軟件在解決地磅中作弊問題的初步應用
針對地磅中常見的作弊類型,通過對這些作弊方式的分析、研究,提出了在實際工作中用軟件來 解決這些問題的方法,并較好地投入到實際工作中,為維護企業(yè)的經(jīng)濟利益又增添了一道防線。
0.引言
地磅具有稱量準確、快速、方便的特點,被 廣泛應用在冶金、化工、煤炭等行業(yè)的物資計量工作 中,承擔著物資計暈結算的任務,其運行情況和企業(yè) 的經(jīng)濟利益密切相關。然而,一些不法分子往往采取 各種手段在汽車衡上作弊來獲取非法所得,使企業(yè)蒙 受了經(jīng)濟損失。雖然許多企業(yè)采取了一些管理措施來 杜絕此類事情的發(fā)生,但受經(jīng)濟利益的驅使,這類事 件在各企業(yè)還是時有發(fā)生。因此,從技術層面上設計 出一種解決地磅作弊的方法,配合管理來堵塞該漏 洞,成為各企業(yè)在計量工作中急需解決的一個問題。
目前,地磅防作弊技術大多采用安裝硬件檢測 或監(jiān)視的方法,如安裝紅外線檢測裝置來判斷秤臺下 邊是否有異物,安裝攝像頭來觀察車輛是否在秤臺上 停到合適的計量位置。這些方式在檢測的準確度上雖 較高,但也有如下的缺陷:①設備一般需安裝在室外, 較容易受到不法分子的故意破壞;②攝像頭雖然可以 協(xié)助計量人員發(fā)現(xiàn)車輛的停靠位置是否合理,但最終 是否允許計量還由計量員決定,這樣在計量過程中還 是有人為的因素;③硬件投資較大,且隨著硬件設備 的增加,加大了維護人員的工作量。
以下所介紹的地磅防作弊技術是利用軟件記錄 車輛上衡、下衡的整個計量過程數(shù)據(jù),再用軟件分析 這些數(shù)據(jù)以判斷計量過程和計量結果的真實有效性。
1.地磅中作弊的常見類型
1.1 無線遙控作弊
圖1為無線遙控作弊示意圖。此種作弊方法是利 用計量點夜間無人看守或不容易被發(fā)現(xiàn)時,剝開室外 傳感器送往儀表的信號線,串入電子設備(帶有無線 接收裝置),當車輛計量時用遙控裝置控制這些電子設 備,從而對送往儀表的信號產(chǎn)生影響,計量的結果可 大可小,以此來獲得非法所得。由于設計這些作弊裝 置的人員本身對地磅的構造、原理相當清楚,所 以這些裝置很難在計量過程中被發(fā)現(xiàn)。
1. 2 汽車壓在地面和多車壓秤作弊
圖2為汽車壓地作弊示意圖。計量時司機故意把 車停在不正確的位置上,造成計量結果偏小。多車壓 秤指一臺車輛計量時,其它非計量車輛的輪子故意壓 在秤上,造成計量結果偏大。
1.3計量員人為作弊
現(xiàn)階段微機雖然已引入計量工作中,但主要是將 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)及其應用軟件裝入微機中,發(fā)揮了微 機數(shù)據(jù)管理的功能,計量的最終結果仍是由計量員得出。這樣計量的最重要環(huán)節(jié)和傳統(tǒng)的計量方式存在有 相同的弊病,計量結果容易受人為因素的影響。計量 員可能受經(jīng)濟利益的驅使,在稱量過程中協(xié)助非法人 員作弊。較典型的是計量員利用微機稱量數(shù)據(jù)的最終 結果是靠人工確認(如敲擊回車鍵確認或用鼠標點擊 確認)的特點,從中確認不合理的數(shù)據(jù),或對汽車壓 地作弊或多車壓秤作弊視而不見。
2.問題的分析、解決
針對以上三種作弊方式,防作弊軟件的整體設計 思路是記錄車輛在計量時的全部數(shù)據(jù)(包括上衡、下 衡的過程數(shù)據(jù))和正常計量(無作弊發(fā)生)下的數(shù)據(jù) 比較,以此來判斷有無作弊情況發(fā)生。如圖3所示,該 圖是在一般汽車(即有兩個軸)的計量過程中得出的, 其它的情況(多軸)與此類似。經(jīng)過對地磅正常計 量情況時的多組數(shù)據(jù)采集、分析,筆者發(fā)現(xiàn)這樣一個 規(guī)律:0到a1表示前輪上秤的過程,秤臺的負重變化 很大,因此儀表讀數(shù)迅速上升;七到七表示前輪上秤 后,汽車仍在行進,但后輪未上秤,此時秤臺的負重 變化不大,所以儀表的讀數(shù)暫時穩(wěn)定;a2到b1表示后 輪上秤的過程,秤臺的負重變化很大,儀表讀數(shù)迅速 上升;bx到bz表示前輪、后輪均上秤,儀表讀數(shù)穩(wěn)定。 下秤時與上述的過程相反。圖3中a1到是前輪單獨 在秤臺行進過程時的重量,而^到^表示后輪單獨在 秤臺行進過程時的重量,兩者之和大約是h到&區(qū)間 的平均重量,即整個車的重量。
