鐵路車號自動識別系統(tǒng)在天鐵的應用

畢 勝

（天津天鐵冶金集團運輸部工電段，河北涉縣056404）

1 引言

天津天鐵冶金集團有限公司是具有年產(chǎn)800萬t鐵、800萬t鋼、1000萬材的大型國有鋼鐵企業(yè)。天鐵運輸部承擔著公司的原燃料的輸入、產(chǎn)品的外運及廠內(nèi)物流的鐵路運輸任務(wù)。隨著天鐵生產(chǎn)規(guī)模的發(fā)展，原有鐵路運輸?shù)氖止ぼ囕v信息采集方式不能適應快速增長的需要，嚴重制約著鐵路運輸效率。因此，于2007年引進車號自動識別系統(tǒng)，提高了鐵路運輸效率，減輕了操作人員的勞動強度。經(jīng)過幾年運行后，出現(xiàn)了電源無指示、顯示器不亮、過車不能自動開機等事故現(xiàn)象，經(jīng)過對事故原因分析研究后，找出了事故原因，改進和優(yōu)化后消除了事故現(xiàn)象，降低了運輸成本，保障了天鐵鐵路運輸。

2 鐵路車號自動識別系統(tǒng)工作原理及組成

2.1 鐵路車號自動識別系統(tǒng)工作原理

當列車到達機車、車輛信息采集器前方時，車號自動識別系統(tǒng)的開機磁鋼傳感器可捕捉到列車接近的信號，開機磁鋼通過信號電纜向讀出裝置計算機和車輛信息采集器發(fā)出開機信號，讀出裝置計算機開始工作，信號采集器隨即發(fā)出微波信號。當列車通過信息采集器及附近的計軸判輛磁鋼裝置，車輛信息采集器發(fā)射出的微波信號，把安裝在機車、車輛底部的電子車輛信息標簽中的車輛信息讀取出來，然后通過微波反射回信息采集器，同時，計軸判輛磁鋼對地面讀出裝置內(nèi)的開、關(guān)門磁鋼產(chǎn)生的信號進行處理后，完成對車輛的自動識別機車、車輛類型等功能。信息采集器通過射頻電纜把機車、車輛信息編碼傳輸給地面裝置計算機，計算機經(jīng)過調(diào)制解調(diào)和編碼解碼等技術(shù)處理后，把電子車輛標簽中的車種、車型、車號等車輛信息還原出來并生成電子文本文件，然后計算機通過內(nèi)部局域網(wǎng)絡(luò)把生成的電子文本傳輸給CPS。

當CPS將接收到的通過信息采集器的整列車輛數(shù)據(jù)信息進行進一步處理后，通過內(nèi)部網(wǎng)自動上傳車種、車號、車型、車數(shù)等數(shù)據(jù)信息到運輸部調(diào)度指揮系統(tǒng)，并提供數(shù)據(jù)查詢、打印、月、日及到發(fā)站車輛報表的統(tǒng)計等功能。CPS可以很方便地為企業(yè)已有的其他管理應用系統(tǒng)（運輸部調(diào)度指揮系統(tǒng)，TMIS等）提供車種、車型、車號、換車、制造廠、制造月等信息。同時，CPS為了方便對讀出裝置進行管理，把各讀出裝置的狀態(tài)信息傳輸給裝置管理系統(tǒng)。

2.2 鐵路車號自動識別系統(tǒng)組成

2.2.1 電子標簽

采用無源設(shè)計，其工作所需的電源是從照射到電子標簽上的微波射頻中獲取的。電子標簽分為機車電子標簽和車輛電子標簽兩種，分別安裝到機車和車輛底部的中梁上。電子標簽由標簽天線以及標簽芯片兩大部分構(gòu)成。標簽芯片內(nèi)存儲了每輛車的信息，與電子標簽索安裝車輛終身在一起，相當于機車、車輛的電子身份證。

