铁路货车辅助检车分析系统的研究

李光耀

（呼和浩特铁路局 科研所，内蒙古 呼和浩特 010051）

铁路货车辅助检车分析系统的研究

李光耀

（呼和浩特铁路局 科研所，内蒙古 呼和浩特 010051）

在阐述铁路货物列车辅助检车系统总体构架的基础上，针对目前货物列车的检车需求，分析铁路货物列车辅助检车系统的硬件和软件系统组成及原理，车号识别系统主要由车号主机、判别器、磁钢及车号接收天线等设备组成，实现对通过列车车号信息的采集；图像采集系统采用四路高清数字相机实时采集图像，实现对货物列车的监测；铁路货物列车辅助检车软件实现对进出站列车车顶、车身实时图像显示、录像存储、查询、回放、抓图等功能。实践表明，铁路货物列车辅助检车系统应用效果良好。

铁路；辅助检车；货车；分析

随着铁路货运提速、加密、重载的发展趋势日益凸显，如何确保货物列车安全、快速到达目的地是铁路货运部门非常重视的问题[1]。目前常规的货物列车检查方法劳动强度大、效率低，有必要研制一套铁路货车辅助检车分析系统，对我国铁路货物运输安全发挥科学管理、超前防范的作用，并且通过对存储信息的定性定量分析，探讨货物运输事故的规律，为提高货运安全管理水平提供先进、科学的手段。

1 铁路货物列车辅助检车系统总体架构

根据目前货物列车的检车需求，铁路货车辅助检车分析系统的研究主要包括以下 3 个方面。①采用四路高清数字相机实时采集图像[2]，实现对货物列车顶部货物装载情况、车身门扣状态的监测。②研制高速车号识别系统，实现对通过列车车号信息的采集。③研制铁路货物列车辅助检车软件[3]，应用 Access 数据库及 Delphi 语言进行编写，力求界面友好，便于操作和观察，实现对进出站列车车顶、车身的实时图像显示、录像存储、查询、回放、抓图等功能。

铁路货物列车辅助检车系统的硬件系统主要由车号识别系统和图像采集系统构成，货车装载视频监视系统软件运行于工控机上可以实现货物列车站场实时监控、自动录像及同步回放功能。铁路货物列车辅助检车系统的架构如图 1 所示。

图 1 系统架构图

2 铁路货物列车辅助检车系统组成及原理

2.1 硬件系统

2.1.1 车号识别系统

车号识别系统主要由车号主机、判别器、磁钢及车号接收天线等设备组成，能够正确读取 TRANSCORE，SRT，XC，HTK 型传统 AAR 编码格式、新型 FMO编码格式的车辆及机车标签[4]，最大识别距离为 6 m，工作频率在 910.10 M～924.38 MHz 之间，能够全天候采集监测点的车辆通过信息，内容包括车次、车号、车型、自身设备信息、车辆到达时间、车辆通过时间及其他需要加载的信息等，构成完整的车辆到达与通过信息。车号接收天线安装在监测点的轨道中央，当列车到达时，磁钢传感器获取列车到达信号，触发主机开始工作，等待列车通过；当车辆经过天线上方时，读取带有车辆底部电子标签的数据，经调制解调、解码处理后还原成车次车号等数据信息。

2.1.2 图像采集系统

高清摄像机需要具备的专用功能为支持车牌识别，支持视频触发、外部 I/O 触发、网络触发、RS-485触发，支持红绿灯状态输入，支持 JPEG 抓图等，同时需要补光灯同步。频闪灯需要功率因数(PF) ＞90%，即有功功率光通量 /PCS＞220 Lm (流明)，光源效率 ＞90%，色温范围为 5 500～7 500 K，光源角度为 15°～45° 可调。双机八灯联控接线图如图 2 所示。

当接线完成时应对频闪灯进行测试，分一级测试和二级测试 2 级进行。频闪灯一级测试为通电测试，即在安装后，将一组频闪灯通电进行测试。一方面确保 4 个频闪灯整体都亮，保证接线和频闪灯都没问题；另一方面，确保 4 个频闪灯的 LED 器件都亮。二级测试也称为连接摄像机测试，即在一级测试后，将 2 组频闪灯与摄像机相连进行测试，必须确保频闪灯与相机配合没有问题，确定相机对于闪光灯的控制参数。整体测试时间在 2 h 以上，确保频闪灯和摄像机性能稳定。

2.2 软件系统

图 2 双机八灯联控接线图 (4 灯 1 组可接多组)

