高增懷

（中國鐵路北京局集團有限公司 陽泉站，山西 陽泉 045000)

1 陽泉站車號作業(yè)現(xiàn)狀

1.1 陽泉站概況

陽泉站作為中國鐵路北京局集團有限公司的主要裝車站之一，有陽泉站(下轄簡子溝、陽泉2 個車場)和白羊墅2 個站區(qū)，裝車主要集中在陽泉、白羊墅2 個站區(qū)，站區(qū)內(nèi)主要工作包括到達空車的解體、始發(fā)重車的編組及石太線(石家莊—太原)、陽涉線(陽泉—涉縣)中轉列車的技術作業(yè)，還擔負石太線、陽涉線中轉列車的技術作業(yè)，日裝車量約1 800 車，年發(fā)運量可達4 400 萬t 左右，日均辦理輛數(shù)約為5 600 車。

陽泉站現(xiàn)有車號員45 名，其中陽泉場15 名，白羊墅場20 名，簡子溝場10 名，實行四班制作業(yè)，每班各設內(nèi)勤車號員1人，其余為外勤車號員。陽泉站車號作業(yè)包括現(xiàn)車系統(tǒng)管理，編制打印始發(fā)(中轉)列車編組順序表，確報收發(fā)，礦車列車輛信息抄寫，上報清算列車編組順序表，始發(fā)列車車輛信息核對，到達空車抄寫，辦理列車編組順序表交接等，其中到達空車車號的抄寫、始發(fā)編組列車車號的核對、礦車車號的抄寫都需在室外進行[1]。

1.2 車號作業(yè)流程

陽泉站的車號作業(yè)流程大致分為進站后票據(jù)交接、核對現(xiàn)車車號、問題處理、出站前票據(jù)交接和發(fā)出列車確報。在列車到達后，外勤車號員與司機辦理票據(jù)交接簽認，進入核對車號工作流程。在核對車號工作期間，對于到達列車，車號員依據(jù)列車確報逐輛核對現(xiàn)車車號；對于無調(diào)中轉列車，車號員核對列車車次及機后或尾部連續(xù)3 輛車輛的車號；對于途中摘掛列車，依據(jù)列車確報，車號員逐輛核對在站摘下車輛的車號?，F(xiàn)車車號核對完成后，車號員將核對現(xiàn)車車號期間發(fā)現(xiàn)的問題匯報區(qū)長，修正確報信息后轉入現(xiàn)車系統(tǒng)股道。待確報信息修正工作完成后，對于無調(diào)中轉列車，復制列車編組順序表；對于途中摘掛列車，按規(guī)定重新編制列車編組順序表，并核對本站加掛車輛的現(xiàn)車車號信息；對于始發(fā)列車，編制列車編組順序表，并逐輛核對現(xiàn)車車號信息，確?，F(xiàn)車與列車編組順序表“兩一致”。車號員完成以上工作并確認無誤后，與司機辦理票據(jù)交接確認，并發(fā)出列車確報。陽泉站車號作業(yè)流程如圖1 所示。

1.3 存在問題

圖1 陽泉站車號作業(yè)流程Fig.1 Wagon number operation process of Yangquan Railway Station

隨著20 世紀90 年代貨物列車運轉車長的取消及2018 年全路貨票電子化的實行，陽泉站車號作業(yè)內(nèi)容發(fā)生明顯變化[2]。但目前陽泉站抄寫車號、核對車號、核對編組計劃等現(xiàn)場作業(yè)依然需要借助車號員完成，存在問題如下。

（1）車號作業(yè)效率有待提高。陽泉站到達空車和編組列車每列在55 輛左右，現(xiàn)場人工核對車號需要30 min 以上，每列駝峰編組需要5 ～ 8 鉤作業(yè)，追蹤核對車號需要1 h 以上，車號員現(xiàn)場抄寫及核對車號時間較長，作業(yè)效率較低，對后續(xù)環(huán)節(jié)作業(yè)產(chǎn)生直接影響。

