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

◎梁锦雄（漳州招商局码头有限公司，福建　漳州　363000）

IC卡车辆管理在港口应用的探讨

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

◎梁锦雄
（漳州招商局码头有限公司，福建漳州363000）

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

摘要：港口货物发放离不开车辆，大量车辆进港提货，一直是港方管理起来比较头疼的事情.本文借助现代化技术手段，通过IC卡系统功能来管理进港车辆，从而减少用工成本和管理混乱的局面，本文就此做了探讨和研究.

关键词：IC卡；车辆管理；应用；探讨

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

总结个别港区生产作业车辆管理中存在的漏洞，先后调研走访了相关港口单位：蛇口关区的妈湾港、招商港，黄埔关区的广州新港，麻涌港；设备和软件供应商单位：烟台华东电子、捷顺等，同时了解咨询全国同行业散杂货码头情况，提出了对进港车辆采用IC卡管理的思路并进行探讨.

1　系统设计目标

为了提高车辆进出港的效率、节约生产成本、降低货运事故和现场保卫人员的劳动强度，采用先进的技术手段，搭建一个能够满足港口车辆管理的计算机信息系统，该系统通过IC卡技术、视频监控、现场图片抓拍、LED屏提示、红绿灯、地磅复磅等技术，采用集中化、自动化管理的方式实现对进出港作业车辆的监控；在大门IC卡刷卡设备，通过与生产系统的信息交换，可自动判断车辆进出的合法性实现自动抬杆、落杆，并把相关信息显示在LED屏上；在人工验车通道对初次来港、二次装货及重点车辆等进行进出控制.

保卫通过监控调度中心的监控服务系统实时的了解各个通道的车辆进出情况，对于有异常的车辆通知现场保卫进行处理.该系统采用了先进的技术手段，会形成更为严密的流程控制，预防生产中各种问题的发生.

2　赤湾港区现状及周边港口情况分析

2.1赤湾港现状

赤湾港区现状如下：①赤湾港区目前人工单据查验方式进出港放行.②《码头信息管理系统》供给海关查询功能，并提供查询电脑.③多环节手工输入车牌号及关联的提单号，易出现误操作或者作弊行为.④不是对于进出港口的所有车辆没有做到一一查验和登记.有可能出现误放行或者人为作弊放行.

2.2周边港口情况

蛇口关区三家散货码头，招商港务、妈湾港和赤湾港港口情况如下.①招商港务在闸口设有地磅，车辆过磅后马上离港，减少作弊机会.②妈湾港在闸口监管方面做得较好，归纳总结如下.使用IC卡进行管理.

过完重磅后限定时间出闸（限定5 min）.d闸口处设置地磅，散货提货车出闸时刷IC卡复磅，电脑系统后台核对后自动放闸.

e进港提货车辆每次收2元.f供给海关增设《码头信息管理系统》查询功能，并提供查询电脑.

2.3港口货物进出港过磅时，对比采用IC卡前后漏洞防范措施

总结以往经验及周边港口出现的偷货情况，采用IC卡前后漏洞及防范措施见表1.

表1　采用IC卡前后漏洞及防范措施表

3　完善车辆管理的基本思路

3.1建立IC卡管理车辆

建立IC卡管理车辆，改用IC卡存储车辆信息，自动读取，避免反复输入过程中可能出现的误操作，但是在最初输入IC卡信息时，是关键点.因此，为保证读数准确，尽量减少人工参与环节，并从“做贼心虚”的心理上抑制偷货行为.

使用IC卡进行管理，不刷卡，不起闸.系统会生成开闸记录，通过网络传至海关监管人员电脑.

车辆进闸，出闸时，刷卡动作触发系统拍照，形成图像，进出时间和值班人员记录，保存3个月，以备查证.

3.2建立IC卡管理有关地磅的选址

所有的偷货行为，可归纳为两种：①逃磅，即装货，不过磅.②使地磅读数失准，例如，通过增大过空磅读数或者减少过重磅读数.

因此，选择地磅建设位置很重要，将地磅设立在进出港路径的关键节点上.