铁路货物列车辅助检车软件系统采用 Delphi 语言进行编写，主要包括车辆进入自动录像、自动记录通过车辆车号、手动录像、录像回放及录像检索等功能，其界面友好，方便操作和观察。铁路货物列车辅助检车系统软件主界面如图 3 所示，其中：①为视频监视区，显示 4 个摄像头的实时画面[5]；②为过车记录区，显示过车记录；③为操作区，点击相应的按钮进行操作；④为状态显示区，显示录像状态等信息；⑤为车号显示区，显示当前检测到的车号。

图 3 铁路货物列车辅助检车系统软件主界面

通过点击“设置”按钮，录入正确的管理员密码进入系统设置界面。编辑并保存每个摄像头的连接参数，包括地址、用户名、密码及端口号，关闭设置界面。然后在主界面上点击刷新按钮，如果配置正确，则可以看到每个摄像头的实时画面。编辑并保存录像位置，关闭设置界面，过车录像界面如图 4 所示。当列车经过时，系统会自动对 4 个摄像头的画面进行录像并锁定操作，过车记录框显示经过的列车车号，车号显示区显示当前车号。列车经过后，系统提示录像结束，并且要求录入车次号，车次录入框将在 30 s后自动关闭。

图 4 过车录像界面

点击“回放”按钮，进入录像回放界面图如图 5所示。双击需要查看的画面，可以进入全屏查看。一般情况下，监视系统需要 24 h 运行，当遇特殊情况关闭时，需要录入管理员密码。

图 5 录像回放界面图

特别需要说明的是，该系统应在闪光灯二级测试阶段确定相机对闪光灯的控制参数。相机对闪光灯控制参数使用配置文件方式，配置文件名为 IO_CFG. ini，存放在安装目录下。配置文件总共为 4 行，第1行为第 1 个相机对闪光灯配置参数，第 2 行为第 2 个相机对闪光灯配置参数，以此类推。每一行有19位，其中 IO 默认状态 byDefaultStatus 1 位、IO 起效时状态byIoOutStatus 1 位、输出 IO 提前时间 wAheadTime 4位、脉冲间隔时间 dwTimePluse 4 位、IO 有效持续时间 dwTimeDelay 4 位、倍频 byFreqMulti 2 位、占空比byDutyRate 2 位、保留 byRes 1 位。倍频置为 1，输出 IO 提前时间、脉冲间隔时间及 IO 有效持续时间等参数设置将不起作用。占空比用于调节相机和灯的配合程度，一般为 2～10，但应根据不同批次的灯来确定。

从 2011 年 12 月至今，铁路货车辅助检车分析系统在呼和浩特站呼西南场和呼西北厂安装使用，系统实际示意图如图 6 所示。

图 6 系统实际示意图

3 结束语

通过在铁路车站应用铁路货车辅助检车分析系统，采用先进、成熟的视频监控技术对经过车辆信息进行实时监控，及时发现潜在的安全风险，第一时间通知相关人员进行补救，可以大大降低人工查车的片面性和失误率，降低货物运输风险，提高运输效率[6-7]。通过对监控录像进行回放，可以对过往信息进行定量分析，为探索货物运输相关事故的规律、提高货运安全管理水平提供科学手段。实际应用表明，该系统可以较好地保障铁路货运安全，及时发现车辆问题并消除安全风险，有效提高铁路货运安全，降低货物遗失风险，具有较好的社会经济效益。

[1]段力伟，彭其渊.铁路快捷货物集疏运系统建设探讨[J].铁道运输与经济，2012，34(12)：11-15.

[2]蒋肖锋.铁路综合视频监控系统应用[J].上海铁道科技，2011(1)：48-52.

[3]杨珂，王刚，崔炳谋.铁路货车统计分析决策支持系统建设方案的研究[J].铁路计算机应用，2005，14(4)：4-6.

[4]马树峰，王华伟.超偏载检测装置车号匹配错位问题探讨[J].铁道货运，2012，30(3)：1-4.

[5]孔小红，柏仓，唐蓉，等.移动视频监控的预警区域划分方法[J].应用科技，2014，41(5)：44-47.

[6]王庆文，岳雪梅，潘红芹.铁路货车动态追踪管理信息系统总体方案的研究[J].铁路计算机应用，2005，14(7)：111-113.

[7]曾长云.铁路局现车管理和货车追踪系统的设计与实现[J].铁路计算机应用，2006，15(9)：21-23.

责任编辑：吴文娟

1004-2024(2015)10-0038-04

：U294.2

：B

10.16669/j.cnki.issn.1004-2024.2015.10.09

2015-09-10