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                                             關(guān)鍵詞：鐵路車號(hào)智能識(shí)別；無(wú)人值守；智能稱重；RFID
    黎挺
男，廣東高州人，粵電集團(tuán)有限公司云浮發(fā)電廠熱控專責(zé)工程師，從事電廠生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化管理和研究工作。

1     前言

    近兩年來(lái)，軌道衡配車號(hào)自動(dòng)識(shí)別裝置（簡(jiǎn)稱一代AEI， Automatic Equipment Identification）被企業(yè)廣泛應(yīng)用，但在實(shí)際應(yīng)用中，由于國(guó)鐵貨車標(biāo)簽的損壞等諸多原因會(huì)導(dǎo)致車號(hào)自動(dòng)識(shí)別率的降低，使得軌道衡即使配置了車號(hào)自動(dòng)識(shí)別裝置后仍存在人工抄號(hào)及抄寫誤差的現(xiàn)象，僅僅安裝車號(hào)識(shí)別裝置（一代AEI）并無(wú)法真正免除人工抄號(hào)。

    對(duì)于電廠等鐵路運(yùn)輸量較小企業(yè)來(lái)講，一代鐵路車號(hào)自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)雖起到一定的輔助作用，但對(duì)于原本計(jì)量工作量較小的企業(yè)來(lái)講，仍在延續(xù)著過(guò)去的倒班工作及人工抄號(hào)模式，計(jì)量員的工作內(nèi)容單一，造成人力成本的浪費(fèi)。

    鐵路車號(hào)智能識(shí)別系統(tǒng)（二代AEI）是集“六位一體”的智能化實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與在線監(jiān)控（SCADA)系統(tǒng)。“六位一體”即：

    （1）鐵路車號(hào)自動(dòng)識(shí)別；

    （2）車號(hào)、自重圖像抓拍（智能補(bǔ)救）；

    （3）計(jì)量數(shù)據(jù)采集；

    （4）紅外線狀態(tài)監(jiān)測(cè)；

    （5）貨檢作業(yè)安全監(jiān)控；

    （6）遠(yuǎn)程在線故障診斷。二代AEI科學(xué)的解決了人工抄號(hào)及誤差補(bǔ)救問(wèn)題，真正的實(shí)現(xiàn)了軌道衡的無(wú)人值守智能化稱重。通過(guò)二代AEI的實(shí)施，徹底甩掉人工抄車號(hào)及自重，減少人為操作，提高了過(guò)衡原始數(shù)據(jù)的安全性（防作弊）；減少人工勞動(dòng)量，由原來(lái)的人員倒班方式改為只要少量人員進(jìn)行維護(hù)和臺(tái)帳處理；便于過(guò)衡單（原始數(shù)據(jù)）的審核，真正實(shí)現(xiàn)了無(wú)人值守智能稱重。

2     鐵路車號(hào)智能識(shí)別系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能

    鐵路車號(hào)智能識(shí)別系統(tǒng)（二代AEI）主要通過(guò)在現(xiàn)有的動(dòng)態(tài)軌道衡上加裝鐵路車號(hào)智能識(shí)別系統(tǒng)（二代AEI），實(shí)現(xiàn)軌道衡全自動(dòng)無(wú)人值守稱重，計(jì)量人員可在廠部辦公室遠(yuǎn)程完成過(guò)衡的計(jì)量工作，管理人員可在遠(yuǎn)程進(jìn)行監(jiān)管。

    2.1   系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及組成

    鐵路車號(hào)智能識(shí)別系統(tǒng)硬件部分由上位機(jī)和下位機(jī)兩部分組成，如圖1所示。上位機(jī)部分是二代AEI系統(tǒng)工控主機(jī)。下位機(jī)部分主要包括： 

