hydraulic weighing system with self-locking and concrete mixing drums support optimum force deformation design. Delivery system and its software include hydraulic control of the mixing tank， GPS positioning and real-time monitoring， delivery time， location， weight and signature of concrete products， etc. It realizes in-vehicle intelligent identification and optimization of driving routes and has prompted the industry to move to the high-end of intelligent and informatization and become a green ecological industry.

關鍵詞：混凝土攪拌運輸車；物流平臺網絡；智能化

Key words： concrete mixing truck；logistics platform network；intellectualization

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）33-0175-03

0 引言

網絡為終端服務，終端連接客戶，物聯網發展拓寬了客戶端的服務范圍及功能內涵，促使網絡終端對一定的客戶群進行自組重構完成對接匹配。研究開發一種具有自主知識產權的混凝土攪拌運輸車智能化物流平臺網絡，使混凝土攪拌運輸平臺有效運行，實現混凝土攪拌運輸車物流平臺網絡智能化。

本課題的科技發展概況：從運輸服務環節來說，攪拌運輸車隨車稱重系統的設計和改裝，尤其是采用直接稱重法對攪拌運輸車的安裝、調試、工藝復雜，而且帶來不安全因素造成成本太高，最初有西門子威迪歐在歐洲推廣，由于上述原因及市場容量太小，西門子基本退出該領域；再者，運輸途中變數太大，無法有效控制和管理。從網絡終端技術來看，在該行業的應用存在著較多技術壁壘，攪拌運輸車車載終端技術不成熟，難以形成配套的聯網平臺。

基于以上原因，面向混凝土攪拌運輸車智能化物流平臺網絡研發于2017年5月27日在隨車稱重關鍵技術方面進行了科技查新，綜合國內所檢索文獻，并與該查新項目分析對比，得出結論：該課題研究的一維角度線性動態稱重電子裝置關鍵技術研發，未見相同報道。[8]該領域目前無人涉入，但從長遠看，混凝土攪拌運輸車需要向科技化、智能化及信息化轉型升級。今后，企業間競爭能力的差別將越來越體現在對信息的掌握、擁有、控制和使用能力上，其中很重要的一點就是要充分利用科技手段管理信息，來實現體制創新、技術創新和管理創新，從而全面提高企業的核心競爭力。

1 研究意義

研究的主要的意義如下：

1.1 對科技的作用

解決三大類技術問題，同時也促進從事四大類企業生產制造的技術升級和技術改造，提升生產競爭力，完成企業轉型升級。

第一類技術問題，對混凝土攪拌運輸車車載終端系統的升級；

第二類技術問題，混凝土攪拌運輸車隨車稱重系統包括直接稱重、間接稱重、液壓稱重，設計改裝制造；

第三類技術問題，應用物聯網平臺提高對攪拌運輸車實時監控，提高城市交通智能化管理水平。

1.2 對社會經濟發展的作用

混凝土攪拌運輸車物流平臺網絡的升級換代，必將使整個企業和其配套的各大中小企業更具有競爭力，提高有工程機械都市之稱的徐州市工程機械智能化管理水平和混凝土運輸車銷售的競爭力，其技術將達到國內領先水平。技術上的領先，必然會在經濟上有所收獲。提高混凝土運輸車的作業調度可視化及安全性，減小能耗和城市PM2.5，減小混凝土運輸對環境的破壞，為我國建筑百年目標做貢獻，這樣對整個社會的經濟、能耗、環境所做出的貢獻不言而喻。

2 研究內容

研究內容1：

混凝土攪拌運輸車的車載終端及客戶端的網絡平臺與攪拌站固定網絡平臺組網1，使該客戶端在攪拌站內進行基礎信息識別包括駕駛員信息及工號、運輸車信息等；生成派工單包括目的工地、需求量、對接泵車、工單行駛路線等，集團化混凝土作業終端網絡構架如圖1所示。

研究內容2：

自動化生產管理中心通過調度中心，向實施混凝土攪拌站發出質量合格的信號，該信號發給混凝土攪拌運輸車進行裝車，準備出貨，如圖2所示。

組網2的移動網絡終端中，混凝土攪拌運輸車隨車稱重系統包括攪拌運輸車隨車稱重結構和稱重檢測模塊，如圖3、圖4所示。

圖3中001是混凝土滾筒；002是攪拌減速機；003是前滾筒支架橫梁；004是前滾筒支腿；005是后滾筒支架；006是后滾筒支架橫梁；G1、G2、G3、G4是壓力稱重傳感器。

