铁路装车车号智能识别系统

车辆运行安全监控系统车号识别率不达标的原因分析与对策摘要：铁路车号自动识别系统是铁路运输管理系统的重要组成部分，对运行的动车、客车、货车自动采集车次、车号信息，实现对全路列车车辆实时跟踪管理。

本文针对车辆运行安全监控系统的车号识别率未能达到100%的情况，从车号自动识别的基础原理、列车编组等方面进行分析，提出提高车号识别率的建议。

关键词：车号；自动识别；识别率车辆运行安全监控系统（5T）通过以红外线、力学、声学、图像等车辆监控设备为基础，实时检测动、客、货车辆运行状态，同时利用车号自动识别系统进行动态跟踪，为各级铁路车辆管理部门提供车辆安全监控信息。

5T系统在使用过程中因车辆、车号标签、现场环境及AEI设备等因素影响车识别准确率未达到100%，对车辆运行安全监控的实时动态跟踪造成一定的影响。

现通过对车号自动识别基础原理、安装条件、列车车辆情况进行分析，提出相应的整改建议，提高车辆运行安全监控系统的车号识别正确率，更好地动态跟踪车辆运行情况。

1 车号自动识别系统工作原理当安装有电子标签的车辆进入车辆运行安全监控系统（5T）的AEI天线发射的微波信号区域时，电子标签接收微波信号并将一部分能量转换为直流电，供电子标签内部电路工作，而将另一部分微波能量反射回AEI设备。

电子标签反射回的微波信号已经携带了电子标签内储存的数据信息，经过AEI主机解码获得车辆车号信息其工作原理如图所示：2 影响车号自动识别率原因分析近年车辆运行安全监控系统的车号识别率大约为99.7%，通过对无法识别的列车车辆信息进行分析，发现影响车号识别率的原因有外部环境电气化干扰、AEI 设备性能下降、车号电子标签失效等原因。

2.1外部干扰因素影响AEI设备是采用微波射频装置（RF）通过微波激活车辆底部的无源电子标签，电子标签激活后通过调制信号将标签内部信息反射回地面天线，再传输到探测站AEI主机从而识别车辆标签信息。

电气化区段电气化干扰会影响微波信号传输造成AEI设备无法识别电子标签，为此《铁路车辆运行安全监控系统设计规范》（TB 10057—2010）中明确规定AEI设备安装点避开电气化区段分相点、轨道电路回流点等地段，确保AEI设备不受电气化干扰。

2、铁路货车技术管理系统（HMIS）简介2.1 HMIS的定义铁路货车技术管理信息系统（HMIS）的定义是：为铁路货车技术管理提供宏观决策信息和生产组织、质量控制及信息服务的，各种资源设备统一规划的，应用计算机、网络、通讯技术并引进科学的管理方法和系统化的开发方法的人—机系统。

2.2 HMIS系统功能要求2．2．1 宏观（行业）管理功能运输局装备部建立具有全局和长期决策、管理功能的信息管理局域网，依靠HMIS部级应用系统以每辆货车的由新造到报废的全部技术数据建成铁路货车技术信息动态库及相关技术管理信息．2．2．1．1宏观决策：为铁路运输提供货车技术的宏观信息，利用车号自动识别系统的信息资源定时形成传统的货车清查才能完成的铁路货车的宏观决策信息。

