铁路车号自动识别系统在天铁的应用

毕 胜

（天津天铁冶金集团运输部工电段，河北涉县056404）

1 引言

天津天铁冶金集团有限公司是具有年产800万t铁、800万t钢、1000万材的大型国有钢铁企业。天铁运输部承担着公司的原燃料的输入、产品的外运及厂内物流的铁路运输任务。随着天铁生产规模的发展，原有铁路运输的手工车辆信息采集方式不能适应快速增长的需要，严重制约着铁路运输效率。因此，于2007年引进车号自动识别系统，提高了铁路运输效率，减轻了操作人员的劳动强度。经过几年运行后，出现了电源无指示、显示器不亮、过车不能自动开机等事故现象，经过对事故原因分析研究后，找出了事故原因，改进和优化后消除了事故现象，降低了运输成本，保障了天铁铁路运输。

2 铁路车号自动识别系统工作原理及组成

2.1 铁路车号自动识别系统工作原理

当列车到达机车、车辆信息采集器前方时，车号自动识别系统的开机磁钢传感器可捕捉到列车接近的信号，开机磁钢通过信号电缆向读出装置计算机和车辆信息采集器发出开机信号，读出装置计算机开始工作，信号采集器随即发出微波信号。当列车通过信息采集器及附近的计轴判辆磁钢装置，车辆信息采集器发射出的微波信号，把安装在机车、车辆底部的电子车辆信息标签中的车辆信息读取出来，然后通过微波反射回信息采集器，同时，计轴判辆磁钢对地面读出装置内的开、关门磁钢产生的信号进行处理后，完成对车辆的自动识别机车、车辆类型等功能。信息采集器通过射频电缆把机车、车辆信息编码传输给地面装置计算机，计算机经过调制解调和编码解码等技术处理后，把电子车辆标签中的车种、车型、车号等车辆信息还原出来并生成电子文本文件，然后计算机通过内部局域网络把生成的电子文本传输给CPS。

当CPS将接收到的通过信息采集器的整列车辆数据信息进行进一步处理后，通过内部网自动上传车种、车号、车型、车数等数据信息到运输部调度指挥系统，并提供数据查询、打印、月、日及到发站车辆报表的统计等功能。CPS可以很方便地为企业已有的其他管理应用系统（运输部调度指挥系统，TMIS等）提供车种、车型、车号、换车、制造厂、制造月等信息。同时，CPS为了方便对读出装置进行管理，把各读出装置的状态信息传输给装置管理系统。

2.2 铁路车号自动识别系统组成

2.2.1 电子标签

采用无源设计，其工作所需的电源是从照射到电子标签上的微波射频中获取的。电子标签分为机车电子标签和车辆电子标签两种，分别安装到机车和车辆底部的中梁上。电子标签由标签天线以及标签芯片两大部分构成。标签芯片内存储了每辆车的信息，与电子标签索安装车辆终身在一起，相当于机车、车辆的电子身份证。

2.2.2 标签编程器

包括标签编程设备及读写数据软件。标签编程器是用来向电子标签内读写机车、车辆的标示信息，分为便携式和车载式2种。

2.2.3 控制与处理系统（CPS）

CPS是铁路车号车次自动识别系统的一个重要组成部分，由CPS主机、终端服务器、调制解调器及相关软件组成。它的主要功能是对计算机生成的车辆数据信息文本文件进行处理和保存，并通过局域网发送给TMIS系统。

2.2.4 读出设备

读出设备由天线、机柜、各种电缆、电源等设备组成。其主要功能为当开机磁钢发出信号后，发射微波信号，通过射频电缆传送给天线辐射到空中。把接收到带有电子标签信息的微波信号，进行调制解调和解码处理后，快速传输给CPS。地面读出设备的信息流程图见图1。

图1 地面读出设备的信息流程

2.2.5 列检复示系统

主要是显示AEI装置工作状况，接收并处理CPS发送来的列车数据，同时提供数据查询、统计、打印功能等。铁路车号自动识别系统的信息流程见图2。

图2 铁路车号自动识别系统中的信息流程

3 应用效果

3.1 提高了工作效率和职工的安全性

铁路车号自动识别系统能够及时、准确地采集到列车信息，减少了恶劣天气对列车信息采集的影响，免去了人工手抄车号信息，同时避免了错号、丢号、漏号等现象，改善了工作环境，提高了值守人员的安全性和工作效率。

