海关卡口智能化监控系统设计方案

1 海关卡口智能化监控系统设计方案 第一章 概述 统设计依据 依据国务院关于中华人民共和国海关对出口加工区监管的暂行办法的批复（国函 200038 号）、中华人民共和国海关对出口加工区监管暂行办法、海关总署关于印发出口加工区隔离设施及有关海关监管设施标准的通知（署税 2000311 号）、海关总署关于印发关于对出口加工区卡口设置专用通智能道的要求的通知（署税 2000680 号）等文件，我公司对电子卡口系统进行了项目总体规划和设计。 依照有关法律、法规和实施细则，对进、 出中心的货物及中心内相关场所实行严格监管。为提高海关及地方政府管理部门的监管和办公效率，最大限度的提高监管效果，提升企业通关效率、改善企业贸易环境，达到对进 出 中心货物既有效监管，又方便通关的目的，中心需要建设智能卡口系统。 统建设目标 随着中国入世和世界经济一体化进程的加快，现代物流产业的发展已经成为全球产业结构调整的一大趋势，现代物流发展的水平越来越成为体现一个国家和地中心综合竞争力的重要标志。新的形势下海关总署适时提出了“依法行政，为国把关、服务经济、促进发展”的工作指导方针，并且大量利用高 新技术来提高工作质量和工作效率。 智能卡口 系统这一高新技术产品，作为海关物流监控的重要手段之一，发挥着在进出口集装箱物流监控的重要作用。系统进行车辆、集装箱、电子地磅等现 2 场数据的采集工作，结合舱单信息、 关信息和物流监控系统等环节的信息，对进出口集装箱现场称重、查验放行。达到在不影响通关效率、不增加企业负担、不增加海关工作量的前提下，提高了海关的查验率和客观公正性。 同时，大量准确的现场物流数据，也是进行数据分析、风险布控的数据来源。通过分析，可以有目的地、有针对性地在卡口进行查验、拦截已经布控的 集装箱，提高了查验的准确性。 本系统是为海关监管的集装箱货车通道的管理自动化而设计的，主要用于对通过卡口通道的运载集装箱的货车自动进行重量采集、集装箱号码的拍摄和识别、电子车牌等数据采集，并将所有记录的数据和相关图像存入本机，然后，将采集到的数据发给海关物流平台进行比对，系统根据返回的比对结果确认是否放行，从而实现卡口通道的无人监管，保证了数据的客观性和监管的力度。 计原则 1、先进性原则 应用系统的设计思想、系统的编程语言、使用的操作系统、系统的安全手段、系统数据的保密措施必须具有先进性，并符 合人性化、智能化。 2、快捷与便捷性相结合原则 对管理机关来说，审批手段、审批程序具有方便、快捷的特点，尽量减少审批程序，增加审批的透明度，提供办公流程的跟踪系统，让企业明知办事过程与进度。对企业来说，大部分业务的办理采用无纸申报手段，避免不必要的人工处理。 增强政府的服务意识，避免廉正风险，提高办事效率。 3、系统设计的长远性原则 系统设计整体性、长远性相结合。系统的设计必须遵循一体化的设计原则，达到具有充分扩充性的目的，不能够就目前的情况设计而设计，要按照智能的发展，智能的再扩容发展而设计，留有充分的发 展空间。 4、系统设计的增值性原则 不论海关也好，还是其他管理部门也好（包括商检、管委会等），作为一个整体，不分彼此，不分你我。物流中心的信息规划和信息技术将大大提升中心内 3 物流项目的先进性、可靠性、高效性与可持续发展性。通过系统的设计、应用，使得智能内的管理机关及相关部门的服务水平升值，通过真正优良的软环境，使得智能的地价升值，使得智能的信誉升值等。总之，使得智能的企业真正感觉到智能的贸易环境的无比优越性。 统简要说明 智能卡口系统建设在智能的出入境卡口现场。通过在出入口通道处安装探头，当载有集 装箱的货车通过地磅通道时，位置探头向计算机发出信号，启动集装箱号码拍摄系统、电子车牌数据采集系统，地磅数据采集系统，采集集装箱号码图像、电子车牌号码、车牌数据、 据、集装箱重量等数据。为海关物流平台提供可靠、客观的数据来源。 集装箱号码拍摄系统采用多路摄像系统，整个摄像共由四个摄像机来协同完成。其中有两个摄像机安装在地磅通道入口处两侧，拍摄两侧的集装箱号码图像，两个摄像机安装在通道正中的前后方上，负责拍摄集装箱前侧和后侧的图象，拍摄图像时不要求停车。拍摄到的图像传入计算机后，由号码识别系统自动从图像中 分离出集装箱号码，再进行字符识别后，识别出号码中的英文字母和数字，并将识别出的字母和数字组成集装箱号码。 