CN111929097A - 取样控制方法和取样处理系统 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供一种取样控制方法和取样处理系统，该方法应用于远程取样控制系统，该方法包括：在检测到目标火车进入取样轨道后，向铁路运行系统发送锁定信号，以供铁路运行系统根据锁定信号锁定取样轨道；导入目标火车的进厂信息，并将进厂信息与质量管理系统提供的抽检信息进行匹配，进厂信息中包括目标火车的车辆信息以及当前所运物资的物资信息；在确定目标火车为待抽检对象时，获取现场监控系统发送的车厢图像数据以及物料数据，并根据车厢图像数据和物料数据生成随机取样方案，随机取样方案中包括取样点信息以及每个取样点的取样量；向现场取样控制系统发送取样指令，以供现场取样控制系统根据取样指令控制取样机进行取样。
Description
技术领域
本申请涉及取样检验技术领域，具体而言，涉及一种取样控制方法和取样处理系统。
背景技术
目前，一些大型企业在运输材料时采用火车、汽车、船舶等工具进行运输，通常采用火车将煤类、粉矿类物资以及转港焦煤类物资运输进厂。为了确定所运物资的质量，需要对物资进行取样检验。
由于存放物资的地点距离检验地点距离远，为了避免取样检验过程需要反复在运输工具上进行装卸动作，会采用在运输工具上进行取样，然后将取样得到的样品送至检验地点进行检验。
一种现有的样品抽取方式是：对于运输物料的火车，在火车进入取样区域后，现场工作人员根据实际情况选取取样节点，并操控火车取样机在火车的每节车厢的固定位置进行取样。在现有的取样流程中，将有大量的人为参与环节，会影响样品检验的客观性和代表性，使得取样检验失真，进而导致物资质量波动大。
发明内容
本申请的目的在于提供一种取样控制方法和取样处理系统，能够改善现有的取样过程中会因为人为因素影响取样结果的问题。
第一方面，本申请实施例提供一种取样控制方法，应用于远程取样控制系统，所述方法包括：
在检测到目标火车进入取样轨道后，向铁路运行系统发送锁定信号，以供所述铁路运行系统根据所述锁定信号将所述取样轨道锁定；
导入所述目标火车的进厂信息，并将所述进厂信息与质量管理系统提供的抽检信息进行匹配，用以识别所述目标火车是否为待抽检对象，所述进厂信息中包括所述目标火车的车辆信息以及当前所运物资的物资信息；
在确定所述目标火车为待抽检对象时，获取现场监控系统发送的车厢图像数据以及物料数据，并根据所述车厢图像数据和所述物料数据生成随机取样方案，所述随机取样方案中包括取样点信息以及每个取样点的取样量；
根据所述随机取样方案向现场取样控制系统发送取样指令，以供所述现场取样控制系统根据所述取样指令控制取样机对所述目标火车进行取样。
通过上述方法，提供了一种可以进行远程取样控制的方法，在该方法中，通过远程取样控制系统、铁路运行系统、质量管理系统之间的协同配合，无需人为反复核对确认即可完成轨道锁定和信息对接，可以保护车道和火车的安全，并缩短处理时间。在远程取样控制系统确定锁定在取样轨道上的目标火车时待抽检对象时，通过远程取样控制系统、现场监控系统以及现场取样控制系统之间的配合，可以实现自动取样控制，无需工作人员选取取样点位置和取样量。远程取样控制系统可以根据现场监控系统发送的数据生成随机取样方案，从而指导现场取样控制系统对取样机进行取样控制。以此通过远程取样控制系统与多种系统设备之间的协调配合实现远程取样，可以降低人为因素对于取样过程带来的影响，提升样品检验的客观性和代表性。
在可选的实施方式中，所述现场监控系统包括图像采集设备和激光检测设备，所述获取现场监控系统发送的车厢图像数据以及物料数据，并根据所述车厢图像数据和所述物料数据生成随机取样方案，包括：
获取所述图像采集设备采集的车厢图像数据；
获取所述激光检测设备采集的物料高度和物料宽度；
基于所述车厢图像数据以及所述目标火车的车辆信息，确定所述目标火车的车厢有效区域，以及所述车厢有效区域对应的物料取样区域；
基于所述物料高度、所述物料宽度以及所述物料取样区域生成取样模型；
基于所述取样模型生成所述随机取样方案。
通过上述实现方式，基于数字图像处理技术确定目标火车的车厢有效区域和物料取样取样，基于激光检测技术得到物料高度和物料宽度，然后根据图像处理结果和激光检测到的物料高度、物料宽度构建取样模型，再基于取样模型生成随机取样方案，以此得到此次取样方案中的取样点信息以及每个取样点的取样量，可以避免人为因素对取样点的选择造成干扰。
在可选的实施方式中，所述基于所述取样模型生成所述随机取样方案，包括：
根据所述目标火车的车厢卡数，对所述取样模型进行随机取点，生成所述随机取样方案。
通过上述实现方式，可以在有效的取样区域内满足取样随机性要求，从而进行取样。
在可选的实施方式中，所述方法还包括：
将所述取样模型以及所述随机取样方案中的取样点显示在监控界面上。
通过上述实现方式，可以将取样过程中的数据可视化，用户可以通过监控界面进行直观视图取样，有利于提升取样安全性，有利于用户分析取样异常情况。
在可选的实施方式中，在根据所述随机取样方案向现场取样控制系统发送取样指令之前，所述方法还包括：
根据所述目标火车上的各节车厢对应的检验批号，判断各节车厢所运的物料是否为新的进厂物料；
在确定出所述目标火车的目标车厢所运的物料为新的进厂物料时，向所述现场取样控制系统发送钻头自清洗指令，以供所述现场取样控制系统根据所述钻头自清洗指令控制所述取样机进行自清洗；