4　系统设计方案

4.1业务目标

高度自动化、智能化

通过在IC卡技术、视频监控、现场图片抓拍、LED屏提示，实现车辆管理系统的自动化，做到各种数据自动可靠采集、自动判别、自动指挥、自动处理、自动控制，最大限度地降低人工操作所带来的弊端和工作强度，提高系统的信息化、自动化程度.

利用IC卡技术，通过门禁、验车点系统实现对外部车辆的有效管理.

通过车辆调度中心系统，实现全新、透明、可视、实时、互动、形象化的车辆跟踪和监控管理.

实现车辆管理系统与生产管理系统无缝融合，并预留相应的数据接口.

实现系统设备的管理和状态检测，建立灵活的网络管理和可靠的安全系统.

在门卫设置车辆识别设备和相应的控制程序，对进出港作业车辆进行有效监管.

4.2技术目标

4.2.1实用性

以能最大限度地满足系统建设的实际需求为设计基本原则.主要技术和产品具有成熟、稳定、实用的特点，并充分满足信息系统交互、检索、查询、管理的需要.在系统的设计和建设过程中，采取成熟的、有成功先例的技术，合理选用实用的系统设备和系统软件.

4.2.2可靠性

设备的高可靠性，具有较高的容错性和稳定性，避免设备频繁出现失效状态；软件系统具有成熟、稳定的特点；系统提供的接口具有互相兼容并符合公认标准；本公司产品供应商必须各地主要用户的认可，具有十多年从事港航物流领域信息化服务的经验.系统运行可靠稳定，满足长时间连续运转；在实际运行中，因各种意想不到的原因而出现问题，数据能够方便保存和快速恢复.

4.2.3先进性

在满足实用性的基础上，设备选用国内最成熟、先进的技术，设计立足于先进技术，采用最新科技，以适应大容量数据传输以及多媒体信息交换的要求，使整个系统在一定时间内保持先进水平.系统设计采用先进的数据库设计技术以保证系统的稳定性和灵活性.

4.2.4安全性

应用软件设计充分利用操作系统和数据库系统提供的备份、权限管理等系统功能，并在应用系统数据操作、功能使用方面提供细致的权限管理，以保障系统的安全.系统提供灵活可靠的安全控制措施，以保证系统安全运行，防止未经授权的内部及外部访问和恶意的破坏.

4.2.5经济性

在满足实用性的基础上，采用最佳性价比的设备.

4.2.6系统扩充性

应用系统的增加、终端应用的增加、车辆管理功能的提升等，即能进行系统升级，又可保护投资，不会对原有系统推翻重来.

4.2.7易用性

安装操作方便，用户界面友好、易用；同时系统满足操作简便、易用原则，符合人的使用习惯.

4.2.8标准化

系统要严格遵循CMMI三级标准进行设计、实施，采用符合计算机信息行业的标准规范的系统软件和辅助工具进行系统开发，使系统真正实现跨部门的信息共享、复用.

4.2.9准确性

系统具有预防错误、发现错误等功能.具备多日志记录功能，可以根据日志记录情况对业务或系统出现的错误进行跟踪和定位.

4.3系统架构

4.3.1软件系统架构

软件系统架构如图1所示.

图1　软件系统结构图

4.3.2硬件系统架构

硬件系统架构如图2所示.

图2　硬件系统架构图

4.3.3软件系统功能说明

4.3.3.1设备通讯服务中心

该系统负责与所有停车场通道的硬件进行通讯，读取所有设备的状态（相关的设备有：地感、红外、IC卡读写模块等，不包括网络摄像头的图像的显示）并负责向硬件发送控制指令，例如档杆的抬杆、落杆指令、红绿灯的状态等.主要功能见表2.

表2　软件系统功能表

4.3.3.2闸口监控中心

该子系统实现所有停车场进出门的通道进行集中监控，对于进港的通道如果有计划自动抬杆，并在LED屏幕上显示相应的信息，对于出港的车辆根据作业情况，判断是否自动抬杆，并在LED屏幕上显示相应的放行与作业信息.主要功能见表3.

表3　软件系统在闸口监控中心的功能表

4.3.3.3黑名单管理

该系统对车辆的黑名单进行管理，并与库场队车辆黑名单管理进行统一管理.主要功能见表4.

