鐵路貨車占用時間統(tǒng)計系統(tǒng)的設計與應用

李 星

（呼和浩特鐵路局科研所 工程師 內蒙古 呼和浩特市 010031）

我們研發(fā)的鐵路貨車占用時間統(tǒng)計系統(tǒng)（以下簡稱統(tǒng)計系統(tǒng)）對提高鐵路車輛、集裝箱的使用率利用率及運輸管理水平有積極作用。該系統(tǒng)能夠實現國鐵貨車進出企業(yè)專用線時間的自動采集和存儲，為鐵路運輸管理部門提供車次、車號、車種、出入時間、延時占用費等基礎信息和國鐵貨車使用費的自動清算；可代替人工記錄貨車車號和進出站點時間的工作方式，保證數據及時性、準確性和連貫性，并提高貨車交接作業(yè)效率，減輕作業(yè)人員勞動強度，提升鐵路運輸信息化、管理智能化水平。

1 統(tǒng)計系統(tǒng)簡介

1.1 系統(tǒng)硬件組成鐵路貨車占用時間統(tǒng)計系統(tǒng)硬件采用國際先進的微波反射調制技術、變型FSK編碼技術，與國際標準接軌，將記軸、計輛、測速、測距等技術與車號自動識別技術相結合，可向下層軟件應用系統(tǒng)提供車輛數、車種、車型、車號、出入廠區(qū)時間等基本統(tǒng)計信息。該硬件系統(tǒng)由以下硬件部分組成：車輛標簽、地面AEI設備、車站CPS設備等部分組成（見圖1）。其中：

1）車輛標簽作為車輛的主要配件，內部存儲器中存有車號信息及車輛的技術參數信息。標簽安裝在被識別車輛的底部中梁上，每輛車安裝一個標簽。

2）地面AEI設備主要由室外的車輪傳感器、地面天線和室內的RF射頻裝置、讀出主機、電源防雷、通訊及信號防雷等部分構成。地面AEI設備安裝在鐵路干線運行區(qū)間站，局、專用線交界口，編組站等處。實時準確地完成對列車及車輛標簽信息的采集，并將采集的信息進行處理，通過鐵路局域網專線傳至車站CPS設備。

3）CPS管理設備安裝在局、專用線交界口，編組站，大小貨站主機房，完成AEI采集數據的處理，并發(fā)布本貨場國鐵貨車占用時間統(tǒng)計系統(tǒng)網頁，供在同一網絡中的其他客戶端登錄、查詢。

圖1統(tǒng)計系統(tǒng)硬件組成

1.2 軟件系統(tǒng)組成鐵路貨車占用時間統(tǒng)計系統(tǒng)軟件部分主要由兩大部分組成：

1）車號報文上傳處理軟件：主要用于實時處理由車號識別系統(tǒng)識別貨車車號后生成的報文，將報文以文本形式通過鐵路專用網絡傳輸至各貨場交接口。

2）鐵路貨車占用時間統(tǒng)計系統(tǒng)軟件：將上傳的貨車報文信息利用數據庫技術進行統(tǒng)計，利用ASP.NET技術設計相關查詢網頁，從而實現各車次國鐵貨車占用時間信息的實時查詢。同時還為人工作業(yè)場景提供了客戶端程序，便于現場作業(yè)人員進行制票、補錄車號等工作，并可以根據實際交接情況臨時修改貨車停時，增加了系統(tǒng)使用的靈活性。

1.3 統(tǒng)計系統(tǒng)拓撲結構統(tǒng)計系統(tǒng)拓撲結構如圖2所示。

圖2統(tǒng)計系統(tǒng)數據傳輸拓撲圖

貨車占用時間統(tǒng)計系統(tǒng)的信息傳輸主要利用光纖傳輸實現，該方式不但克服了串行通信距離短的缺點，而且保證了鐵路貨車車號數據傳輸的穩(wěn)定性和高效性。多個地面AEI主機可以分別將車號信息通過不同的串行接口向串口設備聯(lián)網服務器發(fā)送，串口聯(lián)網服務器通過光纖收發(fā)器進行串口數據與光纖數據的相互轉換，在CPS車號識別系統(tǒng)上位機一端，對車號數據進行處理，為下層軟件應用系統(tǒng)提供貨車車號報文信息。

2 統(tǒng)計系統(tǒng)總體設計方案

以A貨運現場為例：在A站南場（入口）與企業(yè)鐵路的交接口處埋設車號接收器及磁鋼，在臨線的機房中放置車號識別服務器，車號信息通過局域網上傳至A站主服務器中。在A站零場（出口）利用既有設備（車號接收器、磁鋼、車號采集儀）通過局域網將車號信息傳輸至A站主服務器。在現場用兩臺PC機（接入鐵路局專用局域網）作為客戶端，通過安裝鐵路貨車占用時間統(tǒng)計系統(tǒng)客戶端軟件，可完成查詢、制票、補錄、貨票交接等作業(yè)項目。

