矿山RFID矿产品计量运输监管系统

 

矿山RFID矿产品计量&运输监管系统
 
 
 
 
 
 
 
龙岩市耐思科技信息有限公司
2011-12-18
 
一、系统需求及总体建设目标
有的集团下属多家子公司，本项目方案涉及水泥公司、石灰石矿山和铅锌矿筛选厂三个企业。目前水泥公司的石灰石由石灰石矿山提供，而石灰石矿山除了出产石灰石外还出产附属矿产品：铅锌矿；铅锌矿目前主要是用汽车运往铅锌矿筛选厂进行筛选、提炼形成铅金矿和锌金矿两种产品；石灰石价值虽低但出产量大，铅锌矿及经筛选厂筛选、提炼形成铅金矿和锌金矿两种产品虽少但价值高，属贵重产品。目前公司对矿产品的运输都是靠汽车，在计量方式上铅锌矿筛选厂的地磅还未上电脑过磅系统，还是依靠传统的人工记录方式进行记录；如何确保矿产品计量准确，运输安全，保证矿产品在场区内外不受损失成已为企业迫切需要解决的难题。经过调研分析，目前企业存在以下问题需要解决：
1、矿山车辆安全运输管理需求
1) 能够严格管理矿山运输车辆，确保实时掌握矿山料场内外及行驶线路中相关运输车辆的实时情况（如：是否为合法车辆，杜绝套牌车辆，系统时时追踪及记录矿山车辆的进场、出场时间、称重情况、行进线路是否符合规定等等）。
　　2) 能够监控地中衡(地磅)的运行情况。矿产品运输时，通常采用地衡按照“毛重-皮重”的方式对散装物料进行称重。能对车辆进行唯一性标识和自动识别。能从管理软件上自动掌握物料的运输数据，同时，防止“一车二过、大车过毛小车回皮”等不法行为。
3)在过磅时为防止发生车辆压磅现象而造成计量数据采集不准确，需采用红外线对射进行压磅检测，并利用视频技术抓照过磅时的照片和记录过磅时的视频，以作稽查用。
　　4) 能够使计量网络管理系统与地磅称重系统无缝对接，能形成智能化的管理系统最佳。自动从地磅中获取数据，实时反馈中心服务器，与采购、库存和生产等各部门建立衔接，形成完整的计量终端系统，最大程度上优化企业内部的管理流程，加大工作效率。
　　5) 能够提供远程查询监控系统，便于相关人员通过系统，随时对某一个车辆进行监控和追踪。
2、建设目标
利用先进的RFID无线射频产品配合物联网技术上的解决方案，对相关运输车辆进行有效管理，最终目标是：实现高效、可靠的管理平台，实时掌握矿产品的运输状况，提升企业对于矿产品运输的管理水平，防范人为的管理漏洞和企业财产损失。
二、总体解决方案
 2.1方案思路
2.1.1 采用RFID技术对相关运输车辆进行管理, 防止更换车牌以保证车辆的唯一性
主要包括以下部分：
　　标签启用和发卡，与相应车辆进行数据库信息捆绑登记。
车辆进出入识别
　　通过矿山巷道洞口、地磅，堆场，关键点路线识别
2.1.2 采用红外对射检测技术对过磅过程进行监控, 防止不完全过磅或者多台车辆同时过磅，以增加或者减少货物净重
2.1.3 RFID识别、视频监控与抓拍
采用视频监控与计算机软件相结合的方法，在矿产品运输入车辆出巷道口时，抓拍系统自动读取贴在车辆挡风玻璃上的RFID标签，自动读出车号并抓拍车辆出洞口时的照片并形成车辆进出记录；
在计量称重时，计算机软件读取称重数据的同时对车辆称重情况进行抓拍，从车头、车尾分别抓拍一幅图像，与称重数据同时保存进入数据库，做为出现违规操作后证据保存；司磅员在计量操作时可以在软件界面上实时看到车辆上磅情况：前后轮是否完全上磅、上磅后是否压边。如果司磅员不理会车辆是否完全上磅或压边情况保存称重数据，软件系统自动发送一条告警信息给磅房上级主管，告警信息将记录当时的司磅员姓名、过磅时间、车辆的实际重量、车辆存入数据库的重量等相关系统。