车牌号码由一个安放在通道旁边的电子车牌天线和电子车牌读写器采集，整个数据采集过程不要求停车。当车辆通过卡口集装箱通道时，计算机系统启动电子车牌读写器进行工作，当天线接受到电子车牌的信息时，将电子车牌中的数据读取出来，并上传到计算机系统中。 车重的采集通过动态称重仪来得到。车辆通过地磅时，车辆的重量由压感电路采集，由压感电路产生的模拟信号被转变成数字信号，通过标准计算机通讯接口上传到计算机中。 识别出的集 装箱号码、采集到的集装箱重量和电子车牌号码存入本地数据库，这些数据连同相关的车牌、集装箱图象通过网络提供给海关物流平台的业务逻辑比对系统，进行验放处理。最后，根据物流平台系统提供的放行信息，控制红绿灯和交通指示牌及挡杆决定指示车辆前进的方向。 4 统特点 智能卡口系统可以自动地完成对集装箱货车进出卡口的监测和管理工作。系统实现了监管作业的自动化，无需人员干预，即可自动完成对车辆号牌、集装箱号的识别、车重数据的采集，从而达到节省人力、客观公正、全面监控的目的，并能够最大限度地发挥电子地磅的功能、与电子 舱单等其它子系统进行业务协同。 该系统的技术特点总结如下： 箱号识别系统 全天候工作 采用主动光源技术，无论外界光照如何，本系统都能补充一定数量的光照强度，确保图像质量不受外界环境变化的影响。能够适应白天、晚上任何光线条件，无论是晴天、阴天、雨天、雾天、阳光直射、黑夜、光照不足、车灯干扰等情况，都能采集到稳定、高质量的图像。 适用性 系统适用性强。本系统能够识别 1836准的集装箱号码，可以处理任何号码的印刷方式，包括一行、两行、三行、四行、一列、两列等；可以处理各种 20 英尺箱、 40 英尺 箱、标准箱、冷藏箱、超高箱、超长箱、框架箱等。 箱子在车上可以任意摆放，箱门可以在前，也可以在后。 车辆限速 15 公里 /小时。此外，对运输车辆没有任何要求。可以一车一箱，也可以一车两箱。系统能自动识别出车辆装载的集装箱个数，并识别出各自的集装箱号码。 对一车一箱时车辆承载 20 英尺箱时，箱子可以摆放在车辆任何位置，系统都能正确地拍摄到集装箱号码图像并进行识别。 识别系统可靠，一车双箱时将保证不会丢失集装箱。 多路图像拍摄 每个集装箱都有一个符合 1836准的集装箱号码，分别 印刷在箱子的前后左右上下 6 处。由于集装箱在 6 个侧面都印刷有本箱的同一号码，因此本系统采用多路图像拍摄，可以保证系统的可靠性和可用性。即使在 5 集装箱某些侧面污损、字符剥落、字迹不清等情况下，通过四面图像的互补也能保证正确地识别出集装箱的号码。 图像清晰可靠。采用数码成像技术，前端采集到的是数字图像，可以保证在传输过程中无任何损耗。图像中集装箱号码字符大小适中，笔划清晰，为字符切分和识别提供了良好的数据源。 集装箱号码识别率 在系统正常运行情况下，由于采用了主动光源技术和数字图像拍摄。可以保证图像的质量是稳定可靠 的。因此，可以保证在任何条件下，都能达到稳定的识别率。 系统整体识别率超过 95%（连续识别 10000 箱）。即按照集装箱个数计算，由于识别问题造成的人工干预， 100 个集装箱中不超过 5 个。对系统无法识别的集装箱，可以通过人工干预的方式，对照拍摄到的图片，输入相应集装箱号码。这样可以达到识别所有的集装箱的目的。 系统识别速度 系统在使用时，如果需要在卡口处实时拦截车辆时，即车辆需要停留在卡口处等待处理结果，则处理每辆车最多需要耗时 10 秒，即车辆在卡口最多停留 10秒就可以离开。 若不需要车辆在卡口处停留，则下一车辆 可以马上进入通道。系统将并行识别处理上一辆车的图片和采集当前车辆的图片。 电子车牌自动识别系统 环境适应性强，可全天候工作 系统可靠、稳定，不受诸如灰尘、油污、振动、冰雪雨雾、篷布等遮挡物的影响，可在潮湿、振动、粉尘等恶劣环境条件下工作，抗电磁干扰能力强，可全天候工作。 系统识别精度 识别精度大于 等于 。 系统读写距离 非接触 识读距离可达 8m，最远超过 10m； 采用广谱跳频工作模式，具备超强的抗干扰能力 ； 外场采集到的射频识别数据通过 直接 传送到卡 6 口前端计算机 中；牢靠的工业级设计， 环境适应性强 。 系统电子车牌读写时间 从单个标签上 识 读 8均时间小 于 12 从单个标签上写入 1时 小 于 25 别卡无源使用，具有不可更改唯一代码，一次性安装、防伪、防拆卸。 