鐵路貨車輔助檢車分析系統的研究

李光耀

（呼和浩特鐵路局 科研所，內蒙古 呼和浩特 010051）

鐵路貨車輔助檢車分析系統的研究

李光耀

（呼和浩特鐵路局 科研所，內蒙古 呼和浩特 010051）

在闡述鐵路貨物列車輔助檢車系統總體構架的基礎上，針對目前貨物列車的檢車需求，分析鐵路貨物列車輔助檢車系統的硬件和軟件系統組成及原理，車號識別系統主要由車號主機、判別器、磁鋼及車號接收天線等設備組成，實現對通過列車車號信息的采集；圖像采集系統采用四路高清數字相機實時采集圖像，實現對貨物列車的監測；鐵路貨物列車輔助檢車軟件實現對進出站列車車頂、車身實時圖像顯示、錄像存儲、查詢、回放、抓圖等功能。實踐表明，鐵路貨物列車輔助檢車系統應用效果良好。

鐵路；輔助檢車；貨車；分析

隨著鐵路貨運提速、加密、重載的發展趨勢日益凸顯，如何確保貨物列車安全、快速到達目的地是鐵路貨運部門非常重視的問題[1]。目前常規的貨物列車檢查方法勞動強度大、效率低，有必要研制一套鐵路貨車輔助檢車分析系統，對我國鐵路貨物運輸安全發揮科學管理、超前防范的作用，并且通過對存儲信息的定性定量分析，探討貨物運輸事故的規律，為提高貨運安全管理水平提供先進、科學的手段。

1 鐵路貨物列車輔助檢車系統總體架構

根據目前貨物列車的檢車需求，鐵路貨車輔助檢車分析系統的研究主要包括以下 3 個方面。①采用四路高清數字相機實時采集圖像[2]，實現對貨物列車頂部貨物裝載情況、車身門扣狀態的監測。②研制高速車號識別系統，實現對通過列車車號信息的采集。③研制鐵路貨物列車輔助檢車軟件[3]，應用 Access 數據庫及 Delphi 語言進行編寫，力求界面友好，便于操作和觀察，實現對進出站列車車頂、車身的實時圖像顯示、錄像存儲、查詢、回放、抓圖等功能。

鐵路貨物列車輔助檢車系統的硬件系統主要由車號識別系統和圖像采集系統構成，貨車裝載視頻監視系統軟件運行于工控機上可以實現貨物列車站場實時監控、自動錄像及同步回放功能。鐵路貨物列車輔助檢車系統的架構如圖 1 所示。

圖 1 系統架構圖

2 鐵路貨物列車輔助檢車系統組成及原理

2.1 硬件系統

2.1.1 車號識別系統

車號識別系統主要由車號主機、判別器、磁鋼及車號接收天線等設備組成，能夠正確讀取 TRANSCORE，SRT，XC，HTK 型傳統 AAR 編碼格式、新型 FMO編碼格式的車輛及機車標簽[4]，最大識別距離為 6 m，工作頻率在 910.10 M～924.38 MHz 之間，能夠全天候采集監測點的車輛通過信息，內容包括車次、車號、車型、自身設備信息、車輛到達時間、車輛通過時間及其他需要加載的信息等，構成完整的車輛到達與通過信息。車號接收天線安裝在監測點的軌道中央，當列車到達時，磁鋼傳感器獲取列車到達信號，觸發主機開始工作，等待列車通過；當車輛經過天線上方時，讀取帶有車輛底部電子標簽的數據，經調制解調、解碼處理后還原成車次車號等數據信息。

2.1.2 圖像采集系統

高清攝像機需要具備的專用功能為支持車牌識別，支持視頻觸發、外部 I/O 觸發、網絡觸發、RS-485觸發，支持紅綠燈狀態輸入，支持 JPEG 抓圖等，同時需要補光燈同步。頻閃燈需要功率因數(PF) ＞90%，即有功功率光通量 /PCS＞220 Lm (流明)，光源效率 ＞90%，色溫范圍為 5 500～7 500 K，光源角度為 15°～45° 可調。雙機八燈聯控接線圖如圖 2 所示。

當接線完成時應對頻閃燈進行測試，分一級測試和二級測試 2 級進行。頻閃燈一級測試為通電測試，即在安裝后，將一組頻閃燈通電進行測試。一方面確保 4 個頻閃燈整體都亮，保證接線和頻閃燈都沒問題；另一方面，確保 4 個頻閃燈的 LED 器件都亮。二級測試也稱為連接攝像機測試，即在一級測試后，將 2 組頻閃燈與攝像機相連進行測試，必須確保頻閃燈與相機配合沒有問題，確定相機對于閃光燈的控制參數。整體測試時間在 2 h 以上，確保頻閃燈和攝像機性能穩定。

2.2 軟件系統

圖 2 雙機八燈聯控接線圖 (4 燈 1 組可接多組)

