车彦亮
摘 要：为提高路企直通铁路运输效率，加快铁路货车高效周转，降低铁路运输成本。通过不断的研究与实践，应用双向接车自动探测、车号识别系统、车轮传感及检测、传输信号全数字化等技术，对铁路车辆信息系统进行了一系列的优化改造。提高了铁路运输效率，减少火车停时，降低运输成本，提升了企业生产管理水平，取得了良好的应用效果。
关键词：车号识别 车辆信息系统 运输效率
中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）10（b）-0158-02
济钢自2007年实行济南铁路局货物车列直通济钢工厂编组站以来，济南铁路局对历城站现车系统不断进行提升改造，进出济钢铁路车辆的车辆信息就显得尤为重要。原有车号识别系统由于型号老旧，故障频发，因此造成铁路车辆进出济钢生产节奏缓慢，极大地影响着铁路运输成本，对全厂降本增效工作起着极大制约作用。为此，迫切需要研制铁路车辆信息系统来适应路企直通的高效要求，提高运输效率，降低运行成本。
针对上述问题，技术人员经过外地考察和长期的技术攻关，对铁路车辆信息系统的软件及硬件进行了全面系统的升级改造，改造后提高了车辆周转率，年节约成本约400万元，应用后取得了很好的效果。
1 系统主要构成
铁路车辆信息系统地面识别设备由天线、车轮传感器（磁钢）、AEI主机、前置设备、车轮检测仪、KVM（键盘、鼠标和显示器）、信号防雷单元、UPS电源等部分组成。其中，车轮传感器和天线等安装在室外线路上，AEI主机、前置设备、KVM、车轮检测仪、信号防雷单元、UPS电源等设备放置在室内的机柜中，RF射频模块安装在前置设备中。AEI主机上运行接车程序等软件[1]。
室外设备的结构示意图，见图1。
2 系统主要功能及工作原理
2.1 通信过程
车号地面识别设备在每次过车后将生成的过车报文存放在固定的目录下，当上传工具检测到有未上传的报文时，上传工具将自动上传报文。
2.2 检测列车到来
当列车到来时，首先经过距离天线约40m处的开机磁钢，车轮压过开机磁钢时，开机磁钢信号通过电缆最终传送到AEI主机，AEI主机内的接车程序判断确定是列车到来时，立刻进入接车状态，进入接车状态时，主要完成以下工作：启动RF射频模块，天线开始接收标签；将接车处理模块初始化，设置定时器，初始化变量、参数等[2]。
2.3 接收标签反射的信号、识别标签
当安装有标签的机车或车辆经过天线作用范围内时，标签依据内存数据对微波信号进行反射调制。天线接收到标签的反射信号后，传送给AEI前置单元中的RF射频模块，RF射频模块对已调制的标签信号进行解调、放大等处理后，送给AEI主机进行译码和数据处理。最后形成16个字节（128比特）的标签数据放置到数据缓冲区，从而完成对标签的识别。
2.4 计轴判辆、测速、标签定位
在进行标签数据读取的同时，设备接车程序通过开、关门磁钢对列车车轮信号进行采集，完成计轴判辆、测速，最后结合标签数据并完成标签定位。
2.5 关闭RF射频装置停止发射微波信号
当整列车通过后，AEI设备接车程序根据车速快慢，控制设备延时时间，关闭RF射频模块，停止发射微波信号。
2.6 形成过车报文并上传至集中管理机（CPS）
AEI设备接车程序对过车信息和标签信息进一步进行处理，形成最终包括基本信息、列车轴距信息和标签信息的过车报文，并存储到数据库中保存，方便日后的查询。主备机比较报文信息得到最优判车结果，放入指定目录下。
2.7 系统自检并准备再次接车
AEI设备在没有车辆经过时每隔半个小时自检一次，对射频模块、射频电路及UPS电源进行检测，并形成自检信息存入数据库，方便日后查询。当AEI设备完成对过车信息的采集、显示、加入数据库等操作后，该趟列车的采集处理过车过程全部结束，恢复到正常等待接车状态，等待下一趟列车的到来。
2.8 系统具备双机热备工作模式
双机热备模式是在同一股道分别安装两套AEI车号地面识别设备，系统对两套设备采集的过车数据进行综合处理，最终形成一个过车信息报文，该模式多用于路局分接界口。
2.9 信号防雷单元的应用
信号防雷单元主要是对接入的车轮传感器信号和天线馈线进行防雷保护，可对多达8路磁钢信号提供防雷处理。可为两套AEI前置设备的接入馈线提供防雷保护。防雷电路板采用插卡设计，方便更换维护。
3 系统主要创新点
3.1设备主、备机连接至同一台交换机，系统实现双机热备，确保系统连续工作安全可靠。
3.2行车方向由磁钢采集数据实现，无需行车方向天线。
3.3无需中间专用服务器，现场数据直传济南铁路局信息所，提高了运行效率。
3.4设备主机与设备备机每秒互相发送一个数据帧，用于心跳监控。主机不管备机是否正常，都会正常生成报文并被传送至路局服务器上。
3.5备机心跳监控功能监控到主机未工作或异常，备机就开始生成报文并传送到路局服务器。备机监测到主机正常工作，则停止生成报文。
4 应用效果
铁路车辆信息系统的研发与改进达到了预期效果，实现了车号自动识别、记录、传输等功能，提升了智能化控制水平，提高了铁路运输效率，减少了火车停时，增加了年卸车量，节约了人工成本。有助于企业不断提高生产管理水平，有利于提高路局车辆的周转率，为社会的交通运输做出了积极贡献。同时，该研究与改进可以在冶金企业推广应用，不仅可以产生直接的经济效益，而且具有明显的社会效益，有很强的推广及应用价值。
参考文献：
[1]铁路编组站车号识别系统 2012年4月 崔炳謀 兰州交通大学
[2]铁路车辆定位系统电磁兼容分析 2013年3月 黄东 株洲南车车贷电气股份有限公司endprint