其中，所述取样机的取样钻头为螺旋式结构，在进行钻头自清洗的过程中，所述取样钻头根据差速旋转原理将所述目标车厢中的物料带动向上运动，以将上一次取样时残留在所述取样钻头中的物料排出。
通过上述实现方式，可以提升取样得到的样品的纯净性，避免出现将不同批次的样品混合的交叉污染情况。
在可选的实施方式中，所述取样机上设置有第一接料斗和第二接料斗，所述第一接料斗位于所述第二接料斗的上方；
在所述取样机按照所述随机取样方案对所述目标火车进行取样的取样过程中，当所述取样机的取样钻头对当前取样点取样完成时，将取得的样品暂存在所述第一接料斗中；
在所述取样钻头对所述随机取样方案中的下一个取样点进行取样时，所述第一接料斗中暂存的样品卸载到所述取样机的输送皮带上，并在输送过程中按照所述随机取样方案中的缩分比例对样品进行破碎和缩分处理，将经过破碎和缩分处理的样品输送到所述第二接料斗中，所述第二接料斗中收集的样品用于样品包装。
通过上述实现方式，有利于提升采样效率，可缩短取样时间。
在可选的实施方式中，所述取样机的取样钻头上设置有保护结构；
所述保护结构用于在所述取样钻头接触到车厢中的拉筋，或，在所述取样钻头触碰到车厢底部时，开启触底反弹保护功能。
通过上述实现方式，可以保护车厢和取样机的取样钻头，可提升取样安全性。
在可选的实施方式中，所述方法还包括：
获取所述现场监控系统发送的取样运动轨迹；
根据所述取样运动轨迹确定取样进度；
根据所述取样进度向包装机控制系统发送包装指令，以供所述包装机控制系统根据所述包装指令分配当前检验批号对应的样桶，并启动传输轨道将所述当前检验批号对应的样桶送入接料转盘，用以承接所述取样机取得的样品。
通过上述实现方式，提供了一种在取样后进行自动包装的实现方式，通过远程取样控制系统将不同的取样处理系统进行关联，可以快速实现样品流转，可以提升取样检验的处理效率。
在可选的实施方式中，所述方法还包括：
在所述取样机取得的样品装入所述样桶的过程中，获取所述包装机控制系统发送的包装进度，所述包装进度根据所述样桶中的料位高度确定；
根据所述包装进度向所述包装机控制系统发送封装编码信息，以供所述包装机控制系统根据所述封装编码信息对当前的样桶进行封装并编码，所述封装编码信息用于指示当前检验批号以及当前检验批号对应的物料信息；
将所述封装编码信息发送给所述质量管理系统，以供所述质量管理系统根据所述封装编码信息对检验后的样品检验结果进行关联存储。
通过上述实现方式，远程取样控制系统根据包装机控制系统在样品装入过程中发送的包装进度，向包装机控制系统和质量管理系统发送封装编码信息，有助于提升样品信息的保密性。
第二方面，本申请实施例提供一种取样处理系统，包括远程取样控制系统、现场监控系统、现场取样控制系统以及包装机控制系统；
所述现场监控系统、现场取样控制系统和所述包装机控制系统均与所述远程取样控制系统通信连接；
所述远程取样控制系统与铁路运行系统通信连接，所述远程取样控制系统还与质量管理系统通信连接；
所述取样处理系统用于实现前述第一方面所述的方法。
通过上述取样处理系统，可以进行远程取样，通过远程取样控制系统、铁路运行系统、质量管理系统之间的协同配合，无需人为反复核对确认即可完成轨道锁定和信息对接，可以保护车道和火车的安全，并缩短处理时间。通过远程取样控制系统、现场监控系统以及现场取样控制系统之间的配合，可以实现自动取样控制，无需工作人员选取取样点位置和取样量。远程取样控制系统可以根据现场监控系统发送的数据生成随机取样方案，从而指导现场取样控制系统对取样机进行取样控制。以此通过远程取样控制系统与多种系统设备之间的协调配合实现远程取样，可以降低人为因素对于取样过程带来的影响，样品检验的客观性和代表性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例提供的一种取样处理系统的网络拓扑示意图。
图2为本申请实施例提供的一种取样控制方法的流程图。
图3为本申请实施例提供的一种取样控制方法的部分流程图。
图4为本申请实施例提供的一个实例中的取样处理流程的示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。
请参阅图1，图1为本申请实施例提供的一种取样处理系统的网络拓扑示意图。该取样处理系统包括：远程取样控制系统、现场监控系统、现场取样控制系统以及包装机控制系统。该取样处理系统中的每个系统内可以包括计算机、服务器，部分系统可以由服务器集群搭建。远程取样控制系统具有控制优先级，可以对其他系统下发控制指令。
其中，现场监控系统、现场取样控制系统和包装机控制系统均与远程取样控制系统通信连接。现场监控系统中可包括多种采集设备，用于对取样现场进行监控，从而为远程取样控制系统确定取样方案、监控取样进度提供数据参考。
如图1所示，远程取样控制系统通过网络交换机与各个系统进行数据交互。远程取样控制系统通过网络交换机与铁路运行系统通信连接，远程取样控制系统还通过网络交换机与质量管理系统通信连接，远程取样控制系统可通过网络交换机与现场监控系统通信连接，远程取样控制系统可以将现场监控系统采集到的数据发送给远程监控中心的监控机进行显示。
现场取样控制系统和包装机控制系统分别与部署在取样现场的上位机进行数据交互，部署在取样现场的上位机通过无线网桥连接网络交换机，从而通过网络交换机与远程取样控制系统进行通信连接，以此实现现场取样控制系统与远程取样控制系统之间、包装机控制系统与远程取样控制系统之间的数据交互。