（2）車號數(shù)據(jù)準確性有待提高。車號員現(xiàn)場抄寫車號和核對車號受場地、照明、天氣、車速、時間及作業(yè)人員責任心等多種因素的影響，容易出現(xiàn)錯號、重號、漏號、少號等現(xiàn)象。

（3）存在人身安全隱患。車號員在室外抄寫車號、核對車號時，鄰線機車車輛移動頻繁，大范圍穿越站場和線路，車號員時常需要橫穿正線，在夜間及雨雪天氣車號員還需攜帶照明設備和避雨用具，室外作業(yè)對車號員的人身安全隱患較大。

（4）車號員數(shù)量不足。近年來，陽泉站注冊職工的平均年齡不斷提高，退休人員逐步增多，每年新增人員明顯不足。截至2018 年末，陽泉站注冊職工數(shù)量為1 717 人，年遞減率達到5%，車號員難以得到及時補充。

2 陽泉站車號識別智能管理系統(tǒng)構建

針對目前陽泉站車號作業(yè)存在的問題，構建陽泉站車號識別智能管理系統(tǒng)。陽泉站以基于射頻識別技術(RFID)的車號識別技術為依托，通過安裝車號識別設備對貨車車號進行采集、處理、傳輸及匹配更新列車編組信息表以實現(xiàn)自動接到空車、自動核對重車和編發(fā)列車的目的，起到減員增效的效果[3-5]。同時，針對陽泉站車號識別智能管理系統(tǒng)調(diào)試維護過程中暴露的問題提出行之有效的解決方案。

2.1 系統(tǒng)架構

陽泉站車號識別智能管理系統(tǒng)由車號識別模塊、數(shù)據(jù)處理傳輸模塊、車號匹配處理模塊、統(tǒng)計顯示模塊4 個部分組成，具有自動識別、自動匹配更新信息及信息可視化查詢功能，可以實現(xiàn)陽泉站自動接到空車、自動核對礦坑口回本站的重車和自動核對編發(fā)列車的目標。陽泉站車號識別智能管理系統(tǒng)架構如圖2 所示。

圖2 陽泉站車號識別智能管理系統(tǒng)架構Fig.2 Wagon number identification intelligent management system architecture of Yangquan Railway Station

（1）車號識別模塊。車號識別模塊通過非接觸的射頻信號自動識別目標對象，可以進行車輛追蹤和數(shù)據(jù)交換，無須人工干預，適用于各種工作環(huán) 境[6]。車號識別系統(tǒng)(AEI)是安裝在鋼軌上的硬件系統(tǒng)，是車號識別模塊的重要載體，其主要功能是感知來車信息。車號識別系統(tǒng)收到來車信息后，開始采集包括列車經(jīng)過時激發(fā)車輪傳感器的軸信息、車廂的電子標簽信息等列車通過的基礎信息，其中，電子標簽信息包含車型、車號等重要信息，為本系統(tǒng)中的其他運算提供重要的基礎數(shù)據(jù)。

（2）數(shù)據(jù)處理傳輸模塊。數(shù)據(jù)處理傳輸模塊的主要功能是將車號主機的數(shù)據(jù)經(jīng)過轉換處理后傳輸至中心機房的處理主機上。為達到數(shù)據(jù)軌邊接收，傳輸至機房處理的目的，需要將軌邊接收到的車輪傳感器的激發(fā)數(shù)據(jù)和車廂的電子標簽數(shù)據(jù)轉換為網(wǎng)絡數(shù)據(jù)以實現(xiàn)遠距離傳輸。目前，AEI 主機主要通過串口進行收發(fā)數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)處理傳輸模塊中，相關數(shù)據(jù)首先通過串口服務器將串口數(shù)據(jù)轉換為網(wǎng)絡數(shù)據(jù)，再將網(wǎng)絡數(shù)據(jù)通過一對光網(wǎng)轉換器實現(xiàn)網(wǎng)絡電信號轉光信號，光信號轉回網(wǎng)絡電信號的傳輸，即將串口數(shù)據(jù)最終通過光纖鏈路傳輸至機房中，再將網(wǎng)絡數(shù)據(jù)接入交換機，實現(xiàn)遠端接收車號數(shù)據(jù)的目的。