128存可进行读、写、擦除再写操作，还开辟有可永久专用字中心 ，用户可自定义读写标准，使专有应用系统效率更加快捷 ； 无源卡设计，无需电池，内存可反复擦写 100， 000 次以上，有效使用寿命达 十年， 免维护， 性价比更高 。 可同时读写多个标签（多达 50 个 /秒），而不受工作中心内标签数量的限制和影响超宽工作频段 设计，既符合相关行业规定，又能进入进行灵活的开发应用 。 突破以下关键技术 车载单元防拆动技术 车载终端与车辆唯一对应技术 两阶段生命过程卡管系统 系统总体性能 整个系统可靠、安全 软件系统采用多级监控，防止意外情况导致的系统死机。软件系统具有故障诊断、故障自恢复功能。软件系统还记录了系统运行的日志，定时将日志发送到服务器或保留在本地。当计算机无法自动恢复故障时，通过分析日志可以进行人工故障检测，实现远程维护或辅助维护人员进行现场维护。 软件系统具有自动升级功能。能够自动检测服务器上是否存在更新版本的软件，自 动下载软件并安装运行。这样，可以在全关中心实现远程自动维护。 系统硬件设备防水、防潮。正常工作温度为 60。 网络数据安全可靠。采用自定义协议传输数据，在网络或服务器发生故障时，系统能将采集到的集装箱数据保存在本地，等网络恢复后，再传送到服务器端。如此避免了因为网络或服务器故障而丢失数据。 软件系统根据的海关监管业务特点量身订制 7 系统可实现与海关物流平台业务系统联网，通过海关运输企业，运输工具及驾驶人员管理系统数据库可自动识别运输企业、车辆、承运人合法身份，既方便企业、又大幅减轻现场关员调阅单证、 签字、盖章等各项业务环节的工作负荷。 兼容性强，可以支持不同种类的系统平台和不同的程序语言。 具备完备的加密与安全机制。 8 第二章 总体介绍 统划分 智能化卡口系统，根据功能性拆分，可以分为以几个子系统： 集装箱箱号自动识别系统（与海关总署采购设备一致） 电子车牌自动识别系统（与海关总署采购设备一致） 电子闸门档杆系统（与海关总署采购设备一致） 电子关封系统（接口预留） 系统（与海关总署采购设备一致） 电子地磅采重系统（与海关总署采购设备一致） 统（接口预留） 根据 智能的功能要求，出口加工区内设置进出境货物卡口，进出境货物卡口建双向四车道，设有集卡车道、专用车道、客车道、在出区旁设行政通道进出1 条。 具体部署如下： 进出境货物卡口设进出通道共 4 条：用来管理进出物流中心出口加工区的货车，安装集装箱箱号自动识别系统、电子车牌自动识别系统、电子闸门档杆系统、可视对讲系统，电子地磅采重系统、 统 （接口预留） 、电子关封系统（接口预留） 。 专用车道设进出通道共 2 条：用来管理出口加工区内监管的专有车辆，安装电子车牌自动识别系统、电子闸门档杆系统、 统 （接口预留） 、可视对讲系统、 管理系统、电子关封系统 （接口预留） 。 体设计 9 务要求 进出智能的集装箱，按直通或转关运输方式办理有关手续。所有从集装箱车道进出物流区的运输车辆（包括空车）应事先向物流区主管海关登记、备案，进出区时向海关填报核放单，经海关确认后凭核放单进出物流区。 企业向通关部门办理货物入区申报手续后（空车不必办理），由通关部门出具核放单，企业或承运人凭核放单到闸口办理进区放行手续： 入区车辆进入闸口候车区； 绿色信号灯亮时，车辆进入通道； 显示屏显示“请直行”或“请到 查验场地”，打开电子闸门，放行车辆； 车辆进入电子地磅，由电子地磅系统对车辆重量进行逻辑检测； 对须查验的车辆进入查验场接受海关查验，查验完毕后由海关人员对车辆、车架、货柜进行登记、放行，计算机自动对相关电子底帐进行数据核注。 不须查验的车辆，闸口自动对车辆、车架、货柜进行登记、放行，计算机自动对相关电子底帐进行数据核注。 放行后，对一车一单或一车多单的，计算机自动向进境口岸发送货物入电子 10 回执；对一单多车的，在最后一批货物入区后，计算机自动向进境口岸发送货物入区电子回执。 企业向通关部门办妥货物出区申报手续 后（空车不必办理），车辆进入电子地磅，由电子地磅系统对车辆重量进行逻辑检测； 查验部门对不须查验的货柜施封，对须查验的货柜查验完毕后对允许的货柜施封（空车不必施封），填写封志号，出具核放单，企业凭核放单到闸口办理出区放行手续； 出区车辆进入闸口候车区； 绿色信号灯亮时，车辆进入通道； 企业递交核放单，单证识别系统自动识别核放单，并读取有关数据进行逻辑检测； 显示屏显示“请直行”或“请到查验场地”； 对须查验的车辆进入查验场接受海关查验，查验完毕后由海关人员对车辆、车架、货柜进行核销、放行，计算机自动对相关电 子底帐进行数据核注。 