摘要：通过动态电子轨道衡和远程集中计量系统的建设、实施，鄂城钢铁成功实现了炼铁与炼钢之间的铁水罐车远程动态称量。文章介绍了动态电子轨道衡的配置和项目实施情况，展现了现代冶金企业在远程无人值守轨道计量的成功运用。该项目可为冶金行业铁水远程计量应用提供研究参考。

　　关键词：动态衡；铁水；远程；计量

　　在现代冶金企业内部物流运输中，轨道衡作为重要的计量设备，对于保障产品和半成品准确计量、优化运输流程，以及提高企业经济效益具有关键作用。随着技术的不断进步和企业对计量效率要求的提高，动态轨道衡逐渐成为替代静态轨道衡的热门选择。

　　冶金钢铁行业远程集中计量系统以计算机及现代网络监控技术为基础，对钢铁企业进出厂物资及厂内物质（包括铁水）进行有效计量管理。将轨道衡的计量数据、流程和监控接入公司的远程集中计量系统，实现铁水运输过程的远程计量［1］。

　　1轨道衡的原理与结构介绍

　　1.1轨道衡的分类

　　1.1.1按结构形式分类

　　断轨式轨道衡：包含单称台、双称台及三称台三种断轨结构类型。

　　不断轨式轨道衡：包括单台面连续轨道衡与双台面连续轨道衡两种类型。

　　1.1.2按计量形式分类

　　通过逐个轴进行称重的方式称为轴计量，将四次称量结果汇总即可计算出整节车厢的总重量。

　　车辆总重的计算采用转向架分段计量方式，即通过分别测量前后转向架的重量，再将两次所得数值相加。

　　该计量系统采用双台面设计，可满足多样化称重需求：常规车辆支持整车计量模式；针对特殊车型则智能切换为单台面转向架计量方案。此外，系统兼具动态与静态双重计量功能。

　　钢现有两套数字式动态轨道衡专门用于铁水计量，其采用断轨双台面设计，实现整车称重功能［2］。

　　1.2轨道衡的原理

　　数字化轨道衡的运作机制如下：当列车驶上称重平台时，秤台将重力传导至感应装置。这些感应器随即把重力数据转化为数字信号，经由接线装置整合后输入显示终端。处理完的信号最终通过数据接口传输至中央计算机系统［3］。

　　静态轨道衡是在车辆静止状态下进行称重计量的设备。其工作原理是车辆进入秤台后，秤台稳定静止，通过传感器测量车辆的重量。优点是计量精度相对较高，但缺点是计量过程耗时较长、效率低下，容易造成运输车辆的拥堵。

　　动态轨道衡则能够在车辆运行过程中实时完成称重计量。其基于车辆通过秤台时产生的动态力信号，通过先进的算法和传感器技术实现重量测量。具有计量速度快、效率高的显著特点，但对技术要求相对较高。

　　动态轨道衡与静态轨道衡比，存在以下优势：①工作效率更高。动态轨道衡大幅缩短了车辆称重时间，减少了车辆排队等待，加快了物流运输的节奏，提高了整个生产流程的效率。②人力成本更低。动态轨道衡无需车辆频繁停车和启动，减少了操作人员的工作量，降低了人力成本。③计量精度更稳定性。动态轨道衡采用先进的技术和算法，能够在动态情况下保持较高且稳定的计量精度。④数据采集与管理更及时。动态轨道衡能够实时采集和传输称重数据，便于企业进行数据统计、分析和管理，为决策提供及时准确的依据［4］。

　　1.3轨道衡的结构分析

　　电子轨道衡主要由以下核心组件构成：线路系统、引导轨道、称重平台、传感装置以及包含动态通道、计算机、打印设备和稳压电源在内的二次仪表系统。

　　1.3.1线路及引轨

　　轨道衡的线路部分由连接秤台主梁的台面轨及其两侧铁路线构成，具体包含以下组成部分：主梁台面两端轨道、安装在钢筋混凝土基座上的防爬引轨段，以及左右两侧的附属线路。

　　1.3.2机械部分

　　该机械装置主要由计量平台、过渡组件、纵向稳定器、横向稳定器以及防护盖板等构件组成。计量平台的核心承重结构通过纵向与横向的限位连杆相互连接，形成柔性连接的称重梁框架体系。该框架由六支立柱式测力传感器共同支撑，这些传感器均匀分布在两座衡梁基座上。为确保计量平台在车辆通行时能够灵活升降并在通过后准确复位，系统通过安装纵向和横向稳定装置来有效控制动态位移。过渡组件则安装在引轨与台面轨道的衔接部位，其功能在于缓冲车轮通过接缝时产生的冲击与振动。

