油庫車號識別系統(tǒng)的探索與應(yīng)用

胡曉偉(中國石油西北銷售公司，四川 成都 611903)

0 引言

油庫投產(chǎn)運(yùn)行以來，鐵路運(yùn)量逐年上升。鐵路裝車作業(yè)過程中，進(jìn)出罐車都由人工現(xiàn)場抄錄車輛信息并統(tǒng)計(jì)，存在著作業(yè)準(zhǔn)備時間相對較長、抄錄罐車信息錯誤率較高、作業(yè)單據(jù)流轉(zhuǎn)較慢等問題。為進(jìn)一步降低作業(yè)安全風(fēng)險，提升鐵路運(yùn)行效率，在4條鐵路專用線上增加了4套鐵路車號自動識別系統(tǒng)。旨在提高鐵路罐車管理水平、實(shí)現(xiàn)裝車全流程自動化，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)實(shí)時化，降低管理成本。

1 車號識別系統(tǒng)

鐵路車號自動識別系統(tǒng)(簡稱ATIS)是鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)中的一個基礎(chǔ)信息系統(tǒng)工程。通過該系統(tǒng)的實(shí)施，可及時準(zhǔn)確地獲得通過罐車的車數(shù)、每節(jié)車輛的車號以及列車、機(jī)車到發(fā)信息。現(xiàn)已廣泛的應(yīng)用在全國鐵路貨車管理中。如圖1所示，此次，油庫在現(xiàn)場，采用的鐵路車號自動識別系統(tǒng)，主要由罐車電子標(biāo)簽、地面識別設(shè)備、罐車識別集中管理系統(tǒng)等組成。

圖1 車號自動識別系統(tǒng)配置圖

1.1 標(biāo)簽

罐車電子標(biāo)簽內(nèi)部存儲器中存有車號信息和車輛技術(shù)參數(shù)信息。標(biāo)簽安裝在成品油罐車的底部中梁上。標(biāo)簽由微波天線、虛擬電源、反射調(diào)制器、編碼器、微波處理器和存儲器組成。每個電子標(biāo)簽相當(dāng)于罐車的“身份證”[1]。根據(jù)《鐵路車號自動識別系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》中的要求，車輛電子標(biāo)簽中的標(biāo)識信息共含有：車輛屬性碼、車種、車型、車號、換長、制造廠及制造年月等信息，如圖2所示。

圖2 車輛電子標(biāo)簽中信息編碼格式

1.2 地面識別設(shè)備

地面識別設(shè)備包括地面天線、開關(guān)門磁鋼(車輪傳感器)、讀出裝置主機(jī)、RF射頻天線、通訊與信號防雷裝置、機(jī)柜等。標(biāo)簽信息被地面天線讀取后通過網(wǎng)絡(luò)傳輸給上位機(jī)，經(jīng)過專用軟件處理后得到標(biāo)識信息。地面讀出設(shè)備的信息流程如圖3所示。

圖3 地面讀出裝置信息流程圖

1.3 罐車識別集中管理系統(tǒng)

罐車識別集中管理系統(tǒng)由主機(jī)、終端服務(wù)器、后臺識別軟件等組成。系統(tǒng)位于整個網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的中部，位于地面讀出裝置與油庫生產(chǎn)控制系統(tǒng)的之間[2]。其可以管理多個地面讀出裝置，并將識別的基礎(chǔ)信息傳遞給油庫生產(chǎn)運(yùn)行系統(tǒng)。鐵路車號自動識別系統(tǒng)現(xiàn)場安裝如圖4所示。

圖4 鐵路車號自動識別系統(tǒng)現(xiàn)場安裝圖

此外，為加強(qiáng)對鐵路車輛的監(jiān)控，油庫車號識別系統(tǒng)中還增加了圖像識別設(shè)備。其目的在于：(1)具備鐵路危險化學(xué)品貨檢照片的拍攝功能，能夠自動采集罐車車號圖像并自動識別車號。(2)具備車號識別數(shù)據(jù)接口功能，自動校核車號識別設(shè)備讀取的車號信息。 (3)當(dāng)標(biāo)簽失效或車號識別故障時，可自動通過圖像識別補(bǔ)錄車號信息。 (4)在校核車號識別設(shè)備讀取車號信息的基礎(chǔ)上，可輔助判斷失效標(biāo)簽和故障。 (5)留取成品油罐車外部特征信息。

2 系統(tǒng)的工作原理及特點(diǎn)

2.1 工作原理

目前，國內(nèi)所使用的成品油罐車，在底部都加裝有電子標(biāo)簽。地面讀出裝置的微波收發(fā)天線則安裝在監(jiān)測點(diǎn)的路軌中央。當(dāng)罐車到來時，前方的開機(jī)磁鋼傳感器監(jiān)測到來車信號，觸發(fā)地面讀出設(shè)備開始工作，微波天線隨即開始發(fā)射出微波信號。當(dāng)罐車通過微波天線上方時，電子標(biāo)簽接受到的部分微波，并反射回地面的讀出裝置，反射回的信號攜帶了電子標(biāo)簽內(nèi)存儲的罐車相關(guān)信息。經(jīng)地面主機(jī)處理后還原成車號等數(shù)據(jù)信息，信息再經(jīng)過內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)傳給油庫生產(chǎn)運(yùn)行系統(tǒng)。罐車通過后，模塊停止工作。在油庫生產(chǎn)運(yùn)行系統(tǒng)中建有完整的罐車信息數(shù)據(jù)庫，可以準(zhǔn)確的根據(jù)車號，查出車型、載重、表號、灌裝量等信息。

2.2 系統(tǒng)特點(diǎn)