不须查验的车辆，闸口放行后自动对车辆、车架、货柜进行核销、放行，计算机自动对相关电子底帐进行数据核注。 放行后，对一车一单或一车多单的，计算机自动向出境口岸发送货物出区备案清单；对一单多车的，在最后一批货物出区后，计算机自动向出境口岸发送货物出区备案清单。 散货管理车道的业务流程与集装箱车道相同，进出智能的散货车道的运输工具，必须是在海关备案后的箱式货柜车。 11 细设计 整个界面由以下几个功能中心组成： 识别结果：显示包括当前正在识别的车辆、当前车辆的上一辆车的集装箱号码、车牌 号，以及车重。 系统消息：显示当前来自地磅的重量、当前探头的状态、当前图象识别信息、设备的连接状态，以及系统中其他消息的打印。 照片：显示当前车辆已经和正在处理的集装箱图片，上一辆车拍摄到的所有图片，屏幕上同时可以显示其中两幅图，通过功能键来滚动翻看其他图象。 系统状态图：可以实时显示当前车辆通过时每一时刻所处的状态，包括相机的动作、探头的状态和车辆的位置，以及最后比对结果后车辆放行情况。 12 1. 集装箱号码自动识别系统 集装箱号码自动识别分为图像拍摄、识别两大部分。其中拍摄部分采用多路摄像系统，整个拍摄共 由四个数码摄相机来协同完成。其中两个摄相机安装在集 13 装箱卡口入口处两侧，用于拍摄集装箱两侧的号码图像，另外两个摄相机安装在卡口通道正上方的立杆上，负责拍摄集装箱前侧和后侧的图像，拍摄图像时不要求停车。 集装箱号码的识别，是利用智能图像处理技术将字符从复杂的背景中剥离出来，再利用神经网络识别技术对字符进行识别，最终得到集装箱号码。此外，由于集装箱箱体的各个侧面都标有该箱的箱号，这一特性可以用来提高系统的识别率，除了要单独识别每一个图像中的集装箱号码外，还有将得到的多个识别结果进行相互校验，从而得出正确的集装箱号 码。 电子车牌采集子系统 电子车牌的采集，主要是依靠无线射频技术的应用。当车辆通过卡口通道时，由时序控制子系统发来车辆到来的消息。这时，计算机控制电子车牌读写器开始读取。读取时，由电子车牌天线发出无线射频信号，该信号由电子车牌接收后，获得能量，从而将车牌中存储的信息读取出来，采集到了车牌号和车辆自重等数据。 地磅称重子系统 汽车的重量由动态称重仪来获得。为了在本系统中使用，需要计算机与这类设备进行通讯，从设备中获得重量的数据。本系统考虑到设备的易用性和稳定性，采用 行通讯口与地磅进行数据通讯。地 磅每秒通过串口实时发送 5 次重量数据，计算机每隔一秒采集一次由地磅发送的重量数据，可以保证重量数据的可靠和实时。 海关物流平台系统 在智能卡口系统获取了通行车辆的集装箱号、车牌号码和车重之后，需要通过与海关物流平台进行实时比对，及时查验通行车辆承载的货物重量和申报的重量是否一致，以检查其中存在的问题。 同时对于由于污损等原因造成集装箱号无法识别的，可以由人工方式在平台上进行识别，并将人工识别结果进行比对。 这部分是属于平台上的应用系统，与前端系统有密切关系，但在本设计方案中不做详细设计。 前端总控制系统 14 前端 总控制子系统主要控制、产生系统工作的时序动作，指挥、协调各硬件设备进行工作，驱动控制各功能系统相互协调工作。当接收到车辆到来信号后，前端总控制系统需要控制图象拍摄、图象识别、电子车牌数据采集、电子地磅数据采集以及后台查验比对各系统进行相互协调、相互数据交换。最后引导车辆按指示方向前进。 15 第三章 集装箱箱号识别系统 统模块结构 集装箱号码自动识别子系统由图像拍摄模块、灯光控制模块和图像识别模块三个主要模块完成，分别负责集装箱多侧面号码图像的拍摄采集、拍摄补光灯灯光控制和集装箱图象识 别校验的任务。其中图像拍摄模块作为系统中对集装箱图像数据的采集源，通过与总控制系统的配合工作，利用时序逻辑完成对集装箱的前后左右的四个侧面的图像的拍摄，并完成图像数据的压缩存储。灯光控制模块其主要采用射光灯技术，在环境光亮度达不到拍摄要求时采用泛光灯进行补光。集装箱图像识别模块即对多幅图像进行识别，生成正确的集装箱号码，为后续的数据比对核查做准备。集装箱号码自动识别子系统的框架如图所示： 图像拍摄模块 图像识别模块 时序控制模块 灯光控制模块 集装箱号码自动采集识 别 系 统 图：箱号自动采集识别系统模块结构 像拍摄模块 像机 集装箱号码拍摄系统的前端采用工业级专用彩色 像机。 