该取样处理系统用于实现本申请实施例提供的取样控制方法。
取样处理系统的各个内部系统之间可以通过预设的专用接口进行数据交互，通过远程取样控制系统与一体化系统、铁路运行系统、质量管理系统之间的有机网络通信，可以将火车的待取物料对应的检验批号、车架号、编组、运行信息等信息自动对接到各个系统，实现多系统的数据共享。
在该取样处理系统中，部署在现场的控制系统通过无线网桥技术接入信息系统的主干网络，从而进行实时通讯，使得取样作业在远程取样控制系统、现场取样控制系统和包装机控制系统的配合下完成，实现取样过程被不同设备访问查看，可以改善取样流程中的信息孤岛问题。其中，可以通过在各个系统之间增设网络防火墙，以使各系统高效稳定运行，提升数据安全性。
为了使得取样运行机制安全可控，现场取样控制系统可以采用PLC(ProgrammableLogic Controller，可编程逻辑控制器)搭建，可以基于PLC控制技术对现场执行设备(例如隔离变压器、滤波器、变频器、升降机等与取样流程有关的电气设备)进行过流、过载、过压、相序和紧急停车保护，通过程序软管理的方式对现场执行设备进行故障自诊断、数据采集、复位控制，以便于在系统出现故障时提供数据参考和干预保护，有利于取样流程的顺利进行，避免因设备故障问题造成火车停运时间过长，节约火车停时费用。
在现场取样控制系统的控制作用下，位于取样现场的取样机可以在移动过程中对火车装载的物料进行取样，现场取样控制系统可实时地与一体化系统、质量管理系统进行间接通信，从而实现取样过程中的数据上传/下载。
本申请实施例中，取样处理系统采用C/S架构，通过SQL Server数据库进行数据管理和存储。其中，取样处理系统中的远程取样控制系统作为主站，部署在现场的上位机作为从站，当确定存在服务异常现象时，才允许工作人员通过现场上位机对现场取样控制系统和包装机控制系统进行取样控制。
作为一种实施方式，远程监控中心和远程取样控制系统可通过网线、光纤连接光纤收发器，光纤收发器连接网络交换机，网络交换机依次通过有源以太网(Power OverEthernet，POE)模块、避雷器接入控制侧的无线网桥。控制侧的无线网桥基于微波通信与执行侧的无线网桥通信。执行侧的无线网桥依次通过避雷器、有源以太网模块、网络交换机连接部署在现场的设备，部署在现场的设备包括现场取样控制系统、现场监控系统、上位机，以此形成一个局域网中混合有线和无线网络的取样机管理网络系统，有利于改善火车取样信息的系统孤岛问题。基于该实施方式的无线网络架构，取样机可以在远程/现场控制下对火车进行移动取样。
包装机控制系统用于在远程取样控制系统的控制下，对取样后的样品进行包装控制，从而将取样得到的样品进行封装编码，以便于在自动包装过程中对取样检验信息进行保密。
质量管理系统用于存储待抽检对象的抽检信息，可用于存储取样过程中得到的取样信息，还可以用于存储样品包装过程中的样桶记录信息。取样信息和样桶记录信息可以被存储到数据库中进行备份。
通过上述取样处理系统，可以进行远程取样，通过远程取样控制系统、铁路运行系统、质量管理系统之间的协同配合，无需人为反复核对确认即可完成轨道锁定和信息对接，可以保护车道和火车的安全，并缩短处理时间。通过远程取样控制系统、现场监控系统以及现场取样控制系统之间的配合，可以实现自动取样控制，无需工作人员选取取样点位置和取样量。远程取样控制系统可以根据现场监控系统发送的数据生成随机取样方案，从而指导现场取样控制系统对取样机进行取样控制。以此通过远程取样控制系统与多种系统设备之间的协调配合实现远程取样，可以降低人为因素对于取样过程带来的影响，有利于堵塞取样检验的管理漏洞，有利于消除管理盲区。
可以理解的是，图1所示结构仅作为示意，不应理解为对本申请的限制。
请参阅图2，图2为本申请实施例提供一种取样控制方法的流程图。该方法可应用于本申请实施例提供的远程处理系统，例如可以应用于远程处理系统中的远程取样控制系统。
方法包括步骤S21-S24。步骤S21-S24可以由远程取样控制系统执行。
S21：在检测到目标火车进入取样轨道后，远程取样控制系统向铁路运行系统发送锁定信号，以供铁路运行系统根据锁定信号将取样轨道锁定。
其中，目标火车进入取样车道后，工作人员可以通过远程取样控制系统向铁路运行系统发送锁定信号，以使铁路运行系统根据接收到的锁定信号将目标火车所在的取样轨道锁定，以联锁保护的方式锁定取样轨道，防止其他火车进入该取样轨道，对目标火车和火车所在的取样轨道进行联锁保护。可选的，可以在远程监控中心检测到目标火车进入取样轨道后，触发远程取样控制系统向铁路运行系统发送锁定信号。
S22：远程取样控制系统导入目标火车的进厂信息，并将进厂信息与质量管理系统提供的抽检信息进行匹配，用以识别目标火车是否为待抽检对象，进厂信息中包括目标火车的车辆信息以及当前所运物资的物资信息。
其中，远程取样控制系统可通过一体化系统导入目标火车的进厂信息，将进厂信息和物流信息系统中与该目标火车相关的物流信息对接。远程取样控制系统根据进厂信息得到该目标火车的车辆信息(例如车号)，以及该目标火车当前所运物资的物资信息(例如物资品种)，将进厂信息与质量管理系统的抽检信息进行匹配，将进厂信息中的车号与抽检信息中的抽检车号进行比较，如果抽检信息中存储该目标火车的车号，则确定该目标火车为待抽检对象，如果抽检信息中不存在该目标火车的车号，则需要提示工作人员通过物流信息系统进行数据核实、补录，直至确定该目标火车为本次的待抽检对象，才允许取样机对该目标火车进行取样。