2.1.2 通过网络技术实现本地和远程管理
（1）架设有线网络或无线网络，使网络覆盖整个料场的作业区，所有作业数据可以通过固定式RFID读写器实时进行传输。固定式RFID读写器具有接受作业指令、确认作业位置与作业物料是否准确、返回作业实况等功能。
（2）通过数据库和计算机网络实现作业点的数据交互，可以实现远程即时查询、统计、汇总各子公司的矿产品进出信息，并生成各种报表。
（3）水泥公司、矿山、筛选厂在运输监控业务上相互关联，但各自的经营数据是相对独立的，和子公司内部只能查看自已的数据或经过授权可以部分查看其它公司的数据。
2.2业务流程
针对目前业务管理方面存在的弊端，采取多种先进技术，我方提出了新的业务流程，可以从根本上弥补了管理方面的漏洞、优化业务流程，提升管理水平，提高工作效率。业务流程描述如下:
（1）标签发行：矿山运输车辆车主通过后台管理中心标签发行处领取RFID电子标签（分为整队发行和现场发行两种情况）。运输车辆需提供车牌号码信息、车辆类型、身份信息等，系统录入车牌号码、司机相关信息。给车辆配备的电子标签作为日后合法运输矿产的唯一身份信息载体。
 
（2）铅锌矿和石矿石矿的运输流程有所不同分开描述
a.铅锌矿的运输监管流程描述：
a.1空车称重
运输车辆进入石灰石矿山时首次空车称重：在称重防作弊系统监管下，读写器自动识别车内电子标签是否合法。对未检测到电子标签的车辆进行人工盘查，防止不合法运输车辆私自运输矿产品；若检测到车辆内有合法授权的电子标签时，车辆方可进入地磅称重，同时记录车辆皮重等称重数据和称重时间，并抓拍两张（车头车尾）照片；若检测到车辆内有电子标签而未经授权的车辆，系统会自动启动报警装置，进行报警，通知相关管理人员进行处理，直至问题排除。
a.2
运输车辆在进入矿山巷道洞口时，洞口的读写器读到车辆的RFID时自动抓拍一张该车辆进洞照片，同时记录车辆的进洞时间,并在LED屏幕上显示相关信息告知司机。
a.3矿山洞口抓拍
运输车辆在矿井内装完矿产品，出矿山巷道洞口时，洞口的读写器读到车辆的RFID时自动抓拍一张该车辆出洞照片，同时记录车辆的出洞时间并形成一条完整的车辆进出洞记录，同时在LED屏幕上显示相关信息告知司机。
a.4合法运输车辆进入在矿井内完成装车后，车辆进入矿山地磅二次称重，在称重防作弊系统监管下，系统自动读取车上的RFID信息，自动调入皮重过磅记录，由司磅员手工输入铅锌矿的卸货地点（矿内堆场或玉斗筛选厂），同时记录重车称重时间、毛重等信息并抓拍两张（车头车尾）照片后保存当前数据形成一条完整的矿内发货称重记录（A），如果是货发往筛选厂的，此时还要打印磅单，运往矿内的在未去堆场卸货前不能打印磅单；如果卸货地点为矿内堆场，此时需要发一张IC卡给司机到堆场卸货时刷卡。
a.5车辆运往卸货地点
a.5.1如果铅锌矿只是运往矿内堆场存放，车辆在到达矿内堆场时必须在堆场刷卡机上刷两次卡，一次是卸货前，一次是卸完货空时出堆场时，刷卡时系统自动拍照！卸完货后重新回到地磅把卡交还磅房司磅员并打印磅单。
a.5.2如果铅锌矿发往筛选厂,车辆在到达筛选厂时，先进行过重车操作，在称重防作弊系统监管下，系统在读到车辆的RFID信息时自动调入当前车辆在石灰石矿山的发货称重记录（A），并自动带入发货单位，车号等相关信息，并以矿山发货称重记录的实重作为筛选厂进厂记录的发货数量自动记入筛选厂的进厂称重记录（B）中；在过重车时发一张IC卡给司机到筛选厂堆场卸货时刷卡。
a.5.3车辆在到达筛选厂堆场时必须在堆场刷卡机上刷两次卡，一次是卸货前，一次是卸完货空时出堆场时，刷卡时系统自动拍照！卸完货后重新回到地磅把卡交还磅房司磅员,刷卡过空车得出净重，保存数据后打印磅单。在保存数据时，系统自动把当前净重回写到当前车辆在石灰石矿中的发货称重记录（A）的收货数量中,同时还记录到货时间等信息。
a.5.4
如果带有RFID的运输车辆从石灰石矿山上出来后并未到筛选厂进行相关称重操作，系统将在报表中体现，并报警并通知相关人员处理，同时该车将被列入黑名单，不得在石灰石矿中进行再次称重业务操作，也就杜绝了运输货物被中途逃脱的问题。
 