（3）車號匹配處理模塊。車號匹配處理模塊是陽泉站車號識別智能管理系統(tǒng)中最核心的模塊，其運算結果直接影響到系統(tǒng)運行的可靠性和準確性。車號匹配處理模塊負責接收安裝在每個股道上車號識別系統(tǒng)硬件的過車數(shù)據(jù)，包括鐵路貨車的電子標簽信息和車輪傳感器的軸信息，過車結束后通過計軸計輛算法、調(diào)車算法計算股道的過車情況。計算結束后，將每次過車后的運算數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)庫，并根據(jù)每個股道的過車情況和股道內(nèi)的車輛留存情況，進行和現(xiàn)車、確報等信息的匹配，并將匹配的運算結果寫入數(shù)據(jù)庫中，實現(xiàn)車號數(shù)據(jù)的智能化運算處理。

（4）統(tǒng)計顯示模塊。統(tǒng)計顯示模塊采用B/S 架構設計，通過定制的Web 統(tǒng)計顯示軟件將各個股道過車數(shù)據(jù)和股道匹配信息呈現(xiàn)出來。Web 統(tǒng)計顯示軟件的主頁顯示了各個股道內(nèi)最近的過車信息，副頁顯示了詳細的過車記錄，包括車號、車型及匹配信息等。Web 展示軟件通過定時刷新數(shù)據(jù)庫的方式來檢查各個股道是否有新的過車數(shù)據(jù)或匹配狀態(tài)發(fā)生變化的數(shù)據(jù)(有確報匹配)，將新的過車信息提示在頁面的最頂端，供用戶參考[7]。車號匹配模塊和統(tǒng)計顯示模塊通過數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)交互，保證2 個模塊之間的獨立性，以減少數(shù)據(jù)耦合給模塊開發(fā)帶來的困難。

圖3 陽泉站車號識別智能管理系統(tǒng)工作流程Fig.3 Wagon number identification intelligent management system workflow of Yangquan Railway Station

2.2 工作流程及效果

列車相關信息在陽泉站車號識別智能管理系統(tǒng)中依次進入車號識別模塊、數(shù)據(jù)處理傳輸模塊、車號匹配處理模塊和統(tǒng)計顯示模塊。在列車進站時，車輪傳感器將列車進站信號傳輸至車號主機內(nèi)，車號智能識別模塊開始采集列車基礎信息，并將列車基礎信息按正線過車、礦線過車和編發(fā)線過車進行分類后將列車基礎信息傳輸至數(shù)據(jù)處理傳輸模塊；數(shù)據(jù)處理傳輸模塊根據(jù)接收到的列車基礎信息自動判別是否過車完畢，并在過車完成后將所接收到的列車基礎信息轉換為光信號傳輸至機房中，由車號匹配處理模塊進行進一步處理；車號處理模塊按照接收到的列車基礎信息按正線過車、礦線過車和編發(fā)線過車分別匹配預報確報信息、現(xiàn)車信息和發(fā)報確報信息，并在匹配完成后對數(shù)據(jù)庫中的信息進行更新；數(shù)據(jù)庫完成更新后，統(tǒng)計顯示模塊實時將數(shù)據(jù)庫中各個股道中最新的過車數(shù)據(jù)和股道匹配信息展示出來。陽泉站車號識別智能管理系統(tǒng)工作流程如圖3 所示。

陽泉站車號識別智能管理系統(tǒng)可以顯著提高現(xiàn)場作業(yè)效率、提高車號數(shù)據(jù)的準確性及降低室外人身安全隱患，實現(xiàn)生產(chǎn)崗位減員增效。