①進料車載稱重：進料之前稱重，進料完成稱重，行駛過程中間隔稱重，泵送前稱重，泵送完成稱重，所有過程在車輛上自動完成，無需過磅；

②稱重數據顯示傳輸：稱重數據傳輸并在車載終端上顯示，并通過車載終端的4G網絡實時傳輸到調度服務器端

③攪拌運輸車隨車稱重系統的變送器模塊與車載終端連接，將隨車稱重信息傳遞給車載終端同時，通過組網2將其信息傳遞給服務及管理中心。

研究內容3：

構架組網1、2的混凝土運輸車服務平臺，實現車載識別、質量檢測、行駛路徑、隨車稱重、交割和管理服務。

組網1形成后，移動網絡終端可從固定網絡終端提取混凝土運輸車的相關信息，包括檢測質量結果、配比比例大小等；

組網2形成后，移動網絡終端通過無線網絡將移動網絡終端的信息傳送給固定終端網絡的服務及管理中心網。

研究內容4：[1、2、3]

研發固定網絡終端、移動網絡終端，實現混凝土運輸車信息的實時采集、傳輸、顯示和管理，與無線網絡的信息交換。

①固定網絡終端：以服務及管理中心為中心的終端網絡，完成如下功能：

1）基礎信息維護，包括駕駛員信息及工號；運輸車信息；泵車信息；

2）生成派工單，信息包括“目的工地、需求量、運輸車、駕駛員、下料位號、對接泵車、工單行車路線”；

②移動網絡終端：以混凝土攪拌運輸車車載終端為中心的終端網絡，包括與隨車稱重系統網和交割系統網、以及與無線網絡的信息交互。

1）駕駛員交接班：駕駛員交車及接車在車載終端上錄入工號，供系統記錄相應時間段內各項操作的人員；

2）車輛信息確認：交接班時駕駛員在終端機上錄入里程、油表、輪胎、外觀等常規車輛信息；

3）工單下載：下載固定終端網絡的服務及管理中心生成的派工單；

4）路線導航：根據工單對應的線路規劃進行行駛；

5）信息采集：采集車輛的GPS信息、發動機轉速、油耗、攪拌桶雙向變量液壓閉式回路控制的滾筒轉速、隨車稱重數據；同時采集攪拌運輸車隨車稱重；

6）視頻監控：用攝像頭對車內外情況實時監控錄像；

7）泵車對接：將與泵車對接開始和泵車完成泵送時間錄入系統；

8）客戶簽收：客戶在此模塊確認本次接受的數量；

9）數據傳輸：用4G網絡將信息采集模塊、視頻監控模塊、泵車對接模塊及客戶簽收的數據實時傳輸到服務及管理中心網絡終端；

10）指令接受：接受服務及管理中心發出的超速、路堵等警示提醒信息。

3 解決的關鍵技術問題

①混凝土攪拌運輸車隨車稱重受力支點、該點的力的變化規律對結構的影響；

②確定稱重傳感器的安裝位置關鍵技術；

③混凝土攪拌運輸車物流平臺網絡構架及軟件開發技術；

④混凝土攪拌運輸車車載終端智能識別、信息轉換等智能管理技術的研制。

4 特色和創新之處

①混凝土攪拌運輸車車載終端智能識別、信息轉換等智能管理技術的研究，包括CAN總線、多接口微處理器及顯示器，形成智能化車載終端系統。

②混凝土攪拌運輸車隨車稱重受力支點、該點的力的變化規律對結構的影響，包括現有混凝土攪拌運輸車的改裝及新車設計，分為直接和間接稱重系統、帶有自鎖的液壓稱重系統、混凝土攪拌桶支撐最佳受力變形設計。

③混凝土攪拌運輸車交割系統及其軟件，包括攪拌桶的液壓控制，GPS定位及實時監控，混凝土制品的交割時間、地點、重量、簽字等。

④混凝土攪拌運輸車智能化物流平臺網絡特色應用。

5 結束語

本系統得到徐州市科技計劃和江蘇省住房和城鄉建設廳“綠色建筑運營管理技術應用研究（No2015ZD91）”項目的資助，現階段處于關鍵技術研發和技術集成階段。授權發明專利3項[4、5、6]，授權實用新型專利3項[7]，新申報發明專利2項。項目完成后預期社會經濟效益：