表4　软件系统在黑名单管理中的功能表

4.3.3.4现场管理子系统

该子系统主要用于现场保卫查询车辆进出停车场的信息、计划信息、车辆的作业信息及记录交接班的信息.主要功能见表5.

表5　现场管理子系统功能表

4.3.3.5信息发布子系统

该子系统主要对停车场的LED继续管理，可以控制显示或者管理LED的内容显示.并通过LED向停车场的司机发布来临时性的信息.主要功能见表6.

表6　信息发布子系统功能表

4.3.3.6系统管理子系统

该系统主要是对角色的定义，部门和岗位的设置，系统的升级和代码管理，是整个信息系统的基础，可以查询各种数据信息.主要功能见表7.

表7　管理子系统功能表

4.3.3.7接口子系统

该系统主要定义生产系统的接口，并与生产系统进行数据层的对接.定义的接口见表8.

表8　接口子系统功能表

4.3.3.8生产系统改造

该系统针对保卫部门禁系统的需求对生产系统进行改造，改造的部分涉及到地磅系统、库场日计划等.定义的接口见表9.

表9　生产系统改造功能表

4.3.3.9验车点子系统

该系统主要对返回库场的道口进行监控，通过在返回库场的道口上安装挡杆，系统自动根据车辆放作业情况进行控制抬落杆，避免开出出门证后再次进入码头装货.对于允许加减载的车辆系统自动抬杆放行，功能如表10所示.

表10　验车点子系统功能表

4.3.4硬件系统方案

4.3.4.1系统概述

该系统实现保卫部对进出港车辆控制的管理.系统将IC卡、道闸控制、视频监控、LED显示整合，根据车辆的基本信息、过磅信息、警告信息等进行自动判断其是否允许进出港.

本系统外贸闸2进2出4条车道、内贸闸1进1 出2条车道的智能化建设，另外考虑1进1出行政车道和1进1出人员通道.4.3.4.2系统详细设计

设备分布平面见图3.设备分布侧视图见图4.每条车道配置一个自动道闸并配一套地感线圈车检器，每条车道配置一套地感线圈车检器检测车辆到来，并控制IC卡读卡.一套IC卡设备读取IC卡，一个LED屏幕显示相关提示，配置一台工控机控制以上设备.车辆进闸时，地感线圈车检器检测到车辆到来，司机刷读卡器读车辆IC卡，判断车辆身份，若车辆合法则系统控制道闸抬杆放行，若车辆非法，则不允许车辆进门，需要现场人员人工介入.

图3　设备分布平面图

设备分布侧视图：

图4　设备分布侧视图

4.3.4.3 IC系统

（1）IC卡.IC卡（IC card）也叫智能卡，是一种集成电路卡，广泛地应用于金融、身份证和社会保障等领域，它继承了磁卡以及其他IC卡的所有优点，并有极高的安全、保密、防伪能力.根据通讯接口把IC卡分成接触式IC卡、非接触式IC和双界面卡.

（2）IC卡系统设备组成.如图5所示，IC卡系统由以下几部分组成：①IC卡：用来存储内部标识ID、车牌号码、司机信息、车辆自身等信息.②IC卡读写器：负责接收IC卡的信号，分析处理其中包含的IC

卡内数据，同时将这些数据传送到PC中.

（3）IC卡信息采集过程.车辆进港以前，必须先到办卡点领取或购置IC卡，并关联车号、车主等相关信息，然后才能持卡进港.

IC卡设备工作流程如下：地感线圈车检器检测到车辆到来，司机用IC卡在读卡器上刷卡.IC卡读卡器收到信号后对该消息进行分析，通过控制IC读写器驱动信号将其转化成微弱电流提供给内部芯片计算使用，并借此IC卡中存储的数据发到PC机中.PC机接出到数据信号，将该电信号传送给读写器进行分析.通过读写器对电信号分析解码，解析出车牌号码、车辆自身等数据，数据通信过程中自带校验检查，一旦发生错误，则可判断IC卡读取不正确.提示报错或要求重新刷卡.经过IC读写器确认的数据（或者读取失败的消息）传送给系统等待处理.至此一次IC卡数据采集完成.