S23：在确定目标火车为待抽检对象时，远程取样控制系统获取现场监控系统发送的车厢图像数据以及物料数据，并根据车厢图像数据和物料数据生成随机取样方案，随机取样方案中包括取样点信息以及每个取样点的取样量。
其中，当远程取样控制系统读取目标火车的进厂信息后，可以根据抽检信息检索该目标火车对应的取样日期和检验批号，确定该目标火车的车厢卡数。
当确定目标火车被锁定在取样轨道上，且目标火车是本次的待抽检对象时，远程取样控制系统可获取现场监控系统发送的监控数据，监控数据包括该目标火车的车厢图像数据以及物料数据。车厢图像数据可通过现场监控系统中的图像采集设备采集得到，用于展示车辆整体结构图像，物料数据可通过现场监控系统中的激光检测设备检测得到。车厢图像数据和物料数据用于构建车辆的取样模型。
作为S23的一种实现方式，如图3所示，S23可以包括子步骤S231-S235。
S231：远程取样控制系统获取图像采集设备采集的车厢图像数据。
S232：远程取样控制系统获取激光检测设备采集的物料高度和物料宽度。
S233：远程取样控制系统基于车厢图像数据以及目标火车的车辆信息，确定目标火车的车厢有效区域，以及车厢有效区域对应的物料取样区域。
S234：远程取样控制系统基于物料高度、物料宽度以及物料取样区域生成取样模型。
S235：远程取样控制系统基于取样模型生成随机取样方案。
通过上述S231-S235的实现方式，基于数字图像处理技术确定目标火车的车厢有效区域和物料取样取样，基于激光检测技术得到物料高度和物料宽度，然后根据图像处理结果和激光检测到的物料高度、物料宽度构建取样模型，再基于取样模型生成随机取样方案，以此得到此次取样方案中的取样点信息以及每个取样点的取样量，可以避免人为因素对取样点的选择造成干扰。
其中，S235可以包括：远程取样控制系统根据目标火车的车厢卡数，对取样模型进行随机取点，生成随机取样方案。其中，车厢卡数是指目标火车用于装载物料的车厢数量(车厢节数)。在生成随机取样方案的过程中，基于三维数据处理技术确定出物料的三维尺寸后，根据物料三维尺寸建立取样模型，按照随机布点、概率均等原则对取样模型进行随机取点，从而随机生成三维取点坐标，作为取样点的坐标。
以此可以在有效的取样区域内满足取样随机性要求，从而进行取样。
可选的，在生成随机取样方案后，取样控制方法还可以包括：远程取样控制系统将取样模型以及随机取样方案中的取样点显示在监控界面上。其中，远程取样控制系统可以将取样模型和随机取样方案中的取样点发送给远程监控中心，以供远程监控中心的监控界面对取样模型和取样点信息进行显示。以此可以将取样过程中的数据可视化，用户可以通过监控界面进行直观视图取样，有利于提升取样安全性，有利于用户分析取样异常情况。
其中，在生成随机取样方案后，可以执行S24。
S24：远程取样控制系统根据随机取样方案向现场取样控制系统发送取样指令，以供现场取样控制系统根据取样指令控制取样机对目标火车进行取样。
其中，取样指令中可以包括此次取样的取样点坐标、该取样点坐标对应的取样量，以及该取样点坐标对应的缩分比例。
在一个应用场景下，当目标火车进入取样轨道后，远程取样控制系统通过铁路运行系统远程锁定取样轨道，并自动导入该目标车辆的取样信息(包括进厂信息和抽检信息)，将取样信息与质量管理系统中的抽检信息进行匹配比对，以此进行本次取样过程的信息对接。在确定目标车辆为本次的待抽检对象后，根据现场监控系统反馈的数据生成该目标火车的取样模型，并按照设定的取样规则对取样模型进行随机取点，从而生成随机取样方案。当确定取样方案后，工作人员可以对随机取样方案进行核实确认，在确认取样方案后，可通过远程取样控制系统向现场取样控制系统发送包含取样信息的取样指令，以使现场取样控制系统启动取样机，并控制取样机按照取样信息中的检验批号、车号顺序，以及随机取样方案中的随机取样点坐标进行取样操作，从而对目标火车所运的物料进行取样。
其中，在取样过程中，远程取样控制系统可以通过现场取样控制系统采集取样过程中的各执行设备的运行状态。远程取样控制系统可以现场取样控制系统采集的设备运行状态，以及现场监控系统采集得到的现场取样监控数据，确定当前的取样任务处于哪个任务状态(例如可能处于未开始取样、取样进行中、此次取样完成、第几个取样点已经取样完成等任务状态)，根据确定出的任务状态可以进行取样任务分析，从而确定是否需要人工干预取样。在检测取样机出现设备故障时，远程取样控制系统可以向现场取样控制系统和远程监控中心发出报警提示，从而提醒现场工作人员和监控中心的工作人员进行排查处理。
在一个实例中，远程取样控制系统预先按照取各种车厢的结构标准参数设计了对应的车型图像模型，在截取图像采集设备(例如摄像机)采集的车厢装载的物料料面视图后，通过对车辆图像、物料料面视图进行特征提取和等值化分析后，识别出车厢有效区域，根据车厢有效区域确定物料有效取样区域，得到单个平面上的物料取样区域。在物料取样区域确定后，可根据激光检测设备采用全自动激光检测技术测出的物料高度和物料宽度，得到取样料面的有效绝对宽度和有效绝对高度，从而根据取样料面的有效绝对宽度和有效绝对高度和单个平面的物料取样区域确定出物料三维尺寸。然后按照横向分三块、纵向深度分三层的设计要求，建立取样所用的坐标模型，按随机布点、几率均等方法在横向和纵向的三维坐标中进行随机布点，并在模型中标示出车厢边界和各取样点的坐标，生成的取样坐标显示在监控界面上。
