铁路车号自动识别系统

1、铁路车号自动识别系统（atis）铁路车号自动识别系统（atis ）实现技术发表时间：2005-5-14沈海燕来源： 关键字：自动识别技术 技术关键 车号信息化应用调查在线投稿加入收藏发表评论好文推荐打印文本本文从技术角度阐述了铁路车号自动识别系统（atis）实现的几个技术关键。一、atis系统建设的意义及目标铁路车号自动识别系统（atis）的目标是在所有机车、货车上安装电子标签（ tag）;在 所有区段站、编组站、大型货运站和分界站安置地面识别设备（ aei ）;对运行的列车及车辆 信息进行准确地识别；经计算机处理后为tmis （铁路管理信息系统）等系统提供列车

2、、车辆、集装箱实时追踪管理所需的准确的、实时的基础信息；为分界站货车的精确统计提供保证；为红外轴温探测系统提供车次、车号的准确信息；还可实现部、局、分局、车站各级现 在车的实时管理、车流的精确统计和实时调整等。从而建立一个铁路列车车次，机车和货车号码、标识、属性和位置等信息的计算机自动报告采集系统。二、atis系统实现的主要技术关键1. atis系统的主要构成（1）货车/机车电子标签（tag）。安装在机车、货车底部的中梁上，由微带天线、虚拟电 源、反射调制器、编码器、微处理器和存储器组成。每个电子标签相当于每辆车的身份证（2）地面识别系统（aei）。由安装在轨道间的地面天线、车轮传感器及安装在

3、探测机房的 rf微波射频装置、读出计算机（工控机）等组成。对运行的列车及车辆进行准确的识别。（3）集中管理系统（cps）。车站主机房配置专门的计算机，把工控机传送来的信息通过集 中管理系统（cps）进行处理、存储和转发。（4）铁道部中央数据库管理系统。全路标签编程站的总指挥部。把标签编程站申请的每批 车号与中央车号数据库进行核对，对重车号则重新分配新车号。再向标签编程站返回批复的车号信息。即集中统一地处理、分配和批复车号信息，同时又是一个信息管理和信息查询中心。好比人脑的中枢神经系统。2 .atis系统实现的几个主要技术关键2.1 信息处理的技术关键-cps多线程多目标存储转发技术如何高效充分

4、地利用车号地面识别系统采集到的信息，并与铁路tmis系统友好接口并交换信息，最终使基础信息高效的共享？集中管理系统（cps）是实现此目标的一个重要的接口环节。cps具有多线程多目标存储转发机制的特点。可以同时向多个目标发送报文，具有较高 的发送效率；cps转发程序具有准确无误、 不丢失报文的特点， 有一定的实时性，是一个存 储转发装置。当 cps收到aei报文时，转发程序立刻向各个预定义目标发送报文，如果此 时到达某个目标的网络线路不通，转发程序会把未成功发送的报文存储起来，等线路通时， 转发程序自动把以前未成功发送的报文发送出去。应用模式如下图1所示。i，车值底座用it?i 的富描直图1 c

5、ps应用模式转发程序的文件传输基于 tcp/ip协议。高层传输协议使用 ftp协议或cps自定义协议。 对于主机操彳系统如 unix、vms、os/2、windowns nt 等具有ftp服务程序的操作 系统，使用ftp协议传输报文；对windowd95、windows98不带ftp服务程序的操作 系统，在其上安装转发系统配备的 cps报文接收程序，使用cps自定义协议传输报文文件。 cps转发程序具有广泛的适用性。是车号自动识别系统中一项重要的软件工程。2.2 地面识别系统（aei ）的技术关键-微波反射技术当列车即将进站时，列车的第一个轮子压过开机磁钢时开始计数，大于等于6次时开启微波射频

6、装置（rf）,微波射频装置在没有列车通过时保持关闭状态。微波射频装置开启后，安装在轨道的地面天线开始工作，向急弛而过的列车的每辆车的底部的无源电子标签发射微波载波信号，为标签提供能量使其开始工作；首先标签在微处理器控制下，将标签内信息通过编码器进行编码， 通过调制器控制微带天线，开始向地面反射信息； 地面天线立即接收反射回的标签内信息，并传送到铁路旁的探测机房；由机房内无人值守的地面读出计算机（工控机）将接收到的已调波信号进行解调、 译码、处理和判别；然后将处理后的信息送入车站机房的cps集中管理系统。当列车的最后一辆车的轮子压过关门磁钢后，关闭射频装置(rf)。cps系统对多台地面识别设备进

