張守謙 上海鐵路局科研所

鐵路車號識別系統(tǒng)（ATIS）是一個能實(shí)現(xiàn)自動識別并存儲鐵路車次和車輛車號的系統(tǒng)，包括車號標(biāo)簽、地面讀出裝置和數(shù)據(jù)處理單元，其中在我國幾乎所有的機(jī)車和車輛都安裝了車號標(biāo)簽，車號標(biāo)簽中存儲了車廂上印刷的車號或機(jī)車車次信息。當(dāng)安裝了車號標(biāo)簽的車輛通過車號識別裝置時(shí)，車號信息將會自動被讀取并上傳到數(shù)據(jù)處理單元，為各種系統(tǒng)實(shí)時(shí)提供準(zhǔn)確可靠的車號數(shù)據(jù)。完全替代人工抄錄車號，確保數(shù)據(jù)的真實(shí)性、實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性，已經(jīng)廣泛用于我國鐵路系統(tǒng)。

1 XC型鐵路車號自動識別系統(tǒng)工作原理

1.1 XC型鐵路車號自動識別系統(tǒng)組成

為適應(yīng)鐵路車輛自動追蹤管理及管理、維護(hù)等應(yīng)用要求，鐵路車輛自動識別系統(tǒng)（ATIS）主要分為以下幾個部分：車輛電子標(biāo)簽、電子標(biāo)簽編程網(wǎng)、讀出裝置（便攜式和地面）、車站控制與車號處理系統(tǒng)（CPS）、列檢復(fù)示、鐵路局監(jiān)測系統(tǒng)、鐵道部監(jiān)控系統(tǒng)及中央數(shù)據(jù)庫等。

（1）車輛電子標(biāo)簽：采用無源設(shè)計(jì)方案，電子標(biāo)簽內(nèi)無電池，所需工作電源從照射到其上的微波射頻中提取。車輛電子標(biāo)簽安裝于車體底部。

（2）電子標(biāo)簽編程網(wǎng)：由電子標(biāo)簽信息編程器及相應(yīng)支持軟件組成。完成車輛電子標(biāo)簽的信息申請、寫入等工作，由指定的授權(quán)單位完成。

（3）讀出裝置：地面讀出裝置包括天線，開關(guān)機(jī)、開關(guān)門磁鋼（車輪傳感器），讀出裝置主機(jī)，射頻電纜，信號電纜，通訊與信號防雷裝置，機(jī)柜等。便攜式讀出裝置是日常維護(hù)、檢查標(biāo)簽信息及狀況的專用設(shè)備。

（4）車站控制與車號處理系統(tǒng)（CPS）：由CPS服務(wù)器、多串口擴(kuò)展卡、調(diào)制解調(diào)器及CPS軟件組成。CPS處于地面讀出裝置主機(jī)與ATIS系統(tǒng)的中間，起到了管理多個地面讀出裝置并向ATIS系統(tǒng)傳送信息的橋梁作用。

（5）列檢復(fù)示：由列檢復(fù)示主機(jī)及列檢復(fù)示軟件組成，位于各列檢所。列檢復(fù)示系統(tǒng)所需信息由CPS提供。

（6）鐵路局檢測系統(tǒng)：由局檢測服務(wù)器及相應(yīng)軟件組成，位于局車輛安全檢測中心，負(fù)責(zé)對全局的車號設(shè)備運(yùn)用狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測。

（7）鐵道部監(jiān)控系統(tǒng)及中央數(shù)據(jù)庫：負(fù)責(zé)對全路的車號系統(tǒng)（ATIS）進(jìn)行監(jiān)控，回復(fù)各站段的標(biāo)簽車號申請，管理全路的貨車車輛。

1.2 XC型鐵路車號自動識別系統(tǒng)工作原理

圖1 地面讀出裝置系統(tǒng)設(shè)備布置示意圖

XC型鐵路車號自動識別系統(tǒng)地面讀出裝置由主機(jī)、計(jì)軸判輛和開/關(guān)機(jī)磁鋼傳感器、天線、饋線、射頻發(fā)射組件、解碼組件、通訊電纜等部件組成（如圖1所示）。當(dāng)安裝有電子標(biāo)簽的車輛進(jìn)入軌道衡AEI天線發(fā)射的微波信號區(qū)域時(shí)，電子標(biāo)簽接受微波信號并將一部分能量轉(zhuǎn)換為直流電，供電子標(biāo)簽內(nèi)部電路工作，而將另一部分微波能量反射回AEI設(shè)備，其信息流程如圖2所示。電子標(biāo)簽反射回的微波信號已經(jīng)攜帶了電子標(biāo)簽內(nèi)儲存的數(shù)據(jù)信息，經(jīng)過AEI主機(jī)解碼，生成固定且與列車量序一一對應(yīng)的數(shù)據(jù)格式，將軌道衡的重量數(shù)據(jù)信息通過約定的通訊方式傳送到的AEI，由AEI主機(jī)將所收重量信息與自身的車號信息相結(jié)合，就可以完整的實(shí)現(xiàn)軌道衡車號稱重一次自動采集。