可选的，设定的取样规则可以是：根据车厢卡数确定取样点的数量、每个取样点的坐标，以及每个取样点对应的缩分比例。例如，取样规则可以是：每个取样点的取样量大于或等于5千克，对于7卡以下的火车，每个车厢可取3个取样点，缩分比例在370-390次(例如380次)，对于7卡以上且15不超过15卡的火车，每个车厢可取2个取样点，缩分比例在330-350次(例如340次)。对于15卡以上的火车，每个车厢可取1个取样点，缩分比例在290-310次(例如300次)，每个批次的物料取样量大于15千克，且小于30千克。对于每个车厢的物料取样区域，可以取整个车厢中与车厢边缘、车厢地板距离在40毫米以上的取样作为该车厢的物料取样区域，基于这样确定出的物料取样区域以及激光检测到的物料三维尺寸，可以建立该车厢本次对应的取样模型，并根据车厢卡数确定随机取样方案，对取样模型进行随机取点。在确定随机取样方案后，现场取样控制系统根据远程取样控制系统下发的取样指令，更新取样点坐标和缩分比例，从而对目标火车的各节车厢进行取样。例如，对于检验批号为JYP-2003200001、物料类型为焦煤类、车厢卡数为11卡的目标火车，可以按照每卡(即装载有物料的每节车厢)随机取2个取样点，以缩分比例为330次、取样量达21千克的取样方式控制取样机对该目标火车进行取样。可以理解的是，本领域技术人员可以根据时间取样需求更改取样规则，从而基于不同的取样规则进行随机取样。
通过上述S21-S24的方法，提供了一种可以进行远程取样控制的方法，在该方法中，通过远程取样控制系统、铁路运行系统、质量管理系统之间的协同配合，无需人为反复核对确认即可完成轨道锁定和信息对接，可以保护车道和火车的安全，并缩短处理时间。在远程取样控制系统确定锁定在取样轨道上的目标火车时待抽检对象时，通过远程取样控制系统、现场监控系统以及现场取样控制系统之间的配合，可以实现自动取样控制，无需工作人员选取取样点位置和取样量。远程取样控制系统可以根据现场监控系统发送的数据生成随机取样方案，从而指导现场取样控制系统对取样机进行取样控制。以此通过远程取样控制系统与多种系统设备之间的协调配合实现远程取样，可以降低人为因素对于取样过程带来的影响，有利于堵塞取样检验的管理漏洞，有利于消除管理盲区。
其中，可以在每次进行取样任务(每节车厢可对应一个取样任务)时，根据当前的取样任务按取样规则构建取样模型，为每个取样任务分别生成对应的随机取样方案，采用“一对一”动态派位的作业方式控制取样机按照各取样任务的随机取样方案进行取样，既支持取样机在多条轨道上对同一批次的物料进行取样，也支持对一条轨道上的多种批次物料进行取样。不同检验批号的物料可进行区别布点取样，根据检验批号的变化可自适应调整取样点数和缩分比例。取样机可按每个取样任务下的车厢停摆在轨道上的位置顺序和各车厢分别对应的取样坐标进行移动并取样。
远程监控系统可实时监控取样机的取样钻头的运动轨迹，并将运动轨迹发送给远程取样控制系统。远程取样控制系统根据取样任务的变化实时调整每个取样点钻头深度和缩分比例，并根据调整的取样点钻头深度和缩分比例向现场取样控制系统下发新的取样指令。在取样过程中，远程监控系统可监控取样坐标和现场设备的工况运行状态的变化。
其中，为了避免各批次检验的物料在进行取样任务切换时出现混料现象，即为了避免出现不同取样任务或不同检验批号的物料之间出现交互混合污染，在执行S24之前，取样控制方法可以包括：钻头自清洗环节。
该钻头自清洗环节的实施步骤包括步骤S237-S238。
S237：远程取样控制系统根据目标火车上的各节车厢对应的检验批号，判断各节车厢所运的物料是否为新的进厂物料。
其中，远程取样控制系统可将当前车厢对应的检验批号与上一次的检验批号进行比较，在确定两个检验批号不同时，视为当前车厢(即，目标车厢)的物料为新的进厂物料。上一次的检验批号是指：取样机上一次取样时的样品对应的检验批号(上一次检验的物料可能是该目标火车上的其他车厢所运的物料，也可能是其他火车的车厢所运物料)。
S238：远程取样控制系统在确定出目标火车的目标车厢所运的物料为新的进厂物料时，向现场取样控制系统发送钻头自清洗指令，以供现场取样控制系统根据钻头自清洗指令控制取样机进行自清洗。
本申请实施例中，取样机的取样钻头可以为螺旋式结构，在进行钻头自清洗的过程中，取样钻头根据差速旋转原理将目标车厢中的物料带动向上运动，以将上一次取样时残留在取样钻头中的物料排出。
在一个实例中，取样钻头的驱动电机功率为15千瓦，取样钻头的减速机输出转速为270转/分钟，取样钻头端部采用螺旋式结构。在每次进行物料切换时(切换物料的检验批次时)，远程取样控制系统可以向现场取样控制系统发送钻头自清洗指令，以供现场取样控制系统控制取样机进行自清洗。
作为一种实现方式，在正常取样过程中，取样钻头根据差速旋转控制原理，通过取样机上设置的压力传感器将压力信号传递到取样钻头，取样钻头的螺旋式钻杆在差速旋转作用驱动下克服物料自重和钻头的筒壁摩擦力，反复将物料挤压破碎，以使物料被提起，并在钻筒内形成连续的高速料流，由取样钻头的螺旋叶片将挤压破碎的物料旋转带动向上运动，然后将上次取样的微量粘附物从顶部排料孔排出，仅留下到达下钻深度的部分物料(即新检验批次的物料)，以此实现取样钻头的自清洗功能。在取样机进行卸料时，可通过螺旋提升器反向旋转动力将取得的物料从取样钻头的圆周外筒底端排出，以此清除取样钻头处粘附、堵塞的物料，避免造成样品交叉污染。