7、行管理，按照铁路 tmis的通信协议规程，将识别 后的信息向铁路 tmis等系统传送，即有目的的存储转发。地面识别系统( aei)工作程序 模式如图2所示。挥*站机阴 lining4 h w优蔺tk2： * li. x, 七 lrvtki：it：lt ilffill防备幽图2地面识别系统(aei )工作程序模式2.3 防止标签出现 重号错号”的技术关键一容错技术出现重车号不但会严重影响车号信息的使用效果，而且会造成atis整个工程的失败。 建立一套完善的、严格的、科学的管理制度和作业流程，避免标签出现重号、错号”。在计算机方面，要求开发出的标签编程管理软件应具有合理的流程、严密的防错、纠错及容

8、错技术。下面谈谈几个主要的容错技术。(1)为了便于理解，请先看标签编程、安装工作程序示意图3。(2)相关项目一致性”校验法。对一辆车的信息输入完毕后，要按校对c键，否则本次输入为无效， 如果校对后出现 军号与车种不符！是否按错号处理，请确认”异常信息时，要认真分析车号和车种这两个相关项；比如棚车车号范围为3,000,0003,499,999;如果选择了棚车的车种，而却输入了一个4,300,00的车号，则认为该号为错号，如果确实是错号，单击 确定;否则应仔细检查车号 车种的输入值是否有误。确保相关联的项输入一致，对保证车号输入的准确性又加了一道防 线。(3)重要项目两次输入一致”校验法。在标签编

9、程站，车号是最重要的输入项。为了避免误操作造成的错车号，对车号要进行两次输入两次校验。 第一次输入校对后， 如果提示 输入正常”信息，则输入框内的输入信息 被清空，再将 现在车号”进行第二次输入，再校对。然后再按两次输入一致校验键，比较两次输入的车号，如果无异常提示信息，说明两次输入车号完全一致，车号输入正确，可进入下一车辆的信息输入；不一致时，需重新输入两次车号，直至正确。(4)比较过滤”校验法每个标签编程站确保输入的一批车号信息正确无误后，可向铁道部车号中央数据库申请 此批车号的批复。当部数据库接到申请后，采用比较过滤”法，自动把申请的车号逐一与中央车号库进行比较，如果申请的车号已经被分配

10、过了，说明申请的车号为重车号，必须过滤掉此车号，即此车号不再分配， 则重新分配一个新车号；不重号的仍用原申请车号。最后部中央库将批复的此批车号反馈回标签编程站，由信息编码计算机输出到标签编程器，并写入到编程器上安置的电子标签内；同时将打印的3份标签内容记录贴在标签正反面和附表上；再把贴好的标签拿到站段对号入坐的安装在每辆现车底部中梁的指定位置上。全部安装完毕并检验无误，上网向部中央库再次确认此批车号，此批确认后的车号不再分配，这样才能避免已分配过的车号再被重新分配。网络管理其安注i工作程序是1 * : * j * j尸r图3标签编程安装工作程序示意图(5)理论与实际结合”校验法。一列车的每辆车

11、的标签安装完成后，在安装现场由检查员，验收员进行检查验收，他们使用便携式读出器复逐一读出每辆现车车底标签内的信息后，首先仔细与现车车体记录及安装单逐一核对；再将便携式读出器送到标签编程站，由计算机读出其内存的内容，并自动与计算机存储的有关车号的信息核对，如果无异常提示信息，说明实际工作中车号标签没有错装、重装现象，核实结果证实理论”与实际”相一致。（6）断点续接”容错技术。有时编程系统发生故障（断电、死机、机器故障等），如果防范措施不当，就会出现重传、 重输、漏传和漏输的现象，重车号错车号也就难以避免，甚至造成标签编程系统工作混乱， 从而影响整个atis系统的顺利进行。在标签编程站，比如车号信

12、息还未完全输入，系统发生故障，待系统恢复后，通过采用 断点续接技术，计算机能够把新输入的车号信息与以前已输入过的车号信息自动联接在一 起。车号全部输入完毕，在向铁道部中央库申请车号批复时，系统出现故障或线路中断时，同样待系统恢复正常后，采用断点续接技术，系统会自动从断点处继续申请批复车号，故障前已申请的车号无须重新申请。计算机在向标签编程器的标签写入车号信息时，如果发生故障，故障排除后，同样利用 断点续接技术，还可以从断点处继续写入，无需重写，即以前的标签编程有效，标签即不会 作废也不会漏写、重写和错写信息。铁路车号自动识别系统 车号自动识别系统对提高铁路机车、车辆、集装箱的使用率利用率，提高