鐵路貨物列車輔助檢車軟件系統采用 Delphi 語言進行編寫，主要包括車輛進入自動錄像、自動記錄通過車輛車號、手動錄像、錄像回放及錄像檢索等功能，其界面友好，方便操作和觀察。鐵路貨物列車輔助檢車系統軟件主界面如圖 3 所示，其中：①為視頻監視區，顯示 4 個攝像頭的實時畫面[5]；②為過車記錄區，顯示過車記錄；③為操作區，點擊相應的按鈕進行操作；④為狀態顯示區，顯示錄像狀態等信息；⑤為車號顯示區，顯示當前檢測到的車號。

圖 3 鐵路貨物列車輔助檢車系統軟件主界面

通過點擊“設置”按鈕，錄入正確的管理員密碼進入系統設置界面。編輯并保存每個攝像頭的連接參數，包括地址、用戶名、密碼及端口號，關閉設置界面。然后在主界面上點擊刷新按鈕，如果配置正確，則可以看到每個攝像頭的實時畫面。編輯并保存錄像位置，關閉設置界面，過車錄像界面如圖 4 所示。當列車經過時，系統會自動對 4 個攝像頭的畫面進行錄像并鎖定操作，過車記錄框顯示經過的列車車號，車號顯示區顯示當前車號。列車經過后，系統提示錄像結束，并且要求錄入車次號，車次錄入框將在 30 s后自動關閉。

圖 4 過車錄像界面

點擊“回放”按鈕，進入錄像回放界面圖如圖 5所示。雙擊需要查看的畫面，可以進入全屏查看。一般情況下，監視系統需要 24 h 運行，當遇特殊情況關閉時，需要錄入管理員密碼。

圖 5 錄像回放界面圖

特別需要說明的是，該系統應在閃光燈二級測試階段確定相機對閃光燈的控制參數。相機對閃光燈控制參數使用配置文件方式，配置文件名為 IO_CFG. ini，存放在安裝目錄下。配置文件總共為 4 行，第1行為第 1 個相機對閃光燈配置參數，第 2 行為第 2 個相機對閃光燈配置參數，以此類推。每一行有19位，其中 IO 默認狀態 byDefaultStatus 1 位、IO 起效時狀態byIoOutStatus 1 位、輸出 IO 提前時間 wAheadTime 4位、脈沖間隔時間 dwTimePluse 4 位、IO 有效持續時間 dwTimeDelay 4 位、倍頻 byFreqMulti 2 位、占空比byDutyRate 2 位、保留 byRes 1 位。倍頻置為 1，輸出 IO 提前時間、脈沖間隔時間及 IO 有效持續時間等參數設置將不起作用。占空比用于調節相機和燈的配合程度，一般為 2～10，但應根據不同批次的燈來確定。

從 2011 年 12 月至今，鐵路貨車輔助檢車分析系統在呼和浩特站呼西南場和呼西北廠安裝使用，系統實際示意圖如圖 6 所示。

圖 6 系統實際示意圖

3 結束語

通過在鐵路車站應用鐵路貨車輔助檢車分析系統，采用先進、成熟的視頻監控技術對經過車輛信息進行實時監控，及時發現潛在的安全風險，第一時間通知相關人員進行補救，可以大大降低人工查車的片面性和失誤率，降低貨物運輸風險，提高運輸效率[6-7]。通過對監控錄像進行回放，可以對過往信息進行定量分析，為探索貨物運輸相關事故的規律、提高貨運安全管理水平提供科學手段。實際應用表明，該系統可以較好地保障鐵路貨運安全，及時發現車輛問題并消除安全風險，有效提高鐵路貨運安全，降低貨物遺失風險，具有較好的社會經濟效益。

[1]段力偉，彭其淵.鐵路快捷貨物集疏運系統建設探討[J].鐵道運輸與經濟，2012，34(12)：11-15.

[2]蔣肖鋒.鐵路綜合視頻監控系統應用[J].上海鐵道科技，2011(1)：48-52.

[3]楊珂，王剛，崔炳謀.鐵路貨車統計分析決策支持系統建設方案的研究[J].鐵路計算機應用，2005，14(4)：4-6.

[4]馬樹峰，王華偉.超偏載檢測裝置車號匹配錯位問題探討[J].鐵道貨運，2012，30(3)：1-4.

[5]孔小紅，柏倉，唐蓉，等.移動視頻監控的預警區域劃分方法[J].應用科技，2014，41(5)：44-47.

[6]王慶文，岳雪梅，潘紅芹.鐵路貨車動態追蹤管理信息系統總體方案的研究[J].鐵路計算機應用，2005，14(7)：111-113.

[7]曾長云.鐵路局現車管理和貨車追蹤系統的設計與實現[J].鐵路計算機應用，2006，15(9)：21-23.

責任編輯：吳文娟

1004-2024(2015)10-0038-04

：U294.2

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10.16669/j.cnki.issn.1004-2024.2015.10.09

2015-09-10