在一个应用场景下，可以在现场取样控制系统控制取样机按照随机取样方案中的各个取样点进行取样时，取随机取样方案中的第一个取样点的坐标进行取样钻头的自清洗。自清洗过程中，取样钻头的钻杆顶部的接料斗可处于关闭状态，上一批次残留的物料可收集到专门的收料斗中进行处理。当前检验批次的物料可以作为本次取样的样品。可以理解的是，对于自清洗过程中的不同批次的物料可以采用不同的处理方式进行收集或存放。
在其他应用场景下，可以在按照随机取样方案中的所有取样点的坐标进行取样之前，选择一个与随机取样方案中不同的坐标点进行取样钻头的自清洗。在自清洗结束后，取样机可根据远程取样控制系统下发的取样指令，按照随机取样方案中的各个取样坐标点对当前批次物料进行取样。
通过上述取样钻头的自清洗实现方式，可以提升取样得到的样品的纯净性，避免出现将不同批次的样品混合的交叉污染情况。
在一个实例中，取样机上设置有第一接料斗和第二接料斗，第一接料斗位于第二接料斗的上方。
在取样机按照随机取样方案对目标火车进行取样的取样过程中，当取样机的取样钻头对当前取样点取样完成时，取样机将取得的样品暂存在第一接料斗中。
在取样钻头对随机取样方案中的下一个取样点进行取样时，第一接料斗中暂存的样品卸载到取样机的输送皮带上，并在输送过程中按照随机取样方案中的缩分比例对样品进行破碎和缩分处理，将经过破碎和缩分处理的样品输送到第二接料斗中，第二接料斗中收集的样品用于样品包装。
该处理过程中，对于取样点完成取样时，将经过破碎和缩分处理的样品输送到第二接料斗后，残留在取样钻头中的余料可以排到当前取样的车厢中。
通过上述的实现方式，有利于提升采样效率，可缩短取样时间。
其中，可以通过检测第二接料斗的样品料位高度，从而根据第二接料斗的样品料位高度确定是否将第二接料斗中的样品导入包装机控制系统选定的样桶，从而进行后续样品包装。
在一个应用场景下，取样机的取样钻头上设置有保护结构，该保护结构用于在取样钻头接触到车厢中的拉筋，或，在取样钻头触碰到车厢底部时，开启触底反弹保护功能。在取样过程中，如果检测到取样钻头碰到车厢中的拉筋，或检测到取样钻头下钻到车厢底部，或检测到取样钻头距离车厢边缘之间的距离小于设定值(例如距离小于40毫米)时，保护结构进行触底反弹，从而保护车厢和取样机的取样钻头，以此可提升取样安全性。
可选的，在S24之后，取样控制方法还可包括自动包装环节。在自动包装环节，远程取样控制系统可以向包装机控制系统发送包装信号，以供包装机控制系统根据包装信号，按当前取样得到的样品对应的检验批号，进行样品收集、封盖、编码。
在将取样得到的样品按检验批号进行封装后，远程取样控制系统或包装机控制系统可以为每个样桶中的样品生成编码信息，编码信息可以呈现为依附于样桶上的二维码，也可以是写入样桶的集成电路卡中的射频标签信息，即，以射频标签信息指示编码信息，将射频标签与集成电路卡关联后，可以将关联的内容上传至质量管理系统，取样流程结束。其中，可用带有射频识别标签的卡盖对样品进行封装，成功而实现检验物料敏感信息全流程保密。
作为一种实施方式，自动包装环节的实施步骤可包括：步骤S25-S27。
S25：远程取样控制系统获取现场监控系统发送的取样运动轨迹。
其中，取样运动轨迹可以是取样机和取样钻头的运动轨迹。
S26：远程取样控制系统根据取样运动轨迹确定取样进度。
取样进度可以是：开始当前检验批次的第一个取样点的取样、已经完成第5个取样点的取样等、已经完成当前检验批次的所有取样点的取样等进度。
S27：远程取样控制系统根据取样进度向包装机控制系统发送包装指令，以供包装机控制系统根据包装指令分配当前检验批号对应的样桶，并启动传输轨道将当前检验批号对应的样桶送入接料转盘，用以承接取样机取得的样品。
其中，包装指令作为包装信号，可以是确定取样机开始对当前检验批次、当前取样任务的第一个取样点进行取样时，由远程取样控制系统发送给包装机控制系统的。可以理解的是，发送包装指令的时机并不唯一，例如可以根据第二接料斗中的物料料面深度确定发送包装指令的时间，可以在第二接料斗快要接满物料时发送包装指令，只要能够及时接到取样机取得的样品，避免取样机无处可容纳样品即可。
包装机控制系统在接收到远程取样控制系统发送的包装指令后，可以对包装指令进行解析，得到此次包装过程对应的取样信息。包装机控制系统在接收到远程取样控制系统发送的包装指令后，可以根据当前取样过程对应的检验批号分配当前检验批号对应的样桶，并将样桶送入传输轨道，通过传输轨道将轨道上的样桶送入接料转盘，通过接料转盘上的样桶可承接取样机取得的样品。其中，对于同一检验批次的物料样品可装入同一个样桶(即，样品桶)，对于不同检验批次的物料样品需要分配不同的样桶进行样品包装。在每次将样品装入样桶时，可以检测样桶的料位并记录料位。对于上一批次残留的余料，包装机控制系统可以通过样品收集器将余料收集后进行保存。对于当前检验批次未装完的物料，包装机控制系统可分配一个新的样品桶继续收集当前检验批次的后续样品。
通过上述S25-S27的实现方式，提供了一种在取样后进行自动包装的实现方式，通过远程取样控制系统将不同的取样处理系统进行关联，可以快速实现样品流转，可以提升取样检验的处理效率。