13、铁路使用效率及运输管理水平有极其重要的作用。系统结构简单，维护方便，便于功能扩展，是实现铁路运输管理和火车车辆管理现代化的重要基础。自动识别系统采用国际先进的微波反射调制技术、变型fsk编码技术，与国际标准接轨，将记轴、计辆、测速、测距等技术与车号自动识别技术相结合，实现标签定位。该系统主要由标签、地面识别设备、复示终端设备、中央管理设备、标签编程器等部分组成。一、主要构成1、货车/机车电子标签（tag）标签内部存储器中存有车号信息及车辆技术参数信息。标签安装在机车、货车底部的中梁上，由微带天线、虚拟电源、反射调制器、编码器、微处理器和存储器组成。每个电子标签相当于每辆车的 身份证”。2、地面

14、识别系统（aei ）地面识别系统由车轮传感器、天线、rf射频模块、读头、电源防雷装置、信号及通信防雷装置等部分组成。其中，车轮传感器、天线安装在线路上，地面十倍设备安装在铁路干线运行区间、分 局交界口、编组站出入口，实时准确地完成列车的识别，并将识别出的标签信息及辅助信息通过通信电缆传输至中央处理设备和终端设备。3、集中控制管理计算机系统及复示终端设备由计算机、打印机、通信模块及软件构成。安装于编组站、交界口车站及列检所等场所，完成对列车标签信息的显示功能。提交各个有关部门使用。4、信息跟踪查询终端设备信息跟踪查询终端设备设在分局、路局车辆调度中心，查询车辆跟踪管理信息及车辆 的运行区间位置，

15、查询车辆检修状况信息报告、交界口车流统计结果等。5、标签编程系统标签编程器是标签安装前，将车辆信息写入标签内存装置，可在车辆段或车辆工厂进 行变成写入，操作数据对用户开放。6、铁道部中央数据库管理系统全路标签编程站的总指挥部。把标签编程站申请的每批车号与中央车号数据库进行核 对，对重车号则重新分配新车号， 再向标签编程站返回批复的车号信息。既集中统一的处理、分配和批复车号信息，同时又是一个信息管理和信息查询中心。二、系统工作原理1、地面识别系统的技术关键 微波反射技术当列车即将进站时，列车的第一个轮子压过开机磁钢时开始计数，大于等于6此时开启微波射频装置（rf）,微波射频装置在没有列车通过时保

16、持关闭状态。微波射频装置开启后，安装在轨道的地面天线开始工作，向每辆车底部的电子标签发射微波载波信号，激活标签，识别标签。首先，标签在微处理其控制下，将标签内信息通过编码器进行编码，通过 调制器控制微带天线， 开始向地面发射信息； 地面天线立即接收发射回的标签内信息，并传送到铁路旁的探测机房；由机房内无人值守的地面读出计算机将接收到的已调波信号进行解 调、译码、处理和判别；然后将处理后的信息送入车站机房的gps集中管理系统。当列车的最后一辆车的轮子压过关门磁钢时，关闭射频装置，准备下次车辆到来时工作。gps系统对多台识别设备进行管理，按照铁路tmis的通信谢意规程，将识别后的信息向铁路 tmi

17、s 等系统传送，即向目的地存储转发。工作程序模式，如图 1所示。2、信息处理技术的关键 一一cps多线程多目标存储转发技术cps具有多线程多目标存储转发机制的特点。可以同时向多个目标发送报文，具有较 高的发送效率；cps转发程序具有准确无误、不丢失报文的特点，有一定的实时性，是一 个存储转发装置。当 cps收到aei报文时，转发程序立刻向各个预定义目标发送报文，如 果此时到达某个目标的网络线路不通，转发程序会把未成功发送的报文存储起来，等线路通时，转发程序自动把以前未成功发送的报文发送出去。应用模式如图2所示。转发程序的文件传输基于 tcp/ip协议。高层传输协议使用 ftp协议或cps自定义

18、协 议。对于主机操作系统如 unix、vms、os/2、windows nt 等具有ftp服务程序的 操作系统，使用 ftp协议传输报文，对 windows95 、windows98 不带ftp服务程 序的操作系统，在其上安装转发系统配备的 cps报文接收程序，使用cps自定义协议传输 报文文件。cps转发程序具有广泛的适用性。是车号自动识别系统中一项重要的软件工程。3、防止标签出现重号错号的技术关键容错技术出现重车号不但会严重影响车号信息的使用效果，而且会造成atis整个工程的失败。建立一套完善的、严格的、科学的管理制度和作业流程，避免标签出现 重号、错号在计 算机方面，要求开发出的标签编程