b.石灰石矿的运输监管流程描述：
b.1
运输车辆在进入矿山巷道洞口时，洞口的读写器读到车辆的RFID时自动抓拍一张该车辆进洞照片，同时记录车辆的进洞时间,并在LED屏幕上显示相关信息告知司机。
b.2
运输车辆在矿井内装完矿产品，出矿山巷道洞口时，洞口的读写器读到车辆的RFID时自动抓拍一张该车辆出洞照片，同时记录车辆的出洞时间并形成一条完整的车辆进出洞记录，同时在LED屏幕上显示相关信息告知司机。
b.3车辆运往卸货地点
车辆在到达水泥公司时，在厂内称重防作弊系统监管下进行称重、卸货等业务，车号不允许手功输入，只能通过读卡器来采集输入。在空车称重结束时，系统自动在本车的矿山进出记录中写入“关闭”标志，表示货已到目的地。
如果带有RFID的运输车辆从石灰石矿山出来后并未到水泥公司进行相关称重操作，系统将在报表中体现，并报警并通知相关人员处理，同时该车将被列入黑名单，不得在水泥公司再次进行称重业务操作，也就杜绝了运输货物被中途逃脱的问题。
 
三、系统架构
矿产品计量与运输监管系统设计采用如下三层架构：
　　第一层：数据采集，主要是通过RFID自动识别设备和摄像系统采集数据信息，对运输车辆进行实时监控。
　　第二层是网络传输，即通过有线通信技术、无线通信技术和网络技术，将采集来的数据传递到中央数据库；包括相关的网络设备。
　　第三层是数据应用处理，对采集的数据进行管理；包括矿山车辆智能化管理系统、数据库服务器和网络服务器等设备。
2.4系统构成
矿山车辆智能化管理系统由系统管理子系统、标签发行子系统、车辆管理子系统、地磅称重管理子系统、数据查询子系统构成。
2.4.1系统功能
　　（1）每辆运输车辆配备防拆的电子标签，即车辆的“电子身份证”。车辆电子标签具有全球唯一性、不可复制性和不可拆卸性。
　　（2）无线采集信息，极大程度上提高了系统的安全性和扩展性，减少和杜绝人工记录和统计的失误率，优化管理流程，提高工作效率。
　　（3）实时全局监控矿山运输车状态和矿产品运输动态信息。
　　（4）决策支持：系统高效的、快捷、准确的统计功能（比如矿产品运输总量、某辆运输车目前状态等相关数据的快速统计）能给管理层提供各种数据来快速决策
　　（5）自动提示：对运输车的各项信息、运输线路的指定等各项信息提供条件式的预警提示功能，方便相关管理部门人员进一步了解矿山运输车辆的实际情况；
　　（6）矿山巷道洞口出入口智能信息确认：出入口的审核确认，自动、快速、识别距离远识别，大大提高矿物运输的安全性并可备档查询。
   (7) 车辆黑名单提示功能：凡是从矿山巷道洞口出去的车辆未到指定地点卸货的，均列入黑名单，未经管理员审核不得进行第二次运输作业（不能再次过磅）