像机 16 使用电子耦合器件作为感光板，在电子快门（闸门）释放瞬间感光板点阵上的电荷积累经过芯片运算还原产生单帧图像。电子快门连续释放形成图像序列，图像序列经过模拟调制形成视频流。 我公司使用的专用彩色 像机采用 片处理技术，利用内部评价电路控制光圈和快门的组合关系实现最佳的曝光控制。 理增强了图像的锐度和清晰度，同时强化了中心域背光补偿，图像色彩还原较好、清晰度较高。制增加了远程控制的功能，可以利用远程通信协议 实现对每个摄像机的运转参数的动态设定，达到更好的拍摄效果。 术的发展实现了高动态范围的感光器件，结合光圈与快门的评价控制电路，可以在白天强烈的日光下（照度 100,000 夜晚温和的灯光下（照度 200 生成清晰锐丽的图像。 运动模糊是拍摄运动目标时容易出现的现象，是由于在电子闸门释放时间段内目标物体运动而使成像点在感光板上产生了位置移动的结果。通过调整摄像机的电子快门速度到 1/500 秒以上，则运动物体的运动对图像的影响的计算公式为： S = V * T 由此可知一个以 15 公里 /小时运动的物体在快门速度为 1/500 秒时的运动影响为 (15 * 1000) / (3600 * 500) = 96% 字母数字全牌（字母数字部分全部正确） 98% 字母数字全牌中的任意五位正确 98% 单帧识别速度 100 识别响应时间 200 全套设备能全天候 24 小时连续工作 图像压缩采用 准时，车辆图像压缩后小于 10保证图像清晰 视频捕捉卡（或装置）：采集图像输出分辨率： 768 576 象素。车牌图像分辨率 110素 32 第五章 电子地磅采重系统（供客户参考） 术规格 述 : 梅特勒 州）称重设备系统有限公司的数字式电子汽车衡是采用当今世界最先进的数字式称重传感器（ 数字式称重显示仪而设计的全电子模块化汽车衡。数字式称重传感器采用数字技术，并对温度系数、非线性、滞后和蠕变性能等进行自动数字化补偿；仪表功能丰富，存储功能强；秤台结构采用 U 形截面的冷弯型钢组焊，整体刚度、抗扭性能及台面的局部刚度都有很大的改进； 模块化设计 ,可按用户要求组合 ,适于大批量生产 ,运输方便 ,安装调试简单 ,周期短 ;系统质量可靠和长期稳定性好。数字式电子汽车衡广泛应用于各种工业及贸易场合 ,如冶金 ,矿山 ,机械 ,化工 ,港口及公路货站等 ,是各类载重汽车理想的称重计量设备。 能 : 数字式称重传感器采用不锈钢焊接外壳 ,防水 ,防尘 ,防化学腐蚀，适用于各种恶劣的工作环境； 数字信号输出，可远距离传输，传输距离达 280m； 采用数字化自动补偿技术 ,防作弊效果显著； 更换数字式传感器不用标定； 静态称重，双荧光显示屏； 在静态称量状态下，具有 500 个车号 50 种货物累计；车号累计汇总功能、货号累计汇总功能； 在静态称量状态下，配置 印机 ， 可打印三联计量单； 振动技术； 两个串行口： 20流环和 33 并行口： 4 路输入， 4 路输出；输出点可用作预置点、允差点、状态输出点输出。（只有在静态称量状态下该功能才起作用） 在静态称量状态下，可选配 口板、 在静态称量状态下，可选配 口 在静态称量状态下，可选配 口 在静态称量状态下，可选配模拟输出接口板、继电器输出接口板 ,多功能接口板； 整个数字式称重系统防二次雷击功能； 将来可升级为动态数字式汽车衡，勿需更改硬件； 术指标 : 合指标 型号 : 制造商 : 梅特勒 州）称重设备系统有限公司 额定称量 : 80吨 最大安全过载 : 125% 允许通过的汽车轴载 : 40吨 检定分度值 : 20千克 台面尺寸 : 18m (L) 结 构 : 3节秤台 ,全钢结构 ,秤台做加载预拱 , 秤台刚性： 1/1000； 安全系数 面焊接 600 基础形式 : 无基坑、浅基坑 精度 : 电源 : 220 15 10 ),50 油漆： 一遍集装箱专用底漆 (和一遍面漆(,干膜厚为 100m 焊接 : 钢材抛丸除锈后采用全自动焊机焊接，保证焊接质量。 34 感器技术指标 : 梅特勒 采用了全新的称重概念 ,代表了世界传感器的最新发展成果。每个数字式称重传感器均有自己的 A/消除了长距离传输低电压信号的问题。而且每个数字式称重传感器已全部在出厂前进行了各种数字补偿 ,诸如量程输出、非线性、滞后、蠕变、温度等 ,均调整至最佳输出。 