通过货车技术动态信息库随时为铁路货车服务运输、保障安全提供准确、及时、完整的技术信息．2．2．1．2 职位管理：按照运输局装备部货车技术管理的职能，形成具有车辆调度（货车部分）货车新造、厂修、段修、站修、运用、轮轴、制动、安全、自备车、机保车、爱车、验收等技术管理的功能．2．2．1．3 智能预测：货车及主要零部件寿命管理，货车定检到期预测及定检过期报警等功能．2．2．2 区域管理功能各铁路局车辆处建立具有区域性和中长期决策、管理功能的信息管理局域网，依靠HMIS局级应用系统形成局域性的货车技术信息库及相关技术管理信息．2．2．2．1 区域决策：贯彻落实铁道部的宏观决策信息，并根据区域内的特性组织实施和管理．2．2．2．2 职位管理：按照各局车辆处货车技术管理的职能，形成区域性的具有车辆调度（货车部分）货车段做厂修、段修、站修、运用、轮轴、制动、安全、自备车、机保车、爱车、验收等技术管理的功能．2．2．3 企业辅助决策、生产组织、质量控制和技术管理功能各车辆段（含车辆工厂、机保段、车轮厂等）建立具有计划实施、生产组织、质量控制、技术管理及辅助决策功能的信息管理局域网，依靠HMIS段（厂）级应用系统形成企业管理信息库及相关技术管理信息．2．2．3．1 计划实施：按照逐级下达的货车生产计划，具有计划实施、兑现考核功l能．2．2．3．2 生产组织和质量控制：按照生产计划，具有检修车扣留、入线预检、技术作业、过程控制、质量验收、检修车、报废车管理等功能．2．2．3．3 技术管理：按照HMIS段（厂）级出口规范，具有技术数据形成及上报I功能．2．2．3．4辅助决策功能．2．3 系统性能要求2．3．1安全性2．3．1．1 各级应用系统应做到应用软件与数据分离，在实现数据共享的基础上，5确保数据的完整和安全．2．3．1．2 数据库系统在自身安全的保障下，各级应用系统及各分系统、子系统应分配操作权限，设置权限级别来保证数据库的安全性和保密性。

车号设备技术规范一、设备总要求1.引用标准：下列标准包含的条文，通过本规范的引用而构成为本规范的条文。

在规范发布时，所示版本均为有效。

ISO 1037 Standard for the Automatic Identif ication of Contains S-918-00 Standard for Automatic Equipment Identif icationANSI NCITS 256-2001 Radio Frequency Identif ication Standard for Item ManagementGB 9254-1998 信息技术设备的无线电骚扰限值和测量方法GB/T 17626-2/3/4/5/8/9/11/12 电磁兼容试验和测量技术TB/T 1394-93 铁道机车动车电子装置TB/T 3070-2002 铁道机车车辆自动识别设备技术条件《车号系统地面AEI设备输出数据格式及通讯协议》运装管验〖2002〗225号2.设备必须通过铁路总公司（原铁道部）产品认证；3.采用符合运装管验[2010]664号文规定统型机S1型设备。

4.本次车号自动识别系统含车号自动识别探测设备（AEI）和车号集中管理设备（CPS）。

二、设备基本技术条件（一）车号自动识别探测设备1.使用环境条件（1）室外设备温度：－40℃～70℃；（2）室内设备温度：－25℃～70℃（3）室外设备湿度：小于等于95％（4）室内设备湿度：小于等于85％2.使用运用条件（1）牵引类型：电力（2）适应车速：适应0~300km/h（3）振动冲击：符合《TB/T3070-2002 》标准、《GJB150-1986》标准（4）恶劣环境：雨、雪、盐雾、灰尘、油污、化学腐蚀、风沙等环境。

3.识别范围车号识别系统地面AEI设备能够很好并准确读取现行货车上安装的XC型货车标签、美国AMTECH型货车AT5110标签及机车的单向和双向机车标签；以及客车标签；标签识别精度：≥99.9999％；4.适应电源：AEI设备能够适应220V+15%-20%，50Hz的交流电源，在电源切换时系统能正常工作；5.系统主要技术指标：(1)采用标准工控机为硬件平台、Windows XP操作系统为软件平台的新型AEI设备；(2)强化自检，增强动态实时检测，方便人机对话，现场使用人员的维护工作更快捷；(3)计轴判辆采用DSP+AD的方式，实现了磁钢信号的数字化采集与分析，设计了专门针对AEI运用要求的算法，改变原有磁钢信号的简单处理方式，提高了计轴判辆的准确性；(4)系统具有远程监控、远程维护和远程管理等功能。

铁路车辆运行安全监控体系(５T系统)铁路车辆运行安全监控体系简称“５Ｔ”系统,主要由五大系统构成:红外线轴温探测智能跟踪系统(简称THDＳ)、货车运行状态地面安全监测系统(简称TPDS)、货车滚动轴承早期故障轨边声学诊断系统(简称TADＳ)、货车运行故障动态图像检测系统(简称TFDS)、客车运行安全监控系统(简称ＴCＤＳ)。

以及与“5Ｔ”系统配套的铁路车号自动识别系统(简称ATIS)。

TＨDＳ(TrackHotｂoxDｅteｃtｉonSystｅm):系统利用轨边红外线探头,对通过车辆每个轴承温度实时检测,并将检测信息实时上传到路局车辆运行安全检测中心,进行实时报警。