2.2.2 標簽編程器

包括標簽編程設(shè)備及讀寫數(shù)據(jù)軟件。標簽編程器是用來向電子標簽內(nèi)讀寫機車、車輛的標示信息，分為便攜式和車載式2種。

2.2.3 控制與處理系統(tǒng)（CPS）

CPS是鐵路車號車次自動識別系統(tǒng)的一個重要組成部分，由CPS主機、終端服務(wù)器、調(diào)制解調(diào)器及相關(guān)軟件組成。它的主要功能是對計算機生成的車輛數(shù)據(jù)信息文本文件進行處理和保存，并通過局域網(wǎng)發(fā)送給TMIS系統(tǒng)。

2.2.4 讀出設(shè)備

讀出設(shè)備由天線、機柜、各種電纜、電源等設(shè)備組成。其主要功能為當開機磁鋼發(fā)出信號后，發(fā)射微波信號，通過射頻電纜傳送給天線輻射到空中。把接收到帶有電子標簽信息的微波信號，進行調(diào)制解調(diào)和解碼處理后，快速傳輸給CPS。地面讀出設(shè)備的信息流程圖見圖1。

圖1 地面讀出設(shè)備的信息流程

2.2.5 列檢復示系統(tǒng)

主要是顯示AEI裝置工作狀況，接收并處理CPS發(fā)送來的列車數(shù)據(jù)，同時提供數(shù)據(jù)查詢、統(tǒng)計、打印功能等。鐵路車號自動識別系統(tǒng)的信息流程見圖2。

圖2 鐵路車號自動識別系統(tǒng)中的信息流程

3 應用效果

3.1 提高了工作效率和職工的安全性

鐵路車號自動識別系統(tǒng)能夠及時、準確地采集到列車信息，減少了惡劣天氣對列車信息采集的影響，免去了人工手抄車號信息，同時避免了錯號、丟號、漏號等現(xiàn)象，改善了工作環(huán)境，提高了值守人員的安全性和工作效率。

氣壓傳感器一旦發(fā)生了故障，就會導致氣象站不能夠準確獲取氣壓信息，一般情況下氣壓傳感器發(fā)生了故障之后需要及時進行斷電處理，將氣壓傳感器的供電電源快速切斷。氣壓傳感器的主要故障表現(xiàn)為氣壓值具體數(shù)值起伏不定，脫離正常的數(shù)值范圍，此時就需要查看氣壓傳感器的接線狀況。首先需要檢車各個部件的鏈接，以及通氣口是否暢通，部分的故障是由通氣口存在異物造成的。如果不是外界的因素影響到了氣壓傳感器導致故障的產(chǎn)生，那么可能是傳感器自身的老化和損壞，需要進行更換新設(shè)備。

3.2 運輸成本降低

自動識別系統(tǒng)對到達的列車根據(jù)收貨單位進行快速解體，并把列車發(fā)送到收貨單位同時對外發(fā)的列車根據(jù)收貨單位進行快速編組并外發(fā)，每輛局車降低了停留時間3～5 h，減少了運輸成本，實現(xiàn)了降本增效的效果，應用前后數(shù)據(jù)對比見表1。

表1 應用前后的數(shù)據(jù)對比表

4 應用中出現(xiàn)的故障

4.1 故障現(xiàn)象

夏季車號自動識別系統(tǒng)平均每月發(fā)生幾起死機和無法啟動、過車不能自動開機、顯示器不亮等故障，嚴重影響了鐵路運輸效率。

4.2 故障原因分析

通過對出現(xiàn)的故障解剖分析后，得知造成這種情況的原因為：

（1）車號自動識別硬件系統(tǒng)散熱性差

由于長時間在惡劣環(huán)境中工作，系統(tǒng)硬件散熱風扇上和主板上堆積大量的灰塵，使得硬件產(chǎn)生的熱量無法散出，加上夏季高溫天氣，導致散熱能力更差。

查找的方法：在設(shè)備無法啟動時，檢查電源線與設(shè)備接觸良好；測量電源線，檢測供電正常；再檢查發(fā)現(xiàn)機箱內(nèi)部的CPU風扇、電源盒風扇和主板上面堆積著很厚的灰塵。