    （1）鐵路車號(hào)自動(dòng)識(shí)別子系統(tǒng)：鐵路車號(hào)讀出器、微波天線、射頻電纜等；

    （2）車號(hào)、自重圖像抓拍及計(jì)量監(jiān)控子系統(tǒng)：攝像機(jī)、視頻采集卡等；

    （3）車輛運(yùn)行狀態(tài)跟蹤（輛數(shù)、輛序、狀態(tài)、速度等）子系統(tǒng)：數(shù)字式紅外探測(cè)器等；

    （4）智能控制子系統(tǒng)：智能控制器等。

    2.2    鐵路車號(hào)智能識(shí)別系統(tǒng)的功能

    二代AEI主要由如下功能模塊組成：貨車車號(hào)自動(dòng)識(shí)別、貨車自重自動(dòng)識(shí)別、貨車稱重圖片自動(dòng)抓拍（智能補(bǔ)救）、紅外線車輛狀態(tài)判定、自動(dòng)軌道衡重量數(shù)據(jù)提取、自動(dòng)報(bào)表生成、遠(yuǎn)程監(jiān)控稱重作業(yè)、遠(yuǎn)程查詢打印、遠(yuǎn)程在線診斷故障及報(bào)警、貨檢作業(yè)安全監(jiān)控等，它們的具體描述如下：

    （1） 自動(dòng)識(shí)別鐵路貨車標(biāo)簽內(nèi)的車號(hào)等車輛信息

    通過(guò)RFID技術(shù)自動(dòng)識(shí)別貨車的車型、車號(hào)、車種、車次、輛序、總輛數(shù)、車輛到達(dá)時(shí)間、車輛通過(guò)時(shí)間和其它需加載信息等。

    （2） 多樣化皮重解決方案

    當(dāng)皮重需要計(jì)量的時(shí)候，系統(tǒng)以24小時(shí)內(nèi)同一車號(hào)（或根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定時(shí)間）為依據(jù)進(jìn)行自動(dòng)除皮，系統(tǒng)對(duì)于超過(guò)24小時(shí)的車輛定義為“老牌車”，系統(tǒng)自動(dòng)提示計(jì)量管理人員對(duì)老牌車進(jìn)行關(guān)注。如果因車輛故障等因素導(dǎo)致延誤較長(zhǎng)時(shí)間時(shí)（如72小時(shí)），系統(tǒng)在出現(xiàn)老牌車計(jì)量時(shí)會(huì)做好標(biāo)記并導(dǎo)入臨時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)并處于待定狀態(tài)，等待管理人員確認(rèn)后再承認(rèn)該次計(jì)量結(jié)果。

    對(duì)不回皮車輛自動(dòng)采集貨車的自重，系統(tǒng)分為：額定自重庫(kù)模式和實(shí)際動(dòng)態(tài)自重庫(kù)模式。自重通常有兩種即：額定自重和實(shí)際自重。一般來(lái)講，貨車通過(guò)廠修、段修后的實(shí)際自重與額定自重有所不同，車輛大修后的自重信息是寫到車皮右邊的，如：C62A的額定自重是21.7噸，大修后車皮右側(cè)寫的自重有的是22.1噸、有的是21.3噸，所以差別比較大。由于各個(gè)企業(yè)的結(jié)算方式不同，對(duì)自重的要求也不同，有的以額定自重結(jié)算，有的以實(shí)際自重結(jié)算。

    系統(tǒng)在功能上具有額定自重庫(kù)和實(shí)際動(dòng)態(tài)自重庫(kù)兩種模式可選。

    ①額定自重庫(kù)模式：系統(tǒng)自身有鐵道部的標(biāo)準(zhǔn)自重庫(kù)，企業(yè)選擇該模式可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)采集。電子標(biāo)簽內(nèi)的車型信息對(duì)應(yīng)了標(biāo)準(zhǔn)自重庫(kù)的自重?cái)?shù)據(jù)，在計(jì)量過(guò)程中通過(guò)自動(dòng)識(shí)別到的車型可以自動(dòng)調(diào)出自重庫(kù)的自重?cái)?shù)據(jù)。