可选的，取样控制方法还可包括：S28-S29。
S28：在取样机取得的样品装入样桶的过程中，获取包装机控制系统发送的包装进度，包装进度根据样桶中的料位高度确定。
S29：根据包装进度生成封装编码信息。
其中，封装编码信息用于指示当前检验批号以及当前检验批号对应的物料信息。远程取样控制系统可将生成的封装编码信息发送给包装机控制系统，以供包装机控制系统根据封装编码信息对当前的样桶进行封装并编码，远程取样控制系统还可以将封装编码信息发送给质量管理系统，以供质量管理系统根据封装编码信息对检验后的样品检验结果进行关联存储。
可选的，包装机控制系统和/或远程取样控制系统可以为当前检验批次的物料生成封装编码信息。编码实现方式有多种，可以根据样品的检验批号、物料名称进行多次编码或解码，只要能够提升样品流转过程中的数据安全性即可。
通过上述S28-S29的实现方式，远程取样控制系统根据包装机控制系统在样品装入过程中发送的包装进度，向包装机控制系统和质量管理系统发送封装编码信息，有助于提升样品信息的保密性。
其中，在对样品封装完成，并确定取样流程结束时，远程取样控制系统可以向现场取样控制系统和包装机控制系统发送复位指令，以供所述现场取样控制系统控制取样现场的取样机返回起点，包装机控制系统根据复位指令将传输轨道、接料转盘复位关闭。
可选的，取样处理系统可以根据取样过程的进行生成取样信息记录表，可根据包装过程的进行生成样桶信息记录表，以此有利于数据追溯。
在一个实例中，取样信息记录表和样桶信息记录表分别如下表1、表2所示。
表1
| 序号 | 字段名 | 类型 | 大小 | NULL值 | 序号 | 字段名 | 类型 | 大小 | NULL值 |
| 1 | 取样编号 | char | 30 | 否 | 10 | 厂商 | char | 50 | 可 |
| 2 | 取样日期 | char | 20 | 否 | 11 | 物料名称 | char | 50 | 否 |
| 3 | 取样时间 | char | 20 | 否 | 12 | 设备选择 | char | 50 | 可 |
| 4 | 取样点位 | char | 30 | 可 | 13 | 预计入桶号 | char | 30 | 否 |
| 5 | 检验批次号 | char | 30 | 否 | 14 | 取样点数 | Int | 10 | 可 |
| 6 | 本批次号节数 | int | 50 | 可 | 15 | 取样坐标 | char | 50 | 可 |
| 7 | 取样样码 | char | 20 | 可 | 16 | 是否清洗 | char | 10 | 可 |
| 8 | 车厢号 | int | 20 | 可 | 17 | 取样人员 | char | 30 | 可 |
| 9 | 车型 | char | 20 | 可 | 18 | 备注 | char | 50 | 可 |
表2
在一个应用场景下，如图4所示，取样处理流程包括：在目标火车进入取样轨道后，锁定取样轨道，通过远程取样控制系统与各个系统进行取样信息对接。在远程取样控制系统收到用户发起的人工取样启动信号或自动取样启动信号时，远程取样控制系统根据现场监控系统发送的数据以及当前目标火车的数据生成随机取样方案，并根据随机取样方案触发现场取样控制系统启动取样机。远程取样控制系统在确定当前要取样的物料为新的检验批次的物料时，触发现场取样控制系统控制取样机进行钻头自清洗，自清洗完成后，取样机按照远程取样控制系统提供的车号顺序和取样点坐标进行取样。并且在取样机进行取样后，远程取样控制系统触发包装机控制系统开启样品收集与包装工作。包装机控制系统根据当前检验批次的物料分配样桶。在检测到当前批次的物料取样完成时，对样桶进行封装编码，在取样流程结束时，远程取样控制系统触发现场取样控制系统控制取样机返回起点。
综上所述，通过本申请实施例提供的取样控制方法和取样处理系统，自动化程度较高以及系统稳定，可以自动检测火车车厢尺寸，取样过程可以根据现场监控系统采集的数据随机布点，消除取样盲区，提升样品信息的保密性，使得样品检验结果更具有代表性，可以快速实现取样检验，有利于降低火车停在取样轨道上的时间。以此可以弥补现有取样方法存在的流程漏洞，消除管理盲区，提升取样检验结果的准确率，避免对样品检验管理的客观性和代表性造成制约，可以避免取样检验失真导致质量波动大而影响企业生产。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露系统和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的实施例仅仅是示意性的，例如，部分系统的功能可以结合或者可以集成到另一个系统。另外，作为分离部件说明的系统可以是或者也可以不是物理上分开的，用于显示的设备可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
需要说明的是，功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以用软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备执行本申请各个实施例方法的全部或部分步骤。
在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种取样控制方法，其特征在于，应用于远程取样控制系统，所述方法包括：