通过配套的铁路车号自动识别系统,实现车次、车号跟踪,热轴货车车号的精确预报,重点探测车辆轴承温度,对热轴车辆进行跟踪报警。

重点防范热切轴事故。

TPDＳ(ＴruckＰerｆormaｎceＤeteｃtiｏnSｙstem):系统利用安装在铁路正线直线段上的轨边检测平台,动态监测轮轨间包括脱轨系数、减载率等动力学参数,实现对货车的运行状态分级评判。

通过配套的铁路车号自动识别系统,实现车次、车号跟踪。

重点防范货车脱轨事故,防范车轮踏面擦伤、剥离以及货物超载、偏载等行车安全隐患。

TADS(TrucksideAcoustiｃDeｔecｔionＳystem):系统利用轨边噪声采集阵列,实时采集运动货车滚动轴承噪音,通过数据分析,及时发现货车轴承早期故障。

通过配套的铁路车号自动识别系统,实现车次、车号跟踪。

重点防范切轴事故,ＴADＳ系统使安全防范关口前移,对轴承故障进行早期预报。

TＦDS(ＴroｕｂleｏfｍovingFreighｔｃarＤｅtectiｏｎSｙsｔe ｍ):系统采用高速连续数字照像技术、大容量图像数据实时处理技术与精确定位技术,利用轨边高速摄像头,对运行货车隐蔽故障与常见故障进行动态检测,及时发现货车运行故障,重点检测货车走行部、制动梁、悬吊件、枕簧、大部件、钩缓等安全关键部位,重点防范制动梁脱落事故,防范摇枕、侧架、钩缓大部件裂损、折断,防范枕簧丢失、窜出等危及行车安全隐患。

铁路货车装载状态图像智能识别系统张萼辉【摘要】货车装载状态高清视频监控系统每日产生的图像数量众多,目前完全依靠人工识别异常状态,工作量巨大且效率低下.采集货车装载状态图像进行人工分类和定义后,输入深度学习模块进行学习,得到正常及异常状态模式识别算法.基于此算法开发的铁路货车装载状态图像智能识别系统可替代大部分人工查看的工作量,明显提高效率,进一步保证安全.【期刊名称】《中国铁路》【年(卷),期】2017(000)009【总页数】4页(P113-116)【关键词】铁路货车;装载状态;异常检测;图像智能识别;深度学习模块【作者】张萼辉【作者单位】上海铁路局科学技术研究所,上海200071【正文语种】中文【中图分类】U298上海铁路局南京东站、金华东站、南翔站及徐州北站等7个大型货站共50条到达或出发线均安装了货车装载视频监视系统，每日平均过车数约为1275列。

每辆货车分别采集左视、右视和俯视3张图像，供现场值班人员查看货车外观的异常状况；对进站货车通过查看实时拍摄的高清图像进行预检，以指导装卸作业；对出发货车装载状态进行复核，如发现问题需通知下一站进行处理。

货车装载视频监视系统对于货运系统的安全运营具有重要意义。

按货站每日平均过车数180列、每列车平均50辆编组计算，一个货站需人工检测2.7万张图像，工作量及人工劳动强度巨大，且长时间作业容易因疲劳发生漏检，存在安全隐患。

因此，利用深度学习技术开发铁路货车装载状态图像智能识别系统，自动排查异常情况以替代大部分人工工作量，显得异常紧迫[1]。

货车装载状态图像主要用于查看货车外观异常情况。

根据《上海铁路局货车装载视频监视系统运用管理办法》，监控检查的主要内容包括本站到发、通过列车货物装载状态，集装箱、篷布和篷布绳网状态，货车门、窗、盖关闭以及未苫盖篷布的敞车内部情况，押运人押运行为，扒乘和闲杂人员，货车车体顶部、外侧，集装箱顶部存在残货或杂物，货车发生火灾，罐车发生泄漏，散堆装货物发生撒漏以及其他通过图像可明显发现的危及行车安全的情况。

车号识别系统维护管理制度1、室外部分：检查天线外观、天线罩紧固螺栓、天线安装装置，天线下同轴电缆接头，磁钢主夹具，HZ-12电缆盒，冬季及时清理天线上的冰雪。

2、室内部分：检查测量交流电源，磁钢直流电阻及接线情况，检查AEI主机后部插接件，检查接地及接地状态，按上述第二项内容观察1—2趟接车过程，观察1—2趟接车后CPS打印机记录、向值班人员了解整套设备的日常工作状态。

