RFID技術在鐵路車號識別系統中的應用研究

鄧肯

摘要： 車號自動識別系統采用射頻識別技術（RFID）實現了列車機車、車輛標簽信息的自動讀取，提高了鐵路車輛的管理水平。本文主要介紹了該系統的概要情況以及系統構成。

關鍵詞： 車號自動識別系統;地面自動識別設備;控制處理系統;管理

中圖分類號： TP391.44??? 文獻標識碼： A??? 文章編號： 1672-9129（2018）09-0130-01? Abstract：? the automatic identification system of vehicle number adopts （RFID） technology to realize the automatic reading of the information of train and vehicle label， which improves the management level of railway rolling stock. This paper mainly introduces the outline of the system and the composition of the system.

Keywords： automatic identification system for vehicle number;ground automatic identification equipment;control and processing system;management

隨著我國市場經濟的迅猛發展和運輸管理體制改革的深化，鐵路運輸的組織和管理對運輸信息的需求愈來愈多、愈來愈細。利用先進的信息技術來改造傳統鐵路運輸產業，實現鐵路運輸指揮現代化、信息化，提高鐵路運輸行業的競爭力，是鐵路發展的必由之路。在這種情形下，鐵路車號自動識別系統（ATIS）應運而生。所謂鐵路車號自動識別系統，是指在車輛和機車上安裝固化了車號信息的電子標簽，然后在站、段的特定位置安裝地面自動識別設備（AEI），當安裝了電子標簽的車輛或機車通過地面自動識別設備時該車輛或機車的車號信息被自動識別出來，車號信息通過計算機網絡傳至上級信息管理系統進行應用。目前有多種技術能實現車號自動識別，其中采用微波反射調制技術來實現自動識別，具有較高的系統抗干擾性能和識別精度，被世界各國的鐵路信息系統所接受，得到廣泛的應用，并為國際鐵路聯合會所推薦。我國鐵路的車號自動識別系統也采用了這種技術。

1 系統構成

鐵路車號自動識別系統主要由兩部分構成：車號報告系統（Train—ReportingSystem簡稱TRS）和上層的監控保障系統。

1.1車號報告系統。TRS由電子標簽、地面自動識別設備（AEI）、控制處理系統（CPS）等部分組成。

（1）電子標簽。電子標簽安裝在被識別的機車或車輛的底部，每車安裝一個標簽。它具有以下特點：

①無源性：依靠地面識別設備發射的微波信號提供能量工作;②可靠性：工作穩定可靠，不需要維護，具有很長使用壽命;③精度高。電子標簽包括兩種：①車輛電子標簽：其內部存儲器中固化了車輛的車號信息及車輛的技術參數信息（車輛型號，換長，制造廠代碼，制造年、月）。②機車電子標簽：機車電子標簽為可重寫型電子標簽，其內部存儲器中固化了機車的技術參數信息（機車型號，配屬段碼，狀態碼），另外由機車監控裝置直接將車次數據寫入到機車標簽中。

（2）地面自動識別設備。地面自動識別設備主要由車輪傳感器、地面天線、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。地面自動識別設備安裝在鐵路干線運行區間，交界口列檢所及編組站出入口處，實時準確地完成對機車、車輛電子標簽的信息進行識別，并將識別出的信息進行處理，通過計算機網絡傳至控制處理系統。在實際應用中發現市場上的AEI識別設備在列車運行速度小于5km/h和或在AEI識別設備上停車時，AEI識別設備不能正確識別出列車的車輛組成，為了解決該問題，在設備廠商的配合下研制成功了AEI低速識別設備。AEI低速識別設備利用電磁感應和LC并聯諧振的原理來實現列車的檢測和車輛的判別。環路線圈本身既是一個電感線圈，在環路線圈車輛判別器內并聯適當的諧振電容，構成了基本的Lc并聯諧振回路。當諧振回路加入一交流信號源時，環路線圈產生一個穩定的磁場，當環路線圈上有導磁性物體時，就會影響其磁場分布，從而影響它的電感量L，進而影響LC諧振回路的幅頻特性。當列車通過時，諧振回路的幅頻特性隨著列車與環路線圈的相對位置的變化而變化，利用這一原理實現列車存在、離開和車輛判別。為了提高系統的可靠性，ATIS在某些重要的車站（如鐵路局問分界口）使用了雙AEI裝置，即AEI雙機冷備。地面AEI自動轉換設備通過對各類報文的偵聽、判別來控制相應的繼電器實現兩套地面AEI設備及配套Modem的自動切換和相應設備電源的重啟，也可通過對自動轉換設備前面板上的自動/手動開關來實現兩套AEI設備及配套Modem的切換。

（3）控制處理系統。控制處理系統（CPS）安裝在站、段的主機房內，主要功能包括：（1）對地面自動識別設備AEI識別出來的機車、車輛電子標簽信息進行處理;（2）向上級應用系統轉發數據;（3）定時校正地面自動識別設備AEI上的時鐘，使得系統采集的信息準確;（4）定時、輪檢地面自動識別設備的工作狀態，并向上級監控系統報告。

1.2監控保障系統。

（1）列檢復示。鐵路列檢所通過計算機網絡或撥號網絡接入車站局域網，CPS自動將數據信息復示到列檢所的復示終端上，為車輛管理和設備維護提供可靠信息。

（2）原鐵路分局監控中心。原鐵路分局監控中心監測AEI的工作狀態，協調、指揮AEI設備維護，確保AEI良好工作狀態，實時接收本原鐵路分局交界口AEI采集的列車和車號數據，并接收各臺AEI產生的故障信息和設備狀態信息，通過對故障信息和設備狀態信息進行分析，可以及時了解地面AEI設備的工作狀態，對故障及時處理。還可以監測貨車標簽的工作狀態。

2 結語

目前，全國鐵路已經完成了6l萬輛貨車標簽的安裝以及全路528個車站、1968套AEI、481個列檢復示系統的安裝。隨著系統運行的逐步穩定，車號自動識別系統在鐵路信息化中將發揮著越來越重要的作用。

參考文獻：

[1]陳光亮.射頻識別技術在鐵路車號自動管理的應用研究[D].武漢理工大學，2010.

[2]郝瑛.RFID技術在冶金企業鐵路運輸中的應用[J].鐵道運輸與經濟，2009，31（6）：29-31.