19、管理软件应具有合理的流程、严密的防错、纠错及容错技术。下面谈谈几个主要的容错技术。(1)为了便于理解，请先看标签编程、安装工作程序示意图3。(2)相关项目一致性”校验法。对一辆车的信息输入完毕后，要按校对 c键，否则本次输入为无效，如果校对后 出现 车号与车种不符！是否按错号处理，请确认”异常信息时，要认真分析车号和车种这两 个相关项；比如棚车车号范围为3,000,000 3,499,999 ;如果选择了棚车的车种，而却输入了一个4,300,00 的车号，则认为该号为错号，如果确实是错号，单击确定;否则应仔细检查车号车种的输入值是否有误。确保相关联的项输入一致，对保证车号输入的准确性又加了一道

20、防线。(3)重要项目两次输入一致”校验法。在标签编程站，车号是最重要的输入项。为了避免误操作造成的错车号，对车号要进行两次输入两次校验。 第一次输入校对后， 如果提示 输入正常”信息，则输入框内的输入信 息被清空，再将 现在车号”进行第二次输入，再校对。然后再按两次输入一致校验键， 比较两次输入的车号，如果无异常提示信息，说明两次输入车号完全一致，车号输入正确， 可进入下一车辆的信息输入；不一致时，需重新输入两次车号，直至正确。(4)比较过滤”校验法。每个标签编程站确保输入的一批车号信息正确无误后，可向铁道部车号中央数据库申 请此批车号的批复。当部数据库接到申请后，采用 比较过滤”法，自动把申

21、请的车号逐一与中央车号库进行比较， 如果申请的车号已经被分配过了，说明申请的车号为重车号，必须过滤掉此车号，即此车号不再分配，则重新分配一个新车号；不重号的仍用原申请车号。最后部中央库将批复的此批车号反馈回标签编程站，由信息编码计算机输出到标签编程器，并写入到编程器上安置的电子标签内；同时将打印的3份标签内容记录贴在标签正反面和附表上；再把贴好的标签拿到站段对号入坐的安装在每辆现车底部中梁的指定位置上。全部安装完毕并检验无误，上网向部中央库再次确认此批车号，此批确认后的车号不再分配，这样才能避免已分配过的车号再被重新分配。(5)理论与实际结合”校验法。一列车的每辆车的标签安装完成后，在安装现场

22、由检查员，验收员进行检查验收，他们使用便携式读出器复逐一读出每辆现车车底标签内的信息后，首先仔细与现车车体记录及安装单逐一核对；再将便携式读出器送到标签编程站，由计算机读出其内存的内容，并自动与计算机存储的有关车号的信息核对，如果无异常提示信息，说明实际工作中车号标签没有错装、重装现象，核实结果证实理论”与实际”相一致。(6)断点续接”容错技术。有时编程系统发生故障(断电、死机、机器故障等)，如果防范措施不当，就会出现重传、重输、漏传和漏输的现象，重车号错车号也就难以避免，甚至造成标签编程系统工作混乱，从而影响整个 atis系统的顺利进行。在标签编程站，比如车号信息还未完全输入，系统发生故障，

23、待系统恢复后，通过采用断点续接技术，计算机能够把新输入的车号信息与以前已输入过的车号信息自动联接在一起。车号全部输入完毕，在向铁道部中央库申请车号批复时，系统出现故障或线路中断时，同样待系统恢复正常后， 采用断点续接技术，系统会自动从断点处继续申请批复车号，故障前已申请的车号无须重新申请。计算机在向标签编程器的标签写入车号信息时，如果发生故障，故障排除后，同样利用断点续接技术，还可以从断点处继续写入,无需重写，即以前的标签编程有效， 标签即不会作废也不会漏写、重写和错写信息。铁道部“atis信息化建设案例2007-12-24 17:32:37 人气：68155查看更多资讯信息，请进入 5613

24、5平台一铁道部“atis项目背景中国铁路的营业里程截止到2001年底已达70057.2公里，其中包括国家铁路、合资铁路、地方铁路。在国家铁路中复线里程达22640.3公里，电气化里程达 16867.6公里。拥有各种机车14955台，铁路客车37214辆，货车449921辆，承担着全国54.6%的货物运输量和 36.3% 的旅客运输量。自1975年铁道部电子中心开始筹备以来，经过 20多年的历程，铁路信息化事业从无到有， 逐步发展，特别是 tmis超大型管理信息系统、 atis铁路车号自动识别系统等系统建设以 来，铁路信息化建设已经初具规模。铁道部atis工程建设由中铁信弘远公司（铁道部信息系统