支承、外壳及敏感承载梁均为不锈钢材料制造。 控制数字信号的微处理器保护在一个密 封的环境中 ,全部都选用宽温度范围的美国军标部件 ,抗射频干扰。由于每个数字式称重传感器均含微处理器 ,丰富的自我诊断功能使维修和设置更为简便快速。通过键盘进行全部衡器调整 ,具备最先进的人机对话接口。 能优点 : 全部数字信号输出 提高精度、稳定性和抗干扰能力，数字传输距离 达 280m； 数字补偿技术 采用纯数字补偿技术，包括对非线性、滞后、蠕变和温度补偿，来保证数字式传感器的精度达到证将来更换的传感器与原秤性能保持一致。性 能更优于模拟式传感器； 柱式结构 过载能力强； 无需专门工具 安装维护方便； 自诊断功能 可进行故障报警，故障排除迅速； 偏载调整 保证优秀的计量性能； 恶劣环境防护 可靠的防雷击性能，提高可靠性； 全不锈钢焊接密封 防水、防潮、防腐蚀，内有惰性气体保护 专用电路适用于恶劣工业环境； 免标定功能 仪表与数字式传感器能实现通讯，以方便维修更换 35 传感器不 需重新标定； 故障应急使用功能 设备故障应急使用 道口汽车衡出现故障后能应急使用； 通讯速率快 为满足物流行业高频次作业需要，提高生产效率， 数字式传感器通讯速率达到 374K。满足物流行业的 连续速度要求； 能 : 型号 : 制造商 : 梅特勒 结构 : 压式柱型 ,不锈钢外壳 ,焊接密封 额定容量 : 45吨 最大安全过载 : 150% 综合精度 : 蠕变 (30分钟 ): S 零点温度系数 : 18 量程温度系数 : 16 非线性 : S 滞后 : S 重复性： S 使用温度范围 +55C 表 型号 : 制造商 : 梅特勒 内分辨率 : 1/1000,000 最大显示分度数 : 50,000 A/ 300次 /秒 灵敏度 : 最高 度 36 精度等级 : 零点温度系数 : C 量程温度系数 : 6C 显示 : 双显示 ,上显示器为 7位， 13毫米高的荧光段码显示器；下显示器为 16位， 6毫米高的 5 接口 : 二个串行口： 0 和 并行口： 4个输入， 4个输出 (可扩展 8输入、 8输出 ) 使用温度范围 : 45C 相对湿度 : 1095%(无凝露 ) 电源 : 85264763 功率 : 20W 激励电压 : +15 包装尺寸 : 475360316( 键盘设置 ; 数据 或按钮输入皮重 ; 动态检测范围可选 ; 按钮清零范围可选 ; 自动零跟踪 ,跟踪范围可选 ; 串行口，以串行 在静态称量状态下，可显示毛重、皮重、净重、时间、日期、 动态称量状态下，上显示显示瞬间重量，下显示显示平均重量。 在静态称量状态下，可存储 500个车号 在静态称量状态下，可以车号、货号分类汇总、调显或打印累计值； 全部设置和校准数据可由 内部自检 . 多种选购件 1. 模拟式传感器接口板 2. 防爆式模拟式传感器接口板 3. 件 37 4. 口板 5. 6. 线接口 7. 多功能接口板 两个串行口： 22/485 8个输入 8个输出（可编程） 587流防浪涌保护器 型号 : 587 制造商 : 梅特勒托利多 电源 : 220A 最大浪涌电压： 6000 最大浪涌电流： 3000A 购件 重打印机技术指标和功能 (选购件 ) 型号 : 重打印机 制造商 : 改装者 : 梅特勒 外形尺寸 : 40030090( 打印方式 : 点阵式 打印速度 : 180 150 色带 : 黑色 #8750 接口 : 并行接口 使用温度范围 : 5C 35C 相对湿度 : 10 80%(无冷凝 ) 38 电源 : 220V10%, 功率 : 70W 三种中文打印格式 ; 三种英文打印格式 ; 命令或连续数据输入 ; 662 大屏幕显示器技 术指标和功能（选购件） 型号 : 8662 制造商 : 梅特勒托利多（常州）称重设备系统有限公司 外形尺寸 : 69018565( 显示 : 6位 7段红色 字高 100毫米 光标符号 : 红色 净重 , 数据输入 : 标准 0另有光缆接口可选购 使用温度范围 : 45C 相对湿度 : 1095%(无冷凝 ) 电源 : 22015%+10%),50% 功率 : 30W 磅连接结构及使用规范 磅室内外连接结构 车重的获得是通过汽车在地磅上通过时对压感电路造成的影响来获得的。本数据采集系统中地磅是露天安装放置的，室外部分为一个钢结构称重平台，全长18 米，全宽 4 米。