無人值守遠程計量系統的研究與應用

隨著萊鋼生產規模的不斷擴大，物資計量站點也隨之增多。為解決設備增多和人員相對較少的矛盾，優化和合理利用人力資源，我們決定借鑒無人值守變電站的成功經驗。經過三個多月的努力，成功研制了遠程稱重計量系統，并以設在原料部貨場的兩臺衡器為試點，建成了國內第一個無人值守計量站。計量人員在千米以外，就可對現場過秤車輛進行車號識別、位置調整、數據采集儲存和統計打印。達到了遠程控制、無需值守、如臨其境的設計要求，為實現高智能化的網上計量打下了堅實的基礎。2003年11月該項目順利通過山東省科技廳組織的技術鑒定，認為遠程計量監控技術達到了國內先進水平。

一、項目的提出及方案確定

開發無人值守遠程計量系統主要是為解決計量站點增多與人員緊張的矛盾，并為下一步實現物資計量的集中監控和網上計量做技術準備。我們選擇了設在原料部顏莊貨廠的一臺靜態軌道衡和一臺電子汽車衡為試點，這兩臺衡器分別設在貨場的南北兩端，相距約2公里。通過多次到現場了解兩秤的計量方式，數據流程、物流品種等信息,確定以設在貨場南端辦公區的60噸電子汽車衡秤房為主控室，在軌道衡秤房安裝監控、傳輸設備，將軌道衡現場的音頻、視頻、數據信號發送到主控室，計量人員在汽車衡秤房通過接收到的各種信息對軌道衡現場車輛進行控制和計量。

二、工作原理及技術特色

利用閉路電視監控及音頻、視頻傳輸技術，同計算機網絡技術相結合，建立集圖像、聲音、數據、現場設備控制于一體的遠程稱重控制系統。成功地將電視監控、光纖通訊、聲光報警等先進技術應用于計量系統中，完整地解決了在偏遠、危險環境下的計量問題，實現了現場無人值守的計量方式和數據遠程傳輸的本地化計量，整個計量過程遠程控制(包括零點監控和調整)，無需人員到現場操作。它包容了稱重、安防、監控、廣播、數據采集、現場設備控制、信號傳輸、視音頻光端機的應用等。具有明顯的實用性、安全性、可靠性和先進性。并大大提高工作效率，降低生產成本。該系統技術先進、操作方便、運行速度快、運行界面友好，具有良好的通用性，連接方式如圖一所示。

三、系統概述

無人值守遠程計量控制系統主要由現場控制、安全防護、系統控制、系統軟件四大模塊組成。

1、現場控制部分由兩臺TC-623“夜貓型”低照度自動光圈攝像機，并配置SSL-06060M型十倍電動三可變鏡頭、兩只光電傳感器、一臺MP-300P功放主機和兩只DSP-108室外型廣播音箱及現場計量儀表、計算機組成。負責計量車輛的車號識別、車位控制、數據、音頻、視頻的采集。

2、安全防護模塊是該系統的重要環節，由一臺TC-623“夜貓型”低照度自動光圈攝像機、一臺TD-223型半球攝像機和紅外探測報警器、聲光報警器組成，四者配合使用。設在門口的遠紅外探頭在禁區內探測到人體發出的紅外線信號后，啟動室內攝像機，進行圖像的錄制、存儲和傳輸，同時進行聲光報警。

3、系統控制模塊主要由兩臺具有四路視頻、一路音頻、兩路數據的VADT／R7230型光端機、一臺GECDR-04P“儲存王”硬盤錄像機、計算機、廣播話筒、通訊光纜組成。負責數據、音頻、視頻的發送、接收與處理。采用ST光接口，單模傳輸方式，使用PAL制式進行圖像傳輸，使用雙向RS232接口進行數據傳輸。對現場攝像機、光端機進行控制，完成云臺鏡頭控制、雨刷控制、風扇控制、報警監控、全屏或抽幀錄像。

4、系統軟件是整個系統的核心。軟件設計采用基于WINDOWS98的面向對象的可視化編程語言VISUAL BASIC 6.0開發，界面友好，操作簡便，人機交互性強。程序主要對數據的傳輸進行了特殊設計，使程序能夠遠程操作。主要分為兩部分，一部分是發送端軟件編制，主要負責計量數據的信息采集和發送，將計量數據從儀表接收到計算機再發送到光端機，然后通過光纜傳送到主控室。另一部分是接收端軟件的編制。主要完成數據的接收、維護、監控、上傳、統計、打印、查詢和現場計量設備的零點跟蹤調整。系統軟件構成簡圖如圖二。

四、計量過程簡述

當列車駛入軌道衡臺面時，安裝在現場原值班室前端的兩臺攝像機及安裝在秤體兩端的光電傳感器開始工作，同時計量數據采集系統自動啟動，實時計量數據和現場的音頻、視頻信號，由設在現場的儀表、計算機、工控機和光端機進行采集、存儲和發射，通過光纜遠程傳輸到主控室，主控室的光端接收機和視頻工控機(硬盤錄像機)實時接收、監督、錄制和存儲數據圖像信號，并自動進行信號的分類識別和數據的統計打印。當車輛處于非正常位置時，司秤人員可在主控室通過圖像和光電傳感器進行識別，用話筒和設在現場的揚聲器提醒機車人員及時調整車位。

五、應用效果

該系統自2003年6月20日投用以來，系統運行穩定，計量數據準確，音頻、視頻圖像清晰穩定無抖動，防盜報警試驗無錯報、漏報現象。司秤人員由原來的8人減為4人，提高了工作效率，取得了較好的經濟效益和社會效益。