　　置于秤台底部的传感器将车辆重力施加于计量台面所产生的压力信号转换为电压信号。这些由传感器生成的电信号经由接线电缆传输至控制台，由接收和处理设备进行后续操作。此类控制装置整体构成二次仪表系统，亦称为主机单元。

　　2轨道衡的远程集中计量系统配置

　　2.1远程集中计量系统硬件概述

　　为了实现该轨道衡远程集中计量系统的成功实施，配备了一整套配套的司磅设备。司磅设备系统按功能分类，主要包括罐号识别系统、司磅控制系统设备、司磅监控系统设备、司磅提示交互系统设备和其他设备。主要用于实现计量磅房的自助/自动作业和远程控制、远程监控和远程交互。

　　集中司磅设备的磅房硬件系统包括控制主机、监控模块、展示交互模块，以及计算机网络，其中关键设备自助终端包括了主机和各类模块设备，是最重要的现场设备。

　　配套现场设备的软件设计为底层服务形式，即前端采集服务程序和自助作业程序，前端采集服务程序的主要功能为：①串口数据采集；②视频集成、车号识别；③语音对讲服务；④照明及其他电源控制。自助作业程序的主要功能为：①自动作业；②自助作业；③页面交互及提示。

　　2.2系统构成

　　集中司磅磅房需要传输视频数据、司磅数据，需要磅房至少具备百兆的可用带宽，用于实现高清视频访问，并且不影响司磅关键数据传输。主要设备及产品要求：①RFID罐号识别设备，在识别卡正常情况下可以有效识别通用车牌，识别率达到98%。②视频摄像机（枪机），全景摄像机采用全天候室外快球摄像机，具有防风、防雨、防尘功能；要求水平分辨率彩色540线，黑白570线以上。可全方位监控现场，有强光抑制功能，并且配套强光抑制照明灯。适合工业环境。③硬盘录像机，嵌入式视频输入，64路H.265视频输出；16台存储硬盘（最大），可存放至少3个月左右的录像。④控制器，支持串口、以太网（可与服务器或Internet进行数据交换，以进行实时数据显示和设备控制），支持IO设备，具备高可靠性。⑤语音对讲，采用工业环境用语音对讲设备，防止声噪，对话清晰。⑥室外及室内监控（球机）

　　2.3轨道衡磅房设备安装示意图

　　系统硬件设备在轨道衡及磅房安装如图1所示。其中A、B代表该项目现场两台轨道衡。c1和c2为RFID罐号识别设备，安装在轨道衡的正侧方，当罐车通过轨道衡时，可有效识别铁水罐号。d1、d2、d3和d4为视频摄像机（枪机），安装在两套轨道衡的四个角，可远程监控货运列车和轨道衡的现场状况。e1、e2和e3为室内外监控球机，安装在两套轨道衡的对角和轨道衡磅房内，用于监控现场的环境，避免闲杂人等进入该区域。f1和f2为语音对讲，安装在轨道衡的两侧，可在设备调试和故障处理时进行远程通话。轨道衡磅房内主要有控制器和硬盘录像机，实现计量数据和视频数据的采集和传输。

　　3计量系统数据采集和计量系统软件

　　3.1计量系统数据采集

　　由一体式罐号识别机负责识别罐车上的高温标签，轨道衡称重软件将罐号识别到的数据收集跟重量、速度、时间等信息匹配，在本地存储。计量系统负责收集相关信息，上传到集中端，集中端由操作工确认过磅记录信息计量完成后（皮重、毛重过磅完成），上传到经营管控系统。

　　3.2计量系统软件

　　计量系统软件实现了铁水计量数据和相关信息在各系统中的传递。铁水计量数据收集流程，如图2所示。

　　4智能司磅系统

　　4.1远程智能司磅系统

　　为实现铁水远程计量，配套改造智能司磅系统，满足对信息化系统的基础支撑，同时实现系统在智能化运行上的提升，实现系统运行更稳定、更高效，优化计量业务，并进一步实现轨道衡铁水计量的自动运行率。