(1)罐車標(biāo)簽采用E2PROM芯片，無外接電源，設(shè)備簡單可靠，密封性強(qiáng)，標(biāo)簽使用壽命較長，識別率較高；(2)低速及靜態(tài)性能優(yōu)良，適用車速為0～200千米/小時，恰好符合油庫專用線鐵路運(yùn)輸速度的要求[2]；(3)探測范圍長，一般為0～15m[2]；(4)識別信息精度高，有較高的容錯率，識別精度可達(dá)98%[2]；(5)抗干擾能力較強(qiáng)，可在惡劣的環(huán)境下穩(wěn)定工作，符合油庫現(xiàn)場使用的實(shí)際情況；(6)現(xiàn)場安裝簡便，不涉及大范圍內(nèi)的破除地坪和路基施工，對于油庫專用線侵線作業(yè)較少，對油庫專用線鐵路行車的安全無影響。

3 罐車識別系統(tǒng)與大鶴管裝車系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互

鐵路車號自動識別系統(tǒng)得到車輛信息后隨即上傳給油庫生產(chǎn)運(yùn)行系統(tǒng)。依據(jù)罐車信息數(shù)據(jù)庫，可以準(zhǔn)確的根據(jù)車號，引出車型、載重、表號、灌裝量等信息。系統(tǒng)操作員只需在遠(yuǎn)程進(jìn)行核對，就可確認(rèn)每車灌裝的具體計(jì)劃裝載量。

4 鐵路車號識別系統(tǒng)上線前后作業(yè)流程的變化情況

4.1 系統(tǒng)上線前裝車作業(yè)流程

鐵路車號識別系統(tǒng)上線前，鐵路罐車信息(車號、車型、罐容表號、載重)由操作人員現(xiàn)場抄寫后，錄入到控制室油庫管理系統(tǒng)(TAS)，裝車作業(yè)環(huán)節(jié)由12步構(gòu)成。

4.2 系統(tǒng)上線后裝車作業(yè)流程

鐵路車號識別系統(tǒng)上線后，罐車信息(車號、車型)由車號識別系統(tǒng)自動讀取，裝車作業(yè)環(huán)節(jié)簡化為11步主要流程組成。

4.3 系統(tǒng)上線前后對比

車號識別系統(tǒng)上線后，原罐車信息(車型、車號、進(jìn)車序號)人工抄寫和錄入鐵路訂單管理系統(tǒng)(TAS)等兩個操作步驟，變?yōu)檐囂栕R別系統(tǒng)自動采集罐車信息，核對罐車裝載信息后將每節(jié)罐車預(yù)裝量(通過車型確定)等自動載入鐵路裝車系統(tǒng)中，罐車信息實(shí)現(xiàn)了自動采集和錄入，作業(yè)環(huán)節(jié)流程銜接更加緊密，避免人為干預(yù)，減少了人工抄寫、錄入數(shù)據(jù)錯誤帶來的運(yùn)行風(fēng)險。罐車信息(車型、車號、進(jìn)車序號)自動識別、自動流轉(zhuǎn)和審核，在油庫利用質(zhì)量流量計(jì)作為質(zhì)量計(jì)量和交接后，已基本實(shí)現(xiàn)了鐵路裝車過程的全流程自動化。

5 系統(tǒng)上線后運(yùn)行效率分析

5.1 作業(yè)時間變化情況

鐵路車號識別系統(tǒng)上線后，車號識別系統(tǒng)自動采集代替人工抄寫、錄入系統(tǒng)，汽油裝車作業(yè)時間由平均284分鐘變?yōu)?68分鐘，作業(yè)時間縮短16分鐘，作業(yè)用時得到優(yōu)化。

5.2 作業(yè)效率變化情況

鐵路車號識別系統(tǒng)上線后，車號識別系統(tǒng)自動采集代替人工抄寫、錄入系統(tǒng)，汽油裝車噸油作業(yè)時間由平均0.219分鐘/噸變?yōu)?.198分鐘/噸，作業(yè)效率提升9.59%，整體作業(yè)效率明顯提升。同時罐車滯留時間明顯降低，裝車節(jié)奏明顯加快，人員勞動強(qiáng)度大幅度降低。

6 系統(tǒng)上線后安全提升分析

鐵路車號識別系統(tǒng)上線后，油庫作為危險化學(xué)品發(fā)貨方和大鶴管付油的操作方，現(xiàn)場安全管理方面得到一定的加強(qiáng)和提升：(1)鐵路專用線管理力度得到提升，可以通過系統(tǒng)視頻監(jiān)控，實(shí)時觀察外部人員各類侵線和非許可作業(yè)情況，保證鐵路線運(yùn)行安全；(2)成品油罐車監(jiān)控更為有效，可以實(shí)時監(jiān)控罐車的出入庫情況，保證入庫罐車車況良好，附件齊全，保證出庫罐車車體無油跡，螺栓緊固，無異常；(3)保證鐵路大鶴管灌裝操作更安全，杜絕了因?yàn)槿斯こ涇囂栧e誤，而導(dǎo)致的預(yù)裝量下達(dá)錯誤的情況，降低了罐車冒頂?shù)娘L(fēng)險。

7 結(jié)語

鐵路車號識別系統(tǒng)上線后，罐車到位時間、車型、車號、載重、容積表表號等基本信息不再由人員手工錄入，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自動識別，自動導(dǎo)出。油庫鐵路作業(yè)效率明顯提升，罐車滯留時間明顯降低，鐵路專用線和裝車作業(yè)安全管理水平明顯增強(qiáng)，基本實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)上線前的設(shè)想和初衷。