称重平台下面预埋 8 组压感传感器， 8 组传感器的信号统一接入接线盒，在接线盒中集成多股电缆通往室内连接到地磅终端（下面的叙述中也称为动态称重仪）。在地磅终端内通过对 8 组传感器的信号进行分析计算得到地磅上面准确的重量值。地磅连接部分如下图： 39 图 磅硬件室内外连接示意图 在普通的应用中，在安装地磅现场有人员职守，地磅采重的时机由现场人员观察车辆位置决定，地磅示数由现场人员观察地磅终端的数码显示屏得到。 磅与计算机连接 为了在本数据采集系统的应用中确保在无人值守的条件下及时准确的采集到地磅示数，必须将地磅终端与控制计算机相连。 地磅终端提供一 个 行通讯口，这样地磅终端通过普通串行电缆连接控制计算机。为保证计算机串口电路和地磅称重仪串口电路的安全，防止意外事件（如瞬间断开和漏电高压等）将串口电路烧毁，在连接时还采用了红外光电隔离设备。该设备通过使用光电转换电路从物理电路上隔离计算机与地磅终端的连接，但是在数据通路上双方通讯不受任何影响。地磅终端的串口与计算机串行通讯口连接如下图： 40 图 口连接光电隔离图 磅串口使用规范 地磅终端采用串口通讯协议，提供了 准 口。串口数据格式： 1 个起始位； 7 或 8 个数据位，可设置； 0 或 1 个校验位（偶校验、奇校验或无校验位可设置） 1 个停止位 波特率可设置： 设置握手信号： 收设备从仪表接收数据，当它的缓冲中心满后它会给称重仪发送一个 13H）告诉称重仪暂时停止发送。 当接收设备可以接收数据时它向称重仪发送一个 11H）告诉称重仪现在可以发送数据。 磅采重机制和时机 地磅终端允许两种采重方式，一种是静态称重，要求被称物体在地磅上不能移动；另一种是动态称重，允许被称物体在地磅上低速的运动。地磅重量的取得也 有两种方式，一种是问讯式，即计算机向地磅终端发送问讯指令，地磅终端回 41 答；另一种是连续发送式，即地磅终端动态的连续发送地磅的重量示数。在本系统的应用中，集装箱通道无人员职守，不能人为确定车辆的具体位置和采集重量数据的时机，所以需要采用动态称重的工作模式；如果采用问答式的工作模式地磅终端响应不够及时，所以需要采用连续发送数据的工作模式。 地磅在连续工作模式下，称重终端上面显示的数字和通过串行通讯口输出的数据是一致的，称为地磅示数。地磅的空载示数为零，误差大约为 20 公斤。集装箱卡车的自重一般不小于 6,000大有 20,000装箱 20 英尺标准箱重量最小 2,80040 英尺长箱重量最大 5000论是：一辆载有集装箱的卡车重量不会小于 9,000外，集装箱数据自动采集系统的车辆通道专道专用，不放行其他种类车辆和不承载集装箱的空车，并且按照海关业务部门规定，集装箱卡车通过龙门后应主动依照地磅前方的红绿灯指示，驶出或停留在地磅上。 为了在车辆通过通道的过程中由系统自动的判断采集重量的时机，设定了以下的规则： 在卡车开上地磅的过程中，地磅的示数会不断的增加，当地磅的示数大于某个限定的阈值（如 8,000，认定一辆集装箱卡车已经进入卡口并正在地磅上面通过，作为一个开始记录的信号。 承载有集装箱的卡车通过数据采集通道时，安装在龙门上用于控制时序的红外触发探头必然被遮挡，当卡车完全驶上地磅后，红外探头自然经历了从遮挡到连通的过程，同样可以作为另一个开始记录的信号。 如果集装箱车辆遵守业务部门的规则停留在地磅上，根据系统时序设计和物理布局，在集装箱号码自动采集子系统完成了图像的抓拍、传输和识别后，集装箱尾部已经完全通过龙门，标志着车辆已经完全驶上地磅而且地磅示数也是一个比较稳定的值，可以作为一 个记录结束的信号。 一旦车辆不遵守规则擅自驶离地磅，则地磅示数在开始记录并达到峰值后，会随着车辆离开地磅逐渐减小，当地磅示数小于某个阈值（如 5,000者地磅示数与开始记录后的最大值之差大于某个阈值（比如 4,000，可以作为一个结束记录的信号。 从开始记录信号到记录结束信号中间每秒采集 5次地磅示数并将数值记录到数据队列，经过分析取得合理数值（通常是取数据队列的最大值）作为当前通 42 过数据采集系统通道的集装箱卡车的整车重量（即称重重量）。 43 第六章 电子闸门栏杆系统 绿灯和 动子系统 能描述 红绿灯驱动和 系统主要通过输入输出卡发送组码指令控制继电器控制器，控制继电器的开关，从而接通或断开红绿灯的电源和 显示位图信息，达到显示红绿灯和 目的以控制车行方向。 