對于無線遙控作弊,在非法信號串入傳感器的信 號線后,儀表的顯示肯定與正常計量情況時有所差別, 但此差別憑人的肉眼觀察是較難發(fā)現(xiàn)的,即使能觀察 到,但每天大量的汽車計量也很容易造成觀測者的疲 勞,影響觀測的準確性?,F(xiàn)在把這個工作交給速度.快、 準確性高的微機來完成,如果作弊現(xiàn)象發(fā)生在圖3所 示a2到Cl之間,即通過電子裝置較大幅度增大或減小 bx到區(qū)間中的重量,顯然不能滿足兩平臺的重量和 接近于中間平臺的重量這一要求(即使有誤差,也應 在一定的范圍內),因而軟件可以很好地排除這種作弊 現(xiàn)象;如果作弊現(xiàn)象發(fā)生在A到cz2、Cl到^段,會導 致這兩段本應平滑的稱量曲線有凸起現(xiàn)象,作弊信號 越大,凸起越明顯,軟件越容易判別。對于A之前和 ^之后的稱量段,是指車輛前輪上衡和后輪下衡的瞬 間,時間特別短,這里如果進行遙控作弊時間很難掌 握,故可不予考慮。
對于汽車壓地和多車壓秤作弊,如果計量車輛沒 完全上秤,或者有多車壓秤現(xiàn)象,其計量數(shù)據(jù)波形會 與標準的波形相差很大,波形平臺會多于或少于圖3 所示波形,較容易識別。
對于計量人員人為作弊,即計量員對計量數(shù)據(jù)施 加影響,因人為作弊方式就是把本應在汽車停穩(wěn)后 Uh到62)確認計量結果的過程放在之前或In之后, 使皮重計量結果偏輕來達到凈重值的提高,所以其解 決方式是采取計算機自動出示計量數(shù)據(jù)(取b1到b2的 均值),這樣就保證了計量結果的客觀性、準確性。
3.軟件的編制
本軟件的開發(fā)工具選用VB6.0,這主要基于其簡 單易學、強大的用戶界面設計功能,并且提供了種類 繁多、功能強大的多種控件,有利于軟件的開發(fā)和效 率的提高。
軟件的核心部分是微機對采集到的儀表數(shù)據(jù)按上 述規(guī)律進行一定的算法處理。這就要求稱重儀表有較 高的采樣速率,便于微機對數(shù)據(jù)的分析,尤其是在秤 體狀況不好,車輛容易給秤體造成很大振動的情況下, 如果采用采樣速率較低的儀表會給軟件識別帶來很大 的難度,甚至產(chǎn)生錯誤判斷。作者在實踐中采用的是 中美合資的8142表,這種儀表雖 是靜態(tài)稱重儀表,采樣速率一般,但投入使用的計量 點秤體狀況較好,基本能滿足要求。微機和儀表采用 串口通信方式,儀表選擇連續(xù)方式輸出數(shù)據(jù),儀表的 輸出格式見表1。
該軟件主要包括以下幾個模塊:①地磅稱量模 塊,它是整個軟件的核心部分,即整個計量數(shù)據(jù)的采集、數(shù)據(jù)分析、計量結果得出都由它完成;②分析模 塊,主要為軟件的核心部分編程、調試、完善提供數(shù) 據(jù)分析、圖形分析功能,該模塊內的繪圖功能可以把 現(xiàn)場采集回來的數(shù)據(jù)以圖形的方式顯示到屏幕,利用 它更便于發(fā)現(xiàn)在汽車稱量過程中秤臺的受力變化,從 而揭示一定的規(guī)律,為編程、數(shù)據(jù)分析創(chuàng)造條件,該 模塊的讀數(shù)功能可把現(xiàn)場采集回來的全部數(shù)據(jù)輸出到 打印機或屏幕上,為分析數(shù)據(jù)提供了一個直觀的數(shù)據(jù) 基礎。
圖4為軟件核心部分流程圖。對軟件流程圖(只 列出核心模塊)的簡要說明如下:①串口的初始化指 設定串口的通信參數(shù),包括波特率、數(shù)據(jù)位和停止位 的個數(shù)、奇偶校驗等,因為只有使微機和儀表的這些 參數(shù)相一致,才能保證通信的順利進行;②計量過程 的開始、結束是通過儀表的讀數(shù)是否大于零來判斷的; ③數(shù)組用來存放計量過程中的整個數(shù)據(jù),當車輛下秤 后,數(shù)據(jù)存放工作結束;④處理數(shù)組返回結果,這是 整個程序的關鍵部分,程序里編制了一個函數(shù)來完成 此任務。
該軟件的特點是:①自動稱重,計量結果由計算 機得出,減小了人為因素對計量結果的影響.提高了 計量數(shù)據(jù)的準確性、可靠性、真實性,依靠此軟件在 無作弊情況時可使自動稱重(即計量結果由計算機自 動得出,計量員的操作對計量結果無任何影響)的結 果準確率達100% ;②具備發(fā)現(xiàn)一些硬件、壓秤等作弊 情況的能力.③具有動態(tài)數(shù)據(jù)存儲功能,所有計量過 程中的數(shù)據(jù)均以二進制文件形式保存,以計量的日期、 時間為文件名,這樣便于技術人員在事后對作弊情況 進行深人的分析。
4.結束語
該軟件已在實際中投人使用,總體運行效果良好。 軟件對地磅各種作弊方式雖然不能都徹底解決,但 它為我們解決這些問題提供了一種新的方法,也為維 護企業(yè)在計量工作中的經(jīng)濟利益增添了一道新的防線。