在检测到目标火车进入取样轨道后，向铁路运行系统发送锁定信号，以供所述铁路运行系统根据所述锁定信号将所述取样轨道锁定；
导入所述目标火车的进厂信息，并将所述进厂信息与质量管理系统提供的抽检信息进行匹配，用以识别所述目标火车是否为待抽检对象，所述进厂信息中包括所述目标火车的车辆信息以及当前所运物资的物资信息；
在确定所述目标火车为待抽检对象时，获取现场监控系统发送的车厢图像数据以及物料数据，并根据所述车厢图像数据和所述物料数据生成随机取样方案，所述随机取样方案中包括取样点信息以及每个取样点的取样量；
根据所述随机取样方案向现场取样控制系统发送取样指令，以供所述现场取样控制系统根据所述取样指令控制取样机对所述目标火车进行取样。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述现场监控系统包括图像采集设备和激光检测设备，所述获取现场监控系统发送的车厢图像数据以及物料数据，并根据所述车厢图像数据和所述物料数据生成随机取样方案，包括：
获取所述图像采集设备采集的车厢图像数据；
获取所述激光检测设备采集的物料高度和物料宽度；
基于所述车厢图像数据以及所述目标火车的车辆信息，确定所述目标火车的车厢有效区域，以及所述车厢有效区域对应的物料取样区域；
基于所述物料高度、所述物料宽度以及所述物料取样区域生成取样模型；
基于所述取样模型生成所述随机取样方案。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述取样模型生成所述随机取样方案，包括：
根据所述目标火车的车厢卡数，对所述取样模型进行随机取点，生成所述随机取样方案。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
将所述取样模型以及所述随机取样方案中的取样点显示在监控界面上。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在根据所述随机取样方案向现场取样控制系统发送取样指令之前，所述方法还包括：
根据所述目标火车上的各节车厢对应的检验批号，判断各节车厢所运的物料是否为新的进厂物料；
在确定出所述目标火车的目标车厢所运的物料为新的进厂物料时，向所述现场取样控制系统发送钻头自清洗指令，以供所述现场取样控制系统根据所述钻头自清洗指令控制所述取样机进行自清洗；
其中，所述取样机的取样钻头为螺旋式结构，在进行钻头自清洗的过程中，所述取样钻头根据差速旋转原理将所述目标车厢中的物料带动向上运动，以将上一次取样时残留在所述取样钻头中的物料排出。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述取样机上设置有第一接料斗和第二接料斗，所述第一接料斗位于所述第二接料斗的上方；
在所述取样机按照所述随机取样方案对所述目标火车进行取样的取样过程中，当所述取样机的取样钻头对当前取样点取样完成时，将取得的样品暂存在所述第一接料斗中；
在所述取样钻头对所述随机取样方案中的下一个取样点进行取样时，所述第一接料斗中暂存的样品卸载到所述取样机的输送皮带上，并在输送过程中按照所述随机取样方案中的缩分比例对样品进行破碎和缩分处理，将经过破碎和缩分处理的样品输送到所述第二接料斗中，所述第二接料斗中收集的样品用于样品包装。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述取样机的取样钻头上设置有保护结构；
所述保护结构用于在所述取样钻头接触到车厢中的拉筋，或，在所述取样钻头触碰到车厢底部时，开启触底反弹保护功能。
8.根据权利要求1-7任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取所述现场监控系统发送的取样运动轨迹；
根据所述取样运动轨迹确定取样进度；
根据所述取样进度向包装机控制系统发送包装指令，以供所述包装机控制系统根据所述包装指令分配当前检验批号对应的样桶，并启动传输轨道将所述当前检验批号对应的样桶送入接料转盘，用以承接所述取样机取得的样品。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述取样机取得的样品装入所述样桶的过程中，获取所述包装机控制系统发送的包装进度，所述包装进度根据所述样桶中的料位高度确定；
根据所述包装进度向所述包装机控制系统发送封装编码信息，以供所述包装机控制系统根据所述封装编码信息对当前的样桶进行封装并编码，所述封装编码信息用于指示当前检验批号以及当前检验批号对应的物料信息；
将所述封装编码信息发送给所述质量管理系统，以供所述质量管理系统根据所述封装编码信息对检验后的样品检验结果进行关联存储。
10.一种取样处理系统，其特征在于，包括远程取样控制系统、现场监控系统、现场取样控制系统以及包装机控制系统；
所述现场监控系统、现场取样控制系统和所述包装机控制系统均与所述远程取样控制系统通信连接；
所述远程取样控制系统与铁路运行系统通信连接，所述远程取样控制系统还与质量管理系统通信连接；
所述取样处理系统用于实现权利要求1-9任一项所述的方法。
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