　　磅站作业流程如下：首先，系统会从上级生产平台获取车辆物资数据及过磅指令，作为后续称重环节的匹配依据。当车辆进入磅站后，可自主选择全自动或自助式称重模式。智能司磅系统会按照预设方案处理常规异常情况；若遇到方案未涵盖的特殊异常，则转由人工介入处理。称重作业结束后，系统会自动将实际称重结果回传至业务单位的关联系统。

　　4.2司磅委托管理

　　系统自动调用下载上级系统的委托数据，在司磅作业时根据车号匹配使用。可以对委托数据进行查询和清理，过期委托数据自动作废和清理。

　　4.3集中司磅作业

　　在轨道衡自动化或自助作业系统遇到异常情况时，集中司磅管理模式可提供远程支援。该系统通过双重机制启动远程协助：一是当自动作业条件不满足时自动触发，二是由人工主动发起远程协助请求。在此模式下，监控中心的操作人员能够实时接入指定磅房，接管并完成人工称重作业。

　　集中司磅操作涵盖以下功能单元：手工过磅与数据收集、装卸货核验、临时信息处理、皮重控制与分析、区域查询统计、作业现场提醒、语音对讲提示、票据统一打印以及委托管理（含个性化新增功能）。

　　4.4司磅系统计量数据管理

　　该系统以智能方式全方位统计和分析流程与绩效数据，支持多样化查询及报表预览等操作。报表查询生成，可根据关键数据项组合生成汇总报表。报表包括常规的班、日、月、年过称量台账、司磅员作业量统计等司磅系统的常规报表。报表打印，即从司秤数据查询结果生成报表或者对统计数据生成的班报表、日报表、月报表、年报表等进行打印。报表导出，即将所选报表导出为Excel和文本格式等，方便浏览和进行电子格式的处理。

　　4.5司磅系统其他管理

　　4.5.1监控管理

　　智能司磅系统的中枢支撑在于监控管理模块，该模块实现对各个称重站点的多维度监管，涵盖实时作业监测、视频画面巡查、硬件运行状态追踪等核心管控功能。

　　4.5.2维护管理

　　①权限管控体系规范用户角色划分，确保核心数据访问与重要操作均需授权执行。②日志系统全面追踪，涵盖系统运行日志与关键任务记录，对磅站操作时间、重量等核心要素实施精细化归档。③磅站运行参数配置模块，涵盖仪表校准、站点编号、称重上限及界面显示等基础设置。

　　5项目应用效果分析

　　5.1提高工作效率

　　大幅缩短了车辆称重时间，减少了车辆排队等待，加快了物流运输的节奏，提高了整个生产流程的效率。单车次铁水计量时间缩短了4.5min。

　　5.2降低人力成本

　　无需车辆频繁停车和启动，减少了操作人员的工作量，降低了人力成本。本项目实施后，每班减少了罐车连接工1人。

　　5.3提升计量精度的稳定性

　　采用先进的技术和算法，能够在动态情况下保持较高且稳定的计量精度。经日常多次比对测试，精度控制在0.3%以内。

　　5.4实时数据采集与管理

　　能够实时采集和传输铁水称重数据，便于企业进行数据统计、分析和管理，为决策提供及时准确的依据。

　　6结论

　　电子动态轨道衡作为一种重要的计量设备，在钢铁冶金行业发挥了重要作用。通过对其称重仪表工作原理、远程集中计量系统和数据采集系统的分析，有助于更好地掌握动态轨道衡技术。未来，随着传感器技术、信号处理技术和计算机技术的不断发展，动态轨道衡将朝着更高精度、更智能化的方向发展，为钢铁工业的发展提供更有力的支持。

　参考文献

　　［1］龙包庚.企业计量基本知识［M］.北京：中国计量出版社，2010.

　　［2］洪生伟.企业计量工程［M］.北京：中国计量出版社，2019.

　　［3］任强，赵天宇，姜会增，等.轨道衡技术综述［J］.铁道技术监督，2022，50（5）：17-21.

　　［4］沈忱.动态轨道衡在煤炭港口计量中的应用［J］.设备管理与维修，2023（3）：85-86.