A、磁钢的测量：在主机后接线端子上测量（无需拆下磁钢接线）其直流电阻应为500——900欧姆，用铁器在磁钢上划动或过车时其直流脉动电压应大于0、6V，用示波器观察波形为规则的正弦波。

B、AEI主机交流电源输入电压应为220V+（—）10%。

C、有条件的单位可用微波功率计测量AEI主机后发射端口的输出功率，正常值在25——32dBm（以设备交付时的调试值为准）。

D、做好设备维护测试记录日志，以便发现解决问题。

3、环境要求：保持环境温度在150C到250C之间，为防止电池小电流放电，UPS电池工作时间应不超过48小时。

当UPS长期不用，电池连续三个月未充电时，需充电一次，每次不得少12小时。

在高温环境下，连续两个月未充放电时就需充电一次，每次不得少于12小时。

若发现电池供电时间大缩短或UPS的LED显示电池故障，确认是否需更换电池，更换前请确认电池参数与规格相同。

XC型铁路车号识别系统操作规程XC型AEI设备主机由开关电源、摸拟电源、微波组件、处理部分、软驱和指示灯等几部分组成；微波组件由频率合成器、功放、解调器及放大器组成；处理部分由4块PC104结构的电路板层叠在一起组成，自上而下分为解码扳、磁钢板、接口板（I/O 板）、主机板。

打开主机电源，AEI设备自动运行应用程序。

屏幕及指示灯显示AEI设备工作状态。

一、信号灯指示说明如下：1、主机电源开关打开时，“正常”灯点亮。

2、列车到达开机后，“发射”灯点亮。

3、列车通过磁钢时，相应的磁钢灯闪亮（1#、2#、3#、4#）。

火车车号自动识别系统在火电厂中的应用摘要：目前全国电厂的接卸效率普遍较低，均是人工交接来车信息。

普遍存在车辆信息存在误差、人工工作量增加。

人工对比效率低、第一时间未掌握来车信息，不及时调度，造成车辆入厂压车、增加火车入厂到卸煤中间环节耽误时间等情况的发生。

所以火车车号自动识别系统可以自动对来煤火车车厢号码进行识别，同时与各矿方采购计划表自动对比，自动查找出来煤矿别等信息。

大大减少了人工查找时间，降低工作量，提高了火车接卸效率，减少火车延时费的支出，节约公司的资金。

实现了企业车辆入厂的自动化，信息化管理，节省人力物力财力，提高企业管理，确保了电厂接卸效率连续、安全、可靠经济的运行。

关键词：目火车车号自动识别；“公转铁”；车辆信息采集引言火车车号自动识别系统立足电厂企业运煤接卸实际，瞄准迫切需要解决的运煤接卸问题而开发的一套自动识别对比系统，火车车号自动识别系统兼具先进性、实用性、经济性，具有较高推广应用价值。

此系统采用windows客户端软件和车号识别硬件相结合发明的自动化采集对比技术，使车号识别系统达到自动化、智能化。

使调度员第一时间掌握所有入厂车辆的所有信息。

取消了人工抄录，人工制表，无需人工对比，降低了工作量。

避免了人工出错的情况。

软件自动对比各个车辆信息，对所有进厂车辆状态的准确定位，降低了分车错误、采样错误、机车空耗、人员工作时间增加等问题，以及机车油耗增加等情况的发生，方便调度，提高了接卸效率。

使火车煤入厂车辆实现入厂的自动化，信息化管理。

1 火车煤入厂接卸现状及问题分析我公司进行“公转铁”后，铁路来煤逐渐增加，车号比对效率低下，现在火车入厂后，由于不知道矿方、品种等信息，需要燃铁交接站的值班员在列车行走时用手机录像，再在录像中把车号写下来，再发给调度员，由调度员从燃管部发来的各矿方采购计划表中，手工制表人工查找出来煤矿别，通知燃铁交接站是否拆分编组，再次传达哪里过衡采样接卸等信息。

其中任何一个环节出现懈怠，没有及时报告来车，会出现压车等情况的发生。

■党华丽／河北工业大学（天津３００１３０）　摘　要：文章针对铁路机车运输的特殊性和特有移动模式，提出了基于射频识别技术的车号自动识别技术　根　据射频方式进行非接触双向通信，通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据　以达到识别目的。　关键词：射频识别技术；电子标签：阅读器　中图分类号：ＴＰ３９１．４　文献标识码：Ｂ　文章编号：１６７３．１ｌ３１（２００７）０２．００４１．０３　

