畢 勝
(天津天鐵冶金集團運輸部工電段,河北涉縣056404)
天津天鐵冶金集團有限公司是具有年產(chǎn)800萬t鐵、800萬t鋼、1000萬材的大型國有鋼鐵企業(yè)。天鐵運輸部承擔(dān)著公司的原燃料的輸入、產(chǎn)品的外運及廠內(nèi)物流的鐵路運輸任務(wù)。隨著天鐵生產(chǎn)規(guī)模的發(fā)展,原有鐵路運輸?shù)氖止ぼ囕v信息采集方式不能適應(yīng)快速增長的需要,嚴重制約著鐵路運輸效率。因此,于2007年引進車號自動識別系統(tǒng),提高了鐵路運輸效率,減輕了操作人員的勞動強度。經(jīng)過幾年運行后,出現(xiàn)了電源無指示、顯示器不亮、過車不能自動開機等事故現(xiàn)象,經(jīng)過對事故原因分析研究后,找出了事故原因,改進和優(yōu)化后消除了事故現(xiàn)象,降低了運輸成本,保障了天鐵鐵路運輸。
當(dāng)列車到達機車、車輛信息采集器前方時,車號自動識別系統(tǒng)的開機磁鋼傳感器可捕捉到列車接近的信號,開機磁鋼通過信號電纜向讀出裝置計算機和車輛信息采集器發(fā)出開機信號,讀出裝置計算機開始工作,信號采集器隨即發(fā)出微波信號。當(dāng)列車通過信息采集器及附近的計軸判輛磁鋼裝置,車輛信息采集器發(fā)射出的微波信號,把安裝在機車、車輛底部的電子車輛信息標(biāo)簽中的車輛信息讀取出來,然后通過微波反射回信息采集器,同時,計軸判輛磁鋼對地面讀出裝置內(nèi)的開、關(guān)門磁鋼產(chǎn)生的信號進行處理后,完成對車輛的自動識別機車、車輛類型等功能。信息采集器通過射頻電纜把機車、車輛信息編碼傳輸給地面裝置計算機,計算機經(jīng)過調(diào)制解調(diào)和編碼解碼等技術(shù)處理后,把電子車輛標(biāo)簽中的車種、車型、車號等車輛信息還原出來并生成電子文本文件,然后計算機通過內(nèi)部局域網(wǎng)絡(luò)把生成的電子文本傳輸給CPS。
當(dāng)CPS將接收到的通過信息采集器的整列車輛數(shù)據(jù)信息進行進一步處理后,通過內(nèi)部網(wǎng)自動上傳車種、車號、車型、車數(shù)等數(shù)據(jù)信息到運輸部調(diào)度指揮系統(tǒng),并提供數(shù)據(jù)查詢、打印、月、日及到發(fā)站車輛報表的統(tǒng)計等功能。CPS可以很方便地為企業(yè)已有的其他管理應(yīng)用系統(tǒng)(運輸部調(diào)度指揮系統(tǒng),TMIS等)提供車種、車型、車號、換車、制造廠、制造月等信息。同時,CPS為了方便對讀出裝置進行管理,把各讀出裝置的狀態(tài)信息傳輸給裝置管理系統(tǒng)。
2.2.1 電子標(biāo)簽
采用無源設(shè)計,其工作所需的電源是從照射到電子標(biāo)簽上的微波射頻中獲取的。電子標(biāo)簽分為機車電子標(biāo)簽和車輛電子標(biāo)簽兩種,分別安裝到機車和車輛底部的中梁上。電子標(biāo)簽由標(biāo)簽天線以及標(biāo)簽芯片兩大部分構(gòu)成。標(biāo)簽芯片內(nèi)存儲了每輛車的信息,與電子標(biāo)簽索安裝車輛終身在一起,相當(dāng)于機車、車輛的電子身份證。
2.2.2 標(biāo)簽編程器
包括標(biāo)簽編程設(shè)備及讀寫數(shù)據(jù)軟件。標(biāo)簽編程器是用來向電子標(biāo)簽內(nèi)讀寫機車、車輛的標(biāo)示信息,分為便攜式和車載式2種。