（1）提高現(xiàn)場作業(yè)效率。陽泉站車號識別智能管理系統(tǒng)可以改善車號員需要人工抄寫車號及需要在現(xiàn)場進行核對車輛的現(xiàn)狀，列車進站或始發(fā)編組后通過車號識別設備掃描的車號信息與確報或現(xiàn)車系統(tǒng)車輛信息自動匹配，每列車的車號抄寫及核對得以大幅縮短，陽泉站的運輸效率得以提高。

（2）提高車號數(shù)據(jù)的準確性。貨運票據(jù)電子化和承運制清算實施后，取消了紙質票據(jù)，貨車車號的惟一性及準確性尤為重要。陽泉站車號識別智能管理系統(tǒng)可以自動識別貨車車號，大幅避免因人工抄寫及核對車號產(chǎn)生的差錯，保證貨車車號數(shù)據(jù)的惟一性及準確性。

（3）降低室外人身安全隱患。陽泉站車號識別智能管理系統(tǒng)可以將識別信息及匹配信息傳輸至陽泉站及其所屬車場，車號員在室內(nèi)根據(jù)識別信息和匹配信息進行后續(xù)作業(yè)，不必進行上線抄寫及核對車輛，保證陽泉站工作人員的人身安全，減少作業(yè)事故的發(fā)生。

（4）實現(xiàn)生產(chǎn)崗位減員增效。陽泉站車號識別智能管理系統(tǒng)可以實現(xiàn)車號作業(yè)的自動化，原有的車號員可以轉移至其他車間。目前，簡子溝場計劃全部取消車號員崗位，車號作業(yè)改由東發(fā)外勤助理值班員負責。陽泉站車號識別智能管理系統(tǒng)在陽泉場和白羊墅場智能管理系統(tǒng)投入使用后，陽泉場及白羊墅場的車號作業(yè)效率將有效提升，達到減員增效目的。

2.3 系統(tǒng)優(yōu)化

為充分發(fā)揮陽泉站車號識別智能管理系統(tǒng)的效果[8]，還需要進一步對陽泉站車號識別智能管理系統(tǒng)進行調(diào)試與維護。調(diào)試過程中，車號識別排序不一致、調(diào)車作業(yè)丟車，多車、車輛存在“空標簽”和匹配信息不及時等問題較為突出。因此，從更新車號排序、去除相同數(shù)據(jù)記錄、匹配空標簽信息和及時匹配車號信息入手，加強陽泉站車號識別智能管理系統(tǒng)優(yōu)化。

（1）更新車號排序。陽泉站現(xiàn)車識別系統(tǒng)和列車編組順序表均為自西向東顯示，即西端第一輛車的順序號為1，依次向東遞增排序，但陽泉、白羊墅、簡子溝3 個站場中的回站礦車識別信息是自東向西排序，駝峰作業(yè)時簡子溝和陽泉站為西端進行，白羊墅東西兩端均進行駝峰作業(yè)，導致系統(tǒng)中識別車輛的順序與匹配信息順序不一致。在車號匹配處理模塊處理回站礦車識別信息時，對車號的列車編組根據(jù)過車的方向情況，按自西向東進行整理排序，再寫入數(shù)據(jù)庫。駝峰編組時，系統(tǒng)先讀出數(shù)據(jù)庫中股道數(shù)據(jù)的有效情況(有效時，股道內(nèi)存有車輛，無效時表示上一編組已發(fā)車)，再根據(jù)目前的過車情況，對股道內(nèi)車輛進行增減運算后再從西端重新排序。