继电器控制器 L E D 红绿灯 输入输出卡 计算机通过并口将红绿灯开关的编码通知单片控制器，由单片将控制编码转换成相应的继电器动作，接通或断开红绿灯的电源。 红绿灯 44 示信息 杆驱动子系统 能描述 挡杆驱动子系统主要是接收时序控制子系统的指令，控制挡杆的升降，达到指示车辆放行的目的。 构 继电器控制器 挡杆 输入输出卡 计算机通过输入输出板将挡杆开关的编码通知继电器控制器，相应继电器作出开关动作，从而控制挡杆。 45 第七章 电子关封系统 待海关总署确定兼管模式，本方案只做接口预留 第八章 其他控制子系统 序控制子系统 序控制基础 系统中采用了红外光传感器用于判断集装箱是否到位的触发信号。采用红外传感器的原因是利用固定波长且经过调制的红外光来排除了外界可见光的干扰和触发的灵敏性。由于系统需要适应室外工作的条件，室外光照条件变化较大。采用红外传感器后，就可以不受太阳光中的大量可见光的影响。 传感器是由一个信号发送器和信号接受器组成，正常情况下信号发送器产生一定波长经过调制的红外光，接受器接收到信号后，将信号进行解调，并产生一个高电平。当集装箱的边缘挡住了传感器的信号通路后，接收器无法接收到红外光，于是产生一个低电平，这样利用这个特性，来作为系统图像拍摄的准确时机。 统工作流程 当一辆载有 集装箱的卡车通过通道的龙门时，因为红外探头的高度小于集装箱上沿的最低高度，所以在卡车前行的过程中会发生遮挡和连通的两种状态，图像拍摄就是利用这两种状态的变化来判断触发快门的时机。 当车上装载的集装箱为双箱时，拍图时序为： 在车行进过程中前面的两对红外探头先后由接通变为遮挡时，同时后面 47 的两对探头都被遮挡，则 A， C， D 相机同时被触发，由图像采集卡采集这三路通道的图像，即拍到双箱前箱的前侧图、左侧图和右侧图，送识别器识别； 在车行进过程中后面的两对探头由遮挡变为接通时，同时前面的两对探头被遮挡，则 B， C， D 摄相机同时被触发，由图像采集卡采集这三路通道的图象，即拍到双箱后箱的左侧图、右侧图和后侧图，送识别器识别； 当车上装载的是集装箱长箱时，拍图时序为： 在车行进过程中前面的两对红外探头先后由接通变为遮挡时，同时后面的两对探头都被遮挡，则 A， C 相机同时被触发，由图像采集卡采集这两路通道的图像，即拍到集装箱长箱的前侧图和左侧图，送识别器识别； 48 在车行进过程中后面的两对探头由遮挡变为接通时，同时前面的两对探头被遮挡，则 B， D 摄相机同时被触发，由图像采集卡采集这两路通道的图象，即拍到集装箱长箱的后侧图和右 侧图，分别送识别器识别； 当车上装载的是集装箱短箱，则拍图时序为： 在车行进过程中后面的两对探头由接通变为遮挡时，同时前面的两对探头被接通，则 A、 B、 C、 D 摄相机同时被触发，由图像采集卡采集这四路通道的图象同时确认为短箱，即拍到集装箱短箱的前侧图、左侧图、右侧图和后侧图，送识别器识别； 这样卡车通过龙门后，如果是一个集装箱可以拍下前后左右共 4 幅图像，如果是双箱可以拍下前箱的前左右和后箱的后左右各三幅图像。 当车辆监测器被触发后，表示有集装箱车进入通道。这时，启动电子车牌读写器和天线接收电子车牌发射的电子 车牌信息。 当完成所有的数据采集后，将数据、图象和车重发送到后台的查验比对系统进行比对，最后接收比对结果，指示红绿灯、 挡杆。 这样就实现了整个系统的时序。如图所示： 49 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 后车在停车线外等候前车处理完毕 通过地磅 接受检测 读车牌 采重 采图结束 11 比对 采集 B 识别 B 采集 C 识别 C 采集 A 识别 A 示 “请停车” 示 “请直行” 红绿灯变红 红绿灯变绿 红绿灯变红 挡杆降下 挡杆升起 挡杆降下 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 注： 根据比对结果或识别结果， 示“请直行”或“请去查验场地 ” 初始状态为地磅上无车辆，红绿灯为红灯， 示请停 车，挡杆处于落下状态，系统处于等待状态。 当车辆通过龙门时，集装箱的前沿引起红外触发器的动作，系统拍摄到了集装箱图片；红绿灯为红灯，挡杆处于落下状态，表示系统正在处理，当前车辆需要在地磅上等候处理结果，后车需要在龙门外等候前车处理结束。 停