    ②實(shí)際動(dòng)態(tài)自重庫(kù)模式：系統(tǒng)建立自重動(dòng)態(tài)更新庫(kù)，可以根據(jù)前期的車號(hào)對(duì)應(yīng)的更新自重建立了自重的更新庫(kù)，當(dāng)再次識(shí)別到該車皮時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)用更新的自重?cái)?shù)據(jù)。一般來(lái)講，企業(yè)的鐵路煤源相對(duì)固定，車輛均由對(duì)口車輛段安排調(diào)配車皮計(jì)劃，雖然從短期看車輛是變動(dòng)的，擔(dān)從月周期或季周期來(lái)看，車輛是相對(duì)固定的，因此建立實(shí)際動(dòng)態(tài)自重更新庫(kù)對(duì)企業(yè)來(lái)講有利于精確計(jì)量的需要。

    （3） 貨車計(jì)量即時(shí)圖片抓拍功能（智能補(bǔ)救措施）

    系統(tǒng)在每節(jié)車皮計(jì)量完畢的瞬間抓拍到車號(hào)位置和自重位置及煤位高度圖片，能夠通過(guò)人工清晰辨認(rèn)。圖像抓拍的意義在于計(jì)量后的補(bǔ)救措施，因?yàn)殍F路車輛的貨車標(biāo)簽有可能因損壞而無(wú)法被車號(hào)識(shí)別設(shè)備讀取到。比如：有40節(jié)車皮過(guò)衡計(jì)量，其中第8節(jié)車皮標(biāo)簽因損壞未讀到，操作員事后可以點(diǎn)擊第8節(jié)車皮，此時(shí)彈出第8節(jié)車過(guò)衡的車號(hào)、自重及煤位高度的清晰圖片，只要依照?qǐng)D片上的車號(hào)及自重資料填入即可，從而起到智能補(bǔ)救的作用。

    系統(tǒng)能夠在貨車計(jì)量的同時(shí)抓拍到貨車車廂上的車號(hào)、自重、煤位清晰圖片，并與自動(dòng)識(shí)別到的每輛貨車車號(hào)形成關(guān)聯(lián)的打包數(shù)據(jù)，在點(diǎn)擊查詢?cè)撦v車過(guò)衡信息時(shí)出現(xiàn)對(duì)應(yīng)的車號(hào)、自重、煤位相應(yīng)清晰圖片。無(wú)論是白天還是夜間，系統(tǒng)均能抓拍到圖片，并能清晰看到圖片內(nèi)的車號(hào)信息、自重信息、煤位高度，供計(jì)量人員在后端辦公室錄入。

    （4） 數(shù)據(jù)接口功能

    系統(tǒng)的計(jì)量數(shù)據(jù)可以為企業(yè)ERP（MIS）等系統(tǒng)提供多種數(shù)據(jù)接口（包括EXCEL表格、SQL SERVER表單、ORACLE表單、XML等。系統(tǒng)上傳分為：人工確認(rèn)后上傳和自動(dòng)上傳兩種可供選擇的模式。

    （5） 紅外線技術(shù)判別車輛輛數(shù)及輛序、運(yùn)行速度及狀態(tài)

    利用紅外技術(shù)來(lái)識(shí)別貨車的輛數(shù)及輛序、運(yùn)行車速及狀態(tài)，可以適應(yīng)車輛0～200Km/h的速度。且系統(tǒng)可以適應(yīng)低速（0～3Km/h）、停車、倒車等各種車輛運(yùn)行狀態(tài)，能夠做到智能分析判斷車輛的狀態(tài)。

    （6） 自動(dòng)數(shù)據(jù)提取

    軌道衡儀表的計(jì)量數(shù)據(jù)，并與車號(hào)數(shù)據(jù)自動(dòng)對(duì)位，自動(dòng)生成生產(chǎn)要求的報(bào)表，可進(jìn)行匯總、查詢、打印、統(tǒng)計(jì)等。