图5　IC卡系统组成示意图

4.3.4.4地感线圈车检器

地感线圈车检器又称环形线圈检测器，是目前世界上用量最大的一种车辆检测设备.车辆通过埋设在路面下的环形线圈，引起线圈磁场的变化，检测器据此计算出车辆的流量、速度、时间占有率和长度等交通参数，并上传给中央控制系统，以满足交通控制系统的需要.此种方法技术成熟，易于掌握，并有成本较低的优点.

本项目只使用车检器检测车辆通过的功能.

（1）地感线圈的制作.通常探测线圈应该是长方形.两条长边与金属物运动方向垂直，彼此间距推荐为1m.长边的长度取决于道路的宽度，通常两端比道路间距窄0.35 m~1 m.如图6所示.为了使检测器工作在最佳状态下，线圈的电感量应保持在100 uH~300 uH之间.在线圈电感不变的情况下，线圈的匝数与周长有着重要关系.周长越小，匝数就越多.一般可参照表11所示.

图6　线圈布设示意图

表11　线圈的匝数与周长关系表

在绕制线圈时，要留出足够长度的导线以便连接到车检器，又能保证中间没有接头.绕好线圈电缆以后，必须将引出电缆做成紧密双绞的形式，要求最少1 m绞合20次.否则，未双绞的输出引线将会引入干扰使线圈电感值变得不稳定.输出引线长度一般不应超过5 m.由于探测线圈的灵敏度随引线长度的增加而降低，所以引线电缆的长度要尽可能短.

埋设方法：线圈埋设首先要用切路机在路面上切出槽来.在四个角上进行45度倒角，防止尖角破坏线圈电缆.切槽宽度一般为4~8 mm，深度30~50 mm.同时还要为线圈引线切一条通到路边的槽.但要注意：切槽内必须清洁无水或其他液体渗入.绕线圈时必须将线圈拉直，但不要绷得太紧并紧贴槽底.将线圈绕好后，将双绞好的输出引线通过引出线槽引出.

在线圈埋好以后，用环氧树脂将切槽封上.

（2）功能介绍.此地感线圈车检器有两组继电器输出，一组为存在输出，一组为瞬时输出.存在输出继电器：当有车辆或金属体在线圈上时，继电器持续输出信号；瞬时输出继电器：当车辆进入线圈或离开线圈时，继电器输出一个脉冲信号.

另外，还可根据需求对车检器的灵敏度、输出延迟时间等参数做修改，以适应本系统使用.4.3.4.5道闸

（1）控制方式.道闸可由门岗控制系统直接控制，同时实现远程计算机智能控制，另外，配置遥控器辅助控制.采用PLC实现操作挡杆和接受地感状态反馈，系统接线简单，稳定性好，适合大部分的连接环境，也是目前大部分设备通行的连接方式.此种硬件连接方式的前提下，开发了相应的软件驱动接口，提供OCX封装的函数，对挡杆进行抬杆和落杆操作.

（2）自动落杆和防砸车.每台道闸配置地感线圈车检器，用于实现自动落杆和防砸车.在每台道闸档杆的下方制作一个地感线圈，连接到地感线圈车检器上，车检器与道闸直接相连.地感线圈车检器有两种信号输出，分别为持续输出和瞬时输出.当有车辆触发地感线圈时，地感线圈车检器持续输出信号给道闸，让道闸处于停止状态，防止车辆未完全通过而道闸落杆导致砸车；当车辆离开地感线圈检测范围后，地感线圈车检器停止持续信号输出并输出瞬时信号控制道闸自动落杆.

自动道闸由工控机控制系统自动控制，当系统检测到车辆合法时，自动控制道闸抬杆放行，车辆通过后自动落杆，无须人工干预.

通过IC卡实现进港车辆自动化管理即可减少人员配置，又可杜绝逃磅现象的发生，为提升港口科技管理水平打下了基础.

作者简介：梁锦雄（1961-），男，工程师；专业方向为电气及自动化.

收稿日期：2015-05-19

中图分类号：F406.3