气压传感器一旦发生了故障，就会导致气象站不能够准确获取气压信息，一般情况下气压传感器发生了故障之后需要及时进行断电处理，将气压传感器的供电电源快速切断。气压传感器的主要故障表现为气压值具体数值起伏不定，脱离正常的数值范围，此时就需要查看气压传感器的接线状况。首先需要检车各个部件的链接，以及通气口是否畅通，部分的故障是由通气口存在异物造成的。如果不是外界的因素影响到了气压传感器导致故障的产生，那么可能是传感器自身的老化和损坏，需要进行更换新设备。

3.2 运输成本降低

自动识别系统对到达的列车根据收货单位进行快速解体，并把列车发送到收货单位同时对外发的列车根据收货单位进行快速编组并外发，每辆局车降低了停留时间3～5 h，减少了运输成本，实现了降本增效的效果，应用前后数据对比见表1。

表1 应用前后的数据对比表

4 应用中出现的故障

4.1 故障现象

夏季车号自动识别系统平均每月发生几起死机和无法启动、过车不能自动开机、显示器不亮等故障，严重影响了铁路运输效率。

4.2 故障原因分析

通过对出现的故障解剖分析后，得知造成这种情况的原因为：

（1）车号自动识别硬件系统散热性差

由于长时间在恶劣环境中工作，系统硬件散热风扇上和主板上堆积大量的灰尘，使得硬件产生的热量无法散出，加上夏季高温天气，导致散热能力更差。

查找的方法：在设备无法启动时，检查电源线与设备接触良好；测量电源线，检测供电正常；再检查发现机箱内部的CPU风扇、电源盒风扇和主板上面堆积着很厚的灰尘。

（2）电源盒电容因为高温老化

查找的方法：将损坏的电源盒进行拆解后，对其电源板上的元器件进行目测，个别电容出现鼓包现象，对鼓包的电容进行测量后，发现电容损坏。

（3）磁钢的密封性差

查找方法：提前了解列车进出厂情况，派检修人员到现场，当列车通过时，系统的主机设备运转正常，但无通过列车的信息，对车号自动识别系统的信息采集设备的磁钢和天线进行检查，天线设备没有问题，但磁钢的密封条已经损坏。

（4）受到列车运行的不断振动使磁钢移位

查找的方法：当列车通过车号自动识别系统的采集设备时，主机设备运转正常，列车数据依然没有被采集到，检查发现磁钢的螺栓松动，造成其移位。

（5）PC104主机板电阻损坏

在平时巡检时，发现车号自动识别系统的显示器有时黑屏，无法使用。通过对显示器进行拆解、解剖分析后，发现原因为PC104主机板的电阻由于电源电压不稳定，使得耐冲击性差的电阻遭到损坏。

查找方法：检查显示器的电源线，接触状态良好，更换另一个显示正常的显示器，显示器显示正常；之后对坏的显示器进行拆解，目测没有发现元器件损坏；对元器件进行测量，发现PC104主板上多个电阻损坏。

4.3 改进方法

（1）对车号识别控制系统及硬件系统进行优化改进后，散热性好，电源盒的使用时间明显延长了，降低了成本。

（2）对磁钢的密封条及磁钢的固定螺栓优化改进后，磁钢的密封性好，磁钢与车轮他面之间的距离保持不变。

（3）对PC104主机板进行优化改进后，使其稳定性得到了提高。

（4）改进前后的故障率，数据记录对比见表2。

4.4 改进效果

在铁路车号自动识别系统的应用过程中，通过不断优化改进应用中出现的故障，降低了设备故障率，更好地完善了车号自动识别系统，能够及时、准确地在采集点上自动采集到列车信息，并把采集到的信息自动发送到运输调度指挥系统，为天铁铁路运输提供及时、准确的车辆追踪管理所需的基础信息，同时便于统计报表精确计算等。

表2 改进前后数据对比表

5 结束语

车号自动识别系统在天铁应用后，提高了铁路运输效率，减少了局车停留时间，降低运输成本及人员的劳动的强度，保证了车号数据采集的及时性、准确性。

车号自动识别系统在应用的过程中出现过一些故障，通过技术分析、自主优化改进系统，更好地完善了车号自动识别系统，降低了故障率，实现了降本增效，为天铁运输生产提供了可靠的保障。

[1]刘瑞阳.铁路车号自动识别系统原理及应用[M].北京:中国铁道出版社，2003.

[2]沈海燕，史宏.铁路车号自动识别系统的实现及关键技术[J].铁路计算机应用，2005（1）：19-22.