圖2 地面讀出裝置信息流程圖

2 XC型鐵路車號自動識別系統(tǒng)常見故障分析

在實(shí)際使用中，由于設(shè)備部件產(chǎn)生故障或干擾以及其他外部原因，時(shí)常會出現(xiàn)車號識別系統(tǒng)不能正常工作，導(dǎo)致車號不能讀出。根據(jù)實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，車號識別系統(tǒng)的常見故障主要有以下幾類：

2.1 輛序、輛數(shù)不準(zhǔn)，產(chǎn)生串號、漏號、多車

對應(yīng)的開門磁鋼或關(guān)門磁鋼在線、不在線阻值不在標(biāo)準(zhǔn)范圍，對應(yīng)的磁鋼指示燈有過車時(shí)不閃亮。磁鋼板對應(yīng)的開、關(guān)門磁鋼信道故障。車號系統(tǒng)軸距信息錯誤，有未匹配軸數(shù)，而且軸距普遍偏大或偏小，但開門次數(shù)、關(guān)門次數(shù)與總軸數(shù)不一致。

故障分析：此類故障產(chǎn)生原因有兩種可能。一為干擾導(dǎo)致。二是在開、關(guān)門磁鋼中，某一路磁鋼信號出現(xiàn)延時(shí)或兩磁鋼幅值相差較大，導(dǎo)致軸距計(jì)算出現(xiàn)錯誤。

故障處理方法：

（1）用數(shù)字萬用表在室外對開、關(guān)門磁鋼進(jìn)行在線測量，一般正常阻值范圍在450～550 Ω之間。

（2）用鐵件在室外開關(guān)門磁鋼上方劃，觀察主機(jī)對應(yīng)的指示燈閃亮情況。如果沒有閃亮，可以測量磁鋼性能。

（3）測量開關(guān)門磁鋼極性是否正確，磁鋼性能是否下降。（4）用替換磁鋼方法進(jìn)行磁鋼板通道檢測。

（5）全面檢查磁鋼，包括內(nèi)阻、噪聲、絕緣阻值，若實(shí)測值與標(biāo)稱值相差很大，則需更換磁鋼。

（6）檢查磁鋼卡具是否松動，若松動需重新緊固。

2.2 磁鋼板指示燈常亮

故障分析：此種情況在電氣化區(qū)段發(fā)生的比較多，通常是由于外部信號干擾所致，接車時(shí)可導(dǎo)致軸距表錯誤，引起丟輛或多輛，嚴(yán)重時(shí)可引起丟列。由于磁鋼絕緣阻值下降，使磁鋼與鋼軌連在一起，導(dǎo)致磁鋼抗干擾能力降低，當(dāng)接車時(shí)或列車接近AEI時(shí)，軌道電流會增強(qiáng)，使軌道信號直接串入磁鋼，引起某個或多個磁鋼指示燈持續(xù)閃亮。

故障處理方法：需將主機(jī)箱系統(tǒng)地接地；需更換絕緣阻值大于10兆歐的磁鋼或在磁鋼卡具上添加絕緣墊，使磁鋼與鋼軌之間絕緣。

2.3 讀車號標(biāo)簽出現(xiàn)漏號、整列無標(biāo)簽

車號系統(tǒng)收號普遍正常，突然某列車中間出現(xiàn)無號；或車號系統(tǒng)收號普遍不正常，每列車都會出現(xiàn)不同程度的漏號，甚至整列無號，車輛數(shù)正確，開、關(guān)門數(shù)相等與實(shí)際車輛軸數(shù)一致，車號主機(jī)過車過程中，發(fā)射燈、錯碼燈常亮，發(fā)送燈不亮。

故障分析：若漏號現(xiàn)象偶爾產(chǎn)生，可能是車輛本身的車號信息載體標(biāo)簽故障或性能下降；若漏號現(xiàn)象經(jīng)常出現(xiàn)甚至整列無號，則可能是車號識別設(shè)備自身存在故障。