25、核心企业，一级集成资质）牵头进行，深圳远望谷信息技术股份有限公司是核心设备供应商。二需求分析1原有信息采集存在的问题l工作人员劳动强度过大；l数据采集质量低，错漏比率高；l信息难以进行实时共享。2 tmis的目标 l对全路货车、机车、列车、集装箱进行追踪管理；l对全路主要站段进行计算机管理；l铁道部、铁路局、分局的运输调度和日常运输计划进行计算机编制和管理。三解决方案1总体结构和布局atis系统由分布在全路各主要车站上的车号报告系统（trs）、铁道部/铁路分局车号数据库及相应车号数据处理系统，与机车 /货车标签共同构成。trs系统通过tmis各级局域网和 铁路数据通信网形成全路车号信息自动收集

26、报告体系。在atis系统中，建立车号报告系统trs的地点称为（atis）车号报告点，设有车号报告点的车站称为（atis）车号报告站。根据总体目标，车号报告点包括全路所有编组站、区 段站、大型货运站、分界口车站约500个点。货车数据库分界口车号信息中央处理系统系统tmis 中央系统标签安装管理/货车数据库系统tmis路局系统车号信息处理系统tmis 分局系统车号信息处理系统实时车号数据库车辆段/厂安装/维护管理系统tmis车站系统车号报告系统trs实时车号数据库x14x53车站 lan部机关网x140x500图一 总体结构车站 lan2 系统功能（ 1 ）车号信息报告功能车站 trs 负责采集列

27、车信息，直接报告给本站tmis 系统及部中央系统。 数据报文一般由车站 tmis 现车系统主机负责转发。 atis 在车站级只保留近期列车文本文件，不设 dbms 。分界口车流的车号信息除送车站现车系统外，同时经 x.25 网直接发送到铁道部分界口车号信息中央处理系统，并由后者实时转储到部货车数据库。（2）系统监控功能aei 设备在没有列车通过的空闲时段内， 每隔 1 分钟自检一次当自检或数据采集过程中发现设备故障不可及时恢复时，或当收到备用电源（ups）启用通告时，均须立即向 cps计算机发送消息报文，报告设备故障.自检正常且无车通过的空闲时段内，每隔 3分钟向cps发送消 息报文，报告时钟

28、数据。3 车号报告系统的组成及其与现有信息系统的连接（1 ）车号报告系统的组成车号报告系统（trs）由车站控制与车号处理系统（cps）和若干自动识别设备（aei）通过专线联结构成。aei 设备的功能是自动识别出通过指定查询地点的列车，向 cps 实时报告车次、车号等列车信息，及时提供识别设备的联接状态和工作状态（某点是否安装aei ，设备是否处于正常工作状态 ）cps 设备负责接收aei 采集到的列车信息，存储并通过局域网和广域网将车号信息提供给tmis有关子系统、货车管理系统及其它有关信息系统。同时， cps必须掌握各查询点aei设备工作状态，设备故障时及时通知 tmis 有关子系统，以便作

29、应变处理。 2） trs及其与信息系统的连接各 trs 直接接入本地计算机局域网，连接方式如图三。cpstmis主机aeiaeitmis 车站局域网 图三 . 连接方式 wanr 3） 3） atis 系统建设的主要任务：l全路 44 万辆货车标签的安装；l5 万辆机车标签和机车标签写入装置的安装；l 166 个机务段安装214 套闸楼 aei 设备；l在 53 个编组站、335 个区段站和大型货运站的出入口、以及 119个局、分局分界口 安装地面识别设备（ aei ） ；l 上述 507 个实施车站安装集中控制管理系统（ cps） ；l 476 个列检所配置列检复示系统。4 数据流程cpst

30、mis车站信息系统货车管理系统其它信息管理系统tmis 其它子系统电子标签aei车次、车号车次、车号、时间、设备号aei 设备工作状态信息车次、车号、时间、设备号、报告点 aei 设备故障报告5 车次识别方案车次是运输管理工作中的关键信息之一， 是列车的表征。 为识别列车， 在机车上安装可有线重写型电子标签， 动态写入车次， 结合现有机车安全系统综合解决车次的自动识别问题， 方案如下：在机车底部安装可有线重写型电子标签， 在机车监控装置上加装标签写入部件。 要求机车标签与货车标签的读性能兼容， 共用同一套地面识别设备读出标签信息。 写入部件直接读取机车监控装置内既有车次数据， 有线写入标签的可改写区域以供地面识别设备读取， 并保证数据更新周期与机车运用状态一致。上述方案的最大的优点是，充分利用了机车监控装置的既有功能，车次信息无需额外输入，从而做到既不