（2）電源盒電容因為高溫老化

查找的方法：將損壞的電源盒進行拆解后，對其電源板上的元器件進行目測，個別電容出現(xiàn)鼓包現(xiàn)象，對鼓包的電容進行測量后，發(fā)現(xiàn)電容損壞。

（3）磁鋼的密封性差

查找方法：提前了解列車進出廠情況，派檢修人員到現(xiàn)場，當列車通過時，系統(tǒng)的主機設(shè)備運轉(zhuǎn)正常，但無通過列車的信息，對車號自動識別系統(tǒng)的信息采集設(shè)備的磁鋼和天線進行檢查，天線設(shè)備沒有問題，但磁鋼的密封條已經(jīng)損壞。

（4）受到列車運行的不斷振動使磁鋼移位

查找的方法：當列車通過車號自動識別系統(tǒng)的采集設(shè)備時，主機設(shè)備運轉(zhuǎn)正常，列車數(shù)據(jù)依然沒有被采集到，檢查發(fā)現(xiàn)磁鋼的螺栓松動，造成其移位。

（5）PC104主機板電阻損壞

在平時巡檢時，發(fā)現(xiàn)車號自動識別系統(tǒng)的顯示器有時黑屏，無法使用。通過對顯示器進行拆解、解剖分析后，發(fā)現(xiàn)原因為PC104主機板的電阻由于電源電壓不穩(wěn)定，使得耐沖擊性差的電阻遭到損壞。

查找方法：檢查顯示器的電源線，接觸狀態(tài)良好，更換另一個顯示正常的顯示器，顯示器顯示正常；之后對壞的顯示器進行拆解，目測沒有發(fā)現(xiàn)元器件損壞；對元器件進行測量，發(fā)現(xiàn)PC104主板上多個電阻損壞。

4.3 改進方法

（1）對車號識別控制系統(tǒng)及硬件系統(tǒng)進行優(yōu)化改進后，散熱性好，電源盒的使用時間明顯延長了，降低了成本。

（2）對磁鋼的密封條及磁鋼的固定螺栓優(yōu)化改進后，磁鋼的密封性好，磁鋼與車輪他面之間的距離保持不變。

（3）對PC104主機板進行優(yōu)化改進后，使其穩(wěn)定性得到了提高。

（4）改進前后的故障率，數(shù)據(jù)記錄對比見表2。

4.4 改進效果

在鐵路車號自動識別系統(tǒng)的應用過程中，通過不斷優(yōu)化改進應用中出現(xiàn)的故障，降低了設(shè)備故障率，更好地完善了車號自動識別系統(tǒng)，能夠及時、準確地在采集點上自動采集到列車信息，并把采集到的信息自動發(fā)送到運輸調(diào)度指揮系統(tǒng)，為天鐵鐵路運輸提供及時、準確的車輛追蹤管理所需的基礎(chǔ)信息，同時便于統(tǒng)計報表精確計算等。

表2 改進前后數(shù)據(jù)對比表

5 結(jié)束語

車號自動識別系統(tǒng)在天鐵應用后，提高了鐵路運輸效率，減少了局車停留時間，降低運輸成本及人員的勞動的強度，保證了車號數(shù)據(jù)采集的及時性、準確性。

車號自動識別系統(tǒng)在應用的過程中出現(xiàn)過一些故障，通過技術(shù)分析、自主優(yōu)化改進系統(tǒng)，更好地完善了車號自動識別系統(tǒng)，降低了故障率，實現(xiàn)了降本增效，為天鐵運輸生產(chǎn)提供了可靠的保障。

[1]劉瑞陽.鐵路車號自動識別系統(tǒng)原理及應用[M].北京:中國鐵道出版社，2003.

[2]沈海燕，史宏.鐵路車號自動識別系統(tǒng)的實現(xiàn)及關(guān)鍵技術(shù)[J].鐵路計算機應用，2005（1）：19-22.