2.2.3 控制與處理系統(tǒng)(CPS)
CPS是鐵路車號車次自動識別系統(tǒng)的一個重要組成部分,由CPS主機、終端服務(wù)器、調(diào)制解調(diào)器及相關(guān)軟件組成。它的主要功能是對計算機生成的車輛數(shù)據(jù)信息文本文件進行處理和保存,并通過局域網(wǎng)發(fā)送給TMIS系統(tǒng)。
2.2.4 讀出設(shè)備
讀出設(shè)備由天線、機柜、各種電纜、電源等設(shè)備組成。其主要功能為當(dāng)開機磁鋼發(fā)出信號后,發(fā)射微波信號,通過射頻電纜傳送給天線輻射到空中。把接收到帶有電子標(biāo)簽信息的微波信號,進行調(diào)制解調(diào)和解碼處理后,快速傳輸給CPS。地面讀出設(shè)備的信息流程圖見圖1。
圖1 地面讀出設(shè)備的信息流程
2.2.5 列檢復(fù)示系統(tǒng)
主要是顯示AEI裝置工作狀況,接收并處理CPS發(fā)送來的列車數(shù)據(jù),同時提供數(shù)據(jù)查詢、統(tǒng)計、打印功能等。鐵路車號自動識別系統(tǒng)的信息流程見圖2。
圖2 鐵路車號自動識別系統(tǒng)中的信息流程
鐵路車號自動識別系統(tǒng)能夠及時、準(zhǔn)確地采集到列車信息,減少了惡劣天氣對列車信息采集的影響,免去了人工手抄車號信息,同時避免了錯號、丟號、漏號等現(xiàn)象,改善了工作環(huán)境,提高了值守人員的安全性和工作效率。
氣壓傳感器一旦發(fā)生了故障,就會導(dǎo)致氣象站不能夠準(zhǔn)確獲取氣壓信息,一般情況下氣壓傳感器發(fā)生了故障之后需要及時進行斷電處理,將氣壓傳感器的供電電源快速切斷。氣壓傳感器的主要故障表現(xiàn)為氣壓值具體數(shù)值起伏不定,脫離正常的數(shù)值范圍,此時就需要查看氣壓傳感器的接線狀況。首先需要檢車各個部件的鏈接,以及通氣口是否暢通,部分的故障是由通氣口存在異物造成的。如果不是外界的因素影響到了氣壓傳感器導(dǎo)致故障的產(chǎn)生,那么可能是傳感器自身的老化和損壞,需要進行更換新設(shè)備。
自動識別系統(tǒng)對到達的列車根據(jù)收貨單位進行快速解體,并把列車發(fā)送到收貨單位同時對外發(fā)的列車根據(jù)收貨單位進行快速編組并外發(fā),每輛局車降低了停留時間3~5 h,減少了運輸成本,實現(xiàn)了降本增效的效果,應(yīng)用前后數(shù)據(jù)對比見表1。
表1 應(yīng)用前后的數(shù)據(jù)對比表
夏季車號自動識別系統(tǒng)平均每月發(fā)生幾起死機和無法啟動、過車不能自動開機、顯示器不亮等故障,嚴重影響了鐵路運輸效率。
通過對出現(xiàn)的故障解剖分析后,得知造成這種情況的原因為:
(1)車號自動識別硬件系統(tǒng)散熱性差
由于長時間在惡劣環(huán)境中工作,系統(tǒng)硬件散熱風(fēng)扇上和主板上堆積大量的灰塵,使得硬件產(chǎn)生的熱量無法散出,加上夏季高溫天氣,導(dǎo)致散熱能力更差。
查找的方法:在設(shè)備無法啟動時,檢查電源線與設(shè)備接觸良好;測量電源線,檢測供電正常;再檢查發(fā)現(xiàn)機箱內(nèi)部的CPU風(fēng)扇、電源盒風(fēng)扇和主板上面堆積著很厚的灰塵。