党华丽　女，天津铁道职业技术学院，高级讲师。　

一，５Ｉ吾　

在我国６万多公里的铁路线上，南来北往飞驰着几　十万辆机车，为了及时掌握这些现用车辆的动态使用情　况，在全国各地车站上有几万名车号员，不论白天黑　夜，他们都要在规定的极有限的时间内以口念、笔记的　原始方法记录　核定每一节车辆的车况与编号，然后用　电话和电报等方式一层层地向各级调度机构报告。显　然　这种管理方式效率低、差错多　大大制约了铁路运　输能力的发挥。那么有没有可能利用现代科技手段自动　记录行驶中的列车车号和车次呢７答案是肯定的　就是　将射频识别技术引入车号识别系统。　射频识别技术是一项利用射频信号通过空间耦合实　现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的的　技术。　二、射频识别系统的组成　射频识别系统通常由电子标签（射频标签），阅读器　和天线等三部分组成。　２．１电子标签（Ｔａｇ。即射频卡）　通常由标签天线及标签芯片组成。标签芯片相当于　一个具有无线收发功能和存贮功能的单片系统。标签含　有内置天线．用于和射频天线问进行通信。电子标签内　存有一定格式的电子数据，以此作为待识别物品的标识　

党华丽／铁路中基于射频识别技术的车号自动识别技术　ｌ　７№２　４　１　

维普资讯 http://www.cqvip.com ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ　性信息，应用中将电子标签附着在待识别物品上，作为　待识别物品的电子标记。　２．２阅读器　阅读器能读取标签中的数据．可靠地与电子标签交　换信息。阅读器与电子标签可按约定的通信协议互传信　息．通常的情况是由阅读器向电子标签发送命令．电子标　签根据收到的阅读器的命令．将内存的标识性数据回传给　阅读器。实际系统中阅读器的作用距离在ｏ－－１　ＯＯｍ左右。　２．３天线　在标签和阅读器间传递射频信号。　系统的基本工作流程是：阅读器通过发射天线发送　

一、TMIS－铁路运输管理信息系统(Transportation Management Information System)功能铁路运输管理信息系统（TMIS）主要包括：确报、货票、运输计划、车辆、编组站、货运站、区段站、分局调度、货车实时追踪、机车实时追踪、集装箱实时追踪、日常运输统计、现在车及车流推算、军交运输等子系统。

简单地说就是通过建立全路计算机网络，将全路部、局、分局、主要站段的计算机设备联成一个整体，从而实现对全路近50万辆货车、1万多台机车、2万多列列车、几十万个集装箱及所运货物实施追踪管理。

计算机系统可以随时提供任何一辆货车、一台机车、一列列车、一个集装箱及所运货物的地点及设备的技术状态，并预见它们3天内的动态变化，随时提供车流的动态变化情况，特别是预见编组站、分界口、限制口的车流变化，从而为铁路系统运输指挥人员提供及时、准确、完整的动态信息和决策方案，同时也为货主服务。

特点铁路走向市场需要两个基本条件：一是转换经营机制，充分发挥基层的经营活力；二是要有适应市场变化的能力，提高对客户的服务质量。

在TMIS建成之前的铁路运输犹如一个―黑洞‖，车辆、集装箱和所运货物，一经发出就不容易知道在何处，直到到达目的地后才从―黑洞‖中冒出来，这种服务质量远不能满足市场经济的需要。

有了TMIS，这种状况将得到彻底改变，它可以提供车辆、集装箱和货物的实时查询。

中国铁路所承担的巨大运量，决定了中国铁路运输管理信息系统将是世界铁路中最复杂、最庞大的运输管理系统。

结构组成TMIS的总体结构由四部分组成：一、信息源部分TMIS采用集中建库与分布处理相结合的模式，完成中央数据库系统，站段系统，铁道部、铁路局、铁路分局应用系统，计算机通信网络系统的建设。

中央数据库通过中央系统直接经铁路专用通信网，从编组站、区段站、货运站、分界站、车务段、机务段、车辆段等2200个联网报告点（非联网报告点向车务段或分局上报）等收取列车、货车、机车、集装箱、货票等实时信息。