故障處理方法：

若漏號現(xiàn)象偶爾產(chǎn)生，首先通過確保掌握漏號的具體車號信息并通過其他方式找到該車，觀察車體底部標(biāo)簽直觀狀況是否有污損或破損、金屬覆蓋、丟失等情況，再用便攜式讀出器按照標(biāo)準(zhǔn)距離讀取標(biāo)簽信息確定標(biāo)簽性能，如故障建議更換。

若漏號現(xiàn)象經(jīng)常出現(xiàn)甚至整列無號，則按以下步驟逐一檢查并排除故障：

（1）室外天線故障會造成漏號，應(yīng)進(jìn)行室外天線檢測：外觀是否有裂紋、砸痕或盒體進(jìn)水存在，如果有此現(xiàn)象中的一種就需要及時(shí)更換天線；把萬用表阻值打到最低檔測量天線射頻接頭的里芯和外絲扣之間的電阻應(yīng)該小于4 Ω，如果大于該參數(shù)，需要更換天線；射頻電纜和天線的接頭處理狀態(tài)是否良好、緊固，是否有進(jìn)水情況，及時(shí)對接頭進(jìn)行防水處理和緊固。

（2）室外射頻電纜故障會造成漏號，應(yīng)進(jìn)行射頻電纜檢測：外觀是否有破損或斷裂、死彎等，射頻電纜接頭是否松動、掉開，針芯是否縮進(jìn)；把萬用表阻值打到最低檔測量天線射頻接頭的里芯和外絲扣之間的電阻應(yīng)該無窮大，否則更換射頻電纜。

（3）在室外天線、射頻電纜檢測均正常的情況下，可以進(jìn)一步對車號識別設(shè)備主機(jī)進(jìn)行檢測，觀察主機(jī)后端射頻接口和射頻電纜接頭是否連接牢固。

（4）退出車號系統(tǒng)運(yùn)行程序*.EXE，然后進(jìn)入到車號系統(tǒng)從C：TEST目錄下，運(yùn)行test.exe程序，按"F1"鍵手動打開功放。用XCDT-5型場強(qiáng)儀在室外天線上方1 m距離進(jìn)行場強(qiáng)幅寬測試，應(yīng)該左右拉開3 m為正常。否則可以確定RF組件功率下降。需要將RF組件返廠檢修、測試。

2.4 通信故障

超偏載檢測裝置無法查詢整列車號信息，但車號識別設(shè)備端可以查詢當(dāng)次過車信息。

故障分析：這種現(xiàn)象一般是由于超偏載檢測裝置或車號識別設(shè)備串口故障造成數(shù)據(jù)積壓，導(dǎo)致傳輸不暢。

故障處理方法：可以按照從上端到下端，從硬件到軟件的查修方式進(jìn)行。首先檢查超偏載檢測裝置端車號數(shù)據(jù)接收軟件是否正常運(yùn)行（有部分超偏載檢測裝置廠家車號數(shù)據(jù)接收軟件是嵌套在其稱重程序中的）?？梢允謩舆\(yùn)行一次車號接收軟件，檢查車號數(shù)據(jù)是否可以提取到。如果無法提取車號數(shù)據(jù)可以檢查超偏載檢測裝置串口硬件或串口設(shè)置是否有誤。其次，當(dāng)檢查超偏載檢測裝置端串口無誤后下一步可以檢查車號識別設(shè)備串口運(yùn)行情況。車號識別設(shè)備串口檢查可以分兩步進(jìn)行：①過車車完成后查看車號識別設(shè)備C：AEI目錄下是否形成了AEI.DAT報(bào)文；②用便攜機(jī)連接車號主機(jī)，安裝專用車號數(shù)據(jù)接收軟件進(jìn)行通道檢測。

3 結(jié)束語

鐵路貨車超偏載檢測裝置中車號自動識別系統(tǒng)是鐵路安全運(yùn)輸監(jiān)控工作不可缺少的部分，對它進(jìn)行技術(shù)層面分析和消化，將直接影響鐵路貨車超偏載檢測裝置的維護(hù)質(zhì)量。通過在實(shí)踐工作中不斷總結(jié)、摸索經(jīng)驗(yàn)，整理出一套完善的故障分析及處理方法，將能極大地提高對車號識別系統(tǒng)的故障處理效率，保障鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩⒏咝А?/p>