(2)電源盒電容因為高溫老化
查找的方法:將損壞的電源盒進行拆解后,對其電源板上的元器件進行目測,個別電容出現(xiàn)鼓包現(xiàn)象,對鼓包的電容進行測量后,發(fā)現(xiàn)電容損壞。
(3)磁鋼的密封性差
查找方法:提前了解列車進出廠情況,派檢修人員到現(xiàn)場,當(dāng)列車通過時,系統(tǒng)的主機設(shè)備運轉(zhuǎn)正常,但無通過列車的信息,對車號自動識別系統(tǒng)的信息采集設(shè)備的磁鋼和天線進行檢查,天線設(shè)備沒有問題,但磁鋼的密封條已經(jīng)損壞。
(4)受到列車運行的不斷振動使磁鋼移位
查找的方法:當(dāng)列車通過車號自動識別系統(tǒng)的采集設(shè)備時,主機設(shè)備運轉(zhuǎn)正常,列車數(shù)據(jù)依然沒有被采集到,檢查發(fā)現(xiàn)磁鋼的螺栓松動,造成其移位。
(5)PC104主機板電阻損壞
在平時巡檢時,發(fā)現(xiàn)車號自動識別系統(tǒng)的顯示器有時黑屏,無法使用。通過對顯示器進行拆解、解剖分析后,發(fā)現(xiàn)原因為PC104主機板的電阻由于電源電壓不穩(wěn)定,使得耐沖擊性差的電阻遭到損壞。
查找方法:檢查顯示器的電源線,接觸狀態(tài)良好,更換另一個顯示正常的顯示器,顯示器顯示正常;之后對壞的顯示器進行拆解,目測沒有發(fā)現(xiàn)元器件損壞;對元器件進行測量,發(fā)現(xiàn)PC104主板上多個電阻損壞。
(1)對車號識別控制系統(tǒng)及硬件系統(tǒng)進行優(yōu)化改進后,散熱性好,電源盒的使用時間明顯延長了,降低了成本。
(2)對磁鋼的密封條及磁鋼的固定螺栓優(yōu)化改進后,磁鋼的密封性好,磁鋼與車輪他面之間的距離保持不變。
(3)對PC104主機板進行優(yōu)化改進后,使其穩(wěn)定性得到了提高。
(4)改進前后的故障率,數(shù)據(jù)記錄對比見表2。
在鐵路車號自動識別系統(tǒng)的應(yīng)用過程中,通過不斷優(yōu)化改進應(yīng)用中出現(xiàn)的故障,降低了設(shè)備故障率,更好地完善了車號自動識別系統(tǒng),能夠及時、準(zhǔn)確地在采集點上自動采集到列車信息,并把采集到的信息自動發(fā)送到運輸調(diào)度指揮系統(tǒng),為天鐵鐵路運輸提供及時、準(zhǔn)確的車輛追蹤管理所需的基礎(chǔ)信息,同時便于統(tǒng)計報表精確計算等。
表2 改進前后數(shù)據(jù)對比表
車號自動識別系統(tǒng)在天鐵應(yīng)用后,提高了鐵路運輸效率,減少了局車停留時間,降低運輸成本及人員的勞動的強度,保證了車號數(shù)據(jù)采集的及時性、準(zhǔn)確性。
車號自動識別系統(tǒng)在應(yīng)用的過程中出現(xiàn)過一些故障,通過技術(shù)分析、自主優(yōu)化改進系統(tǒng),更好地完善了車號自動識別系統(tǒng),降低了故障率,實現(xiàn)了降本增效,為天鐵運輸生產(chǎn)提供了可靠的保障。
[1]劉瑞陽.鐵路車號自動識別系統(tǒng)原理及應(yīng)用[M].北京:中國鐵道出版社,2003.
[2]沈海燕,史宏.鐵路車號自動識別系統(tǒng)的實現(xiàn)及關(guān)鍵技術(shù)[J].鐵路計算機應(yīng)用,2005(1):19-22.