（2）去除相同數(shù)據(jù)記錄。由于停留車輛的解體及重新編組的任務均由編發(fā)線承擔，就會產(chǎn)生駝峰溜車、壓車號識別設備頂進試拉及設備上摘掛車輛等作業(yè)，車輛經(jīng)常反復經(jīng)過車號設備，需要不斷地對股道的存車數(shù)進行運算，容易出現(xiàn)丟車、多車問題[9]。針對丟車和多車問題，可利用數(shù)據(jù)庫技術，先從數(shù)據(jù)中檢索出當前股道停車情況，得到目前過車股道的所有車輛數(shù)和車號信息，對調(diào)車作業(yè)識別數(shù)據(jù)做如下3 種處理。①如果當前過車數(shù)據(jù)和股道內(nèi)所有數(shù)據(jù)不同，則認為是股道內(nèi)進車，將過車數(shù)據(jù)加入到當前存車股道進行重新排序后再存入數(shù)據(jù)庫中。②如果當前過車數(shù)據(jù)和股道內(nèi)所有數(shù)據(jù)相同，則認為是股道出車，去除股道內(nèi)相同的過車數(shù)據(jù)，再對剩余數(shù)據(jù)進行重新排序后存入數(shù)據(jù)庫中。③如果當前過車數(shù)據(jù)中部分車號和股道內(nèi)數(shù)據(jù)相同，則認為是過車在車號天線進行了進出作業(yè)，去掉重復數(shù)據(jù)后加入新的過車數(shù)據(jù)，再對更新后的數(shù)據(jù)進行重新排序后存入道數(shù)據(jù)庫中。

（3）匹配“空標簽”信息?！半娮訕撕灐笔秦涇囓囕v的信息碼，包含車輛的車型、車號、制造廠、制造年月、換長等信息，具有唯一性，但是現(xiàn)場貨車長期在鐵路上運行，造成標簽老化、丟失、損壞等，導致車號識別模塊無法獲取信息或獲取信息缺失等問題[10]。根據(jù)車輛段修部門統(tǒng)計，“空標簽”車輛占所有列車車輛的約1/1 000，針對編組列車的“空標簽”問題，系統(tǒng)通過車號匹配處理軟件的計軸計輛算法將空標簽位置識別并標記出來，再與系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中的到達預報、發(fā)出確報進行核實確認。對回站礦車可以根據(jù)其在現(xiàn)車庫的順位號和過車的順位號，匹配時給出“空標簽”車輛信息，為車輛進行段修提供依據(jù)。

（4）及時匹配車號信息。編組列車有時因無開行計劃、缺少貨運信息等原因生成確報晚，造成編起列車后不能及時匹配。目前，陽泉站車號識別智能管理系統(tǒng)可分為3 種車號匹配情況：①到達列車識別的車號與當日到達列車預報進行查找匹配；②編組列車的車號與系統(tǒng)生成的列車編組順序表確報信息進行匹配；③回站礦車的車號與陽泉站現(xiàn)車識別系統(tǒng)礦車信息進行匹配。針對匹配信息不及時的問題，匹配運算應統(tǒng)籌考慮實時性及非實時性運算，實時性運算主要適合回站礦車和到達列車，接車結束后計軸計輛運算得出所有車輛數(shù)據(jù)，礦線車輛和現(xiàn)車信息庫進行比對，驗證和計劃停車股道的核實；到達列車車輛和到達預報進行比對運算，驗證當前過車信息和預報是否準確。編組列車的匹配運算分為2 種情況，一是編車結束前系統(tǒng)中已生成確報，編車結束即可在運算結束進行確報的匹配比對；二是在編車結束一段時間內(nèi)系統(tǒng)中仍未生成確報，此時的運算變?yōu)槎〞r刷新運算，直至系統(tǒng)生成確報完成比對運算。

3 結束語

隨著全路貨票電子化的全面實行，車號作業(yè)可以多站、多場集中進行，無需在室外完成，作業(yè)人員更加精煉，作業(yè)效率得以提升。根據(jù)各技術站站場分布情況，結合接發(fā)列車特點和調(diào)車機作業(yè)方式，逐站逐場進行車號識別設備安裝設計，通過一次性設備投入，大幅減少人工成本，為實現(xiàn)鐵路車站車號識別智能化提供借鑒。