圖3統(tǒng)計系統(tǒng)實際應用示例

3 軟件系統(tǒng)設計

鐵路貨車占用時間統(tǒng)計系統(tǒng)核心功能是自動采集貨車車號等基礎信息并生成數據報文，經過系統(tǒng)處理后將車號信息存入數據庫并計算停時和費用；考慮現場作業(yè)情況復雜，本系統(tǒng)提供客戶端手動錄入和確認功能；此外還提供web端查詢界面，查詢車輛進出專用線明細和統(tǒng)計情況。該軟件系統(tǒng)主要包括四個模塊：車號識別模塊、后臺處理模塊、客戶端模塊和web端查詢模塊。

3.1 車號識別系統(tǒng)上位機軟件系統(tǒng)設計車號識別系統(tǒng)上位機軟件在整個貨車占用時間統(tǒng)計系統(tǒng)中是最重要的一個模塊，負責處理貨車車號信息，同時完成車輛行駛方向判斷、車輛數統(tǒng)計、車型、車種識別等基本功能，在生成貨車車號信息報文之后，通過FTP形式將報文傳輸至貨車占用時間統(tǒng)計系統(tǒng)主服務器。

貨運現場行車情況較為復雜，在設計車號識別模塊軟件的時候，需要重新考慮車輛行駛方向判別算法、車號數據采集的方式以及報文形成發(fā)送的邏輯。通過重新設計模塊代碼，能夠使包頭北站貨車占用時間統(tǒng)計系統(tǒng)更加精確地統(tǒng)計貨車信息。1.串行通信設置：實現打開串口，設置默認串口波特率（19200bit/S）。自動檢測下位機串行通信波特率的功能，使上位機的波特率自動與之匹配；2.車號信息解碼：程序根據下位機與上位機串行通信協(xié)議，通過識別車號信息的報頭與報尾標示符，按固定序列提取車號信息；3.調車作業(yè)判向計輛：解決車輛在地面車號識別系統(tǒng)往復運動造成的各種問題；4.報文生成：該模塊主要功能是生成車號報文，log日志，串口車號信息（SeralData），生成經處理的具有特定格式的車號報文；5.FTP上傳：將生成的車號報文通過FTP形式上傳到不同IP地址的服務器中。

圖4 車號識別系統(tǒng)上位機程序流程圖

3.2 統(tǒng)計系統(tǒng)后臺及web程序設計 鐵路貨車占用時間統(tǒng)計系統(tǒng)后臺程序主要功能是將經過鐵路專用局域網傳輸的車號報文信息進行處理，錄入到數據庫中，并通過比對、計算、統(tǒng)計數據庫中原有車號信息，從而統(tǒng)計出國鐵貨車占用時間等信息，后臺程序將上述信息重新寫入數據庫。

鐵路貨車占用時間統(tǒng)計系統(tǒng)web程序設計，是將數據庫中的車輛數據信息通過網頁形式展示出來，便于現場作業(yè)人員查詢、登記，提高貨車交接作業(yè)效率，減輕作業(yè)人員的勞動強度。同時提供強大的數據統(tǒng)計能力，高效整合整個貨場車輛停留信息，為運輸部門優(yōu)化運輸方案提供數據支持。貨車占用時間統(tǒng)計系統(tǒng)WEB端分類統(tǒng)計界面見圖5。

圖5貨車占用時間統(tǒng)計系統(tǒng)WEB端分類統(tǒng)計界面

4 實際應用

在呼和浩特鐵路局管內的包滿合資鐵路和包鋼專用線交界口，各安轉了一套鐵路貨車占用時間統(tǒng)計系統(tǒng)，采用自動統(tǒng)計與人工輔助統(tǒng)計兩種模式統(tǒng)計貨車占用時間，實現了及時處理和分析貨車進出企業(yè)專用鐵路的相關數據，促進了鐵路部門與路外企業(yè)經濟核算的正規(guī)化和現代化。通過近一年的試運行，系統(tǒng)統(tǒng)計數據與現場作業(yè)人員統(tǒng)計數據基本吻合，該系統(tǒng)現已在包滿合資鐵路交界口正式投入使用，系統(tǒng)功能穩(wěn)定、統(tǒng)計數據準確，極大地減輕了現場作業(yè)人員工作負擔，不但增加了相關運輸費用核算的準確性，而且為鐵路運力的科學決策提供了可靠依據。

5 結束語

鐵路貨車占用時間統(tǒng)計系統(tǒng)自投入正式使用以來，運行穩(wěn)定可靠、達到了設計要求，并在貨運現場得到了良好的反饋。通過在貨運交界口安裝該系統(tǒng)，可以對國鐵貨車進出企業(yè)專用線或專用鐵路情況進行實時監(jiān)控，為核收相關貨車使用費用提供合理依據，提高了管理國鐵貨車的自動化、信息化程度，具有廣泛的應用前景。

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