    2.2    鐵路車號(hào)智能識(shí)別系統(tǒng)的功能

    二代AEI主要由如下功能模塊組成：貨車車號(hào)自動(dòng)識(shí)別、貨車自重自動(dòng)識(shí)別、貨車稱重圖片自動(dòng)抓拍（智能補(bǔ)救）、紅外線車輛狀態(tài)判定、自動(dòng)軌道衡重量數(shù)據(jù)提取、自動(dòng)報(bào)表生成、遠(yuǎn)程監(jiān)控稱重作業(yè)、遠(yuǎn)程查詢打印、遠(yuǎn)程在線診斷故障及報(bào)警、貨檢作業(yè)安全監(jiān)控等，它們的具體描述如下：

    （1） 自動(dòng)識(shí)別鐵路貨車標(biāo)簽內(nèi)的車號(hào)等車輛信息

    通過(guò)RFID技術(shù)自動(dòng)識(shí)別貨車的車型、車號(hào)、車種、車次、輛序、總輛數(shù)、車輛到達(dá)時(shí)間、車輛通過(guò)時(shí)間和其它需加載信息等。

    （2） 多樣化皮重解決方案

    當(dāng)皮重需要計(jì)量的時(shí)候，系統(tǒng)以24小時(shí)內(nèi)同一車號(hào)（或根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定時(shí)間）為依據(jù)進(jìn)行自動(dòng)除皮，系統(tǒng)對(duì)于超過(guò)24小時(shí)的車輛定義為“老牌車”，系統(tǒng)自動(dòng)提示計(jì)量管理人員對(duì)老牌車進(jìn)行關(guān)注。如果因車輛故障等因素導(dǎo)致延誤較長(zhǎng)時(shí)間時(shí)（如72小時(shí)），系統(tǒng)在出現(xiàn)老牌車計(jì)量時(shí)會(huì)做好標(biāo)記并導(dǎo)入臨時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)并處于待定狀態(tài)，等待管理人員確認(rèn)后再承認(rèn)該次計(jì)量結(jié)果。
   
    對(duì)不回皮車輛自動(dòng)采集貨車的自重，系統(tǒng)分為：額定自重庫(kù)模式和實(shí)際動(dòng)態(tài)自重庫(kù)模式。自重通常有兩種即：額定自重和實(shí)際自重。一般來(lái)講，貨車通過(guò)廠修、段修后的實(shí)際自重與額定自重有所不同，車輛大修后的自重信息是寫到車皮右邊的，如：C62A的額定自重是21.7噸，大修后車皮右側(cè)寫的自重有的是22.1噸、有的是21.3噸，所以差別比較大。由于各個(gè)企業(yè)的結(jié)算方式不同，對(duì)自重的要求也不同，有的以額定自重結(jié)算，有的以實(shí)際自重結(jié)算。

    系統(tǒng)在功能上具有額定自重庫(kù)和實(shí)際動(dòng)態(tài)自重庫(kù)兩種模式可選。
   
    ①額定自重庫(kù)模式：系統(tǒng)自身有鐵道部的標(biāo)準(zhǔn)自重庫(kù)，企業(yè)選擇該模式可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)采集。電子標(biāo)簽內(nèi)的車型信息對(duì)應(yīng)了標(biāo)準(zhǔn)自重庫(kù)的自重?cái)?shù)據(jù)，在計(jì)量過(guò)程中通過(guò)自動(dòng)識(shí)別到的車型可以自動(dòng)調(diào)出自重庫(kù)的自重?cái)?shù)據(jù)。

    ②實(shí)際動(dòng)態(tài)自重庫(kù)模式：系統(tǒng)建立自重動(dòng)態(tài)更新庫(kù)，可以根據(jù)前期的車號(hào)對(duì)應(yīng)的更新自重建立了自重的更新庫(kù)，當(dāng)再次識(shí)別到該車皮時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)用更新的自重?cái)?shù)據(jù)。一般來(lái)講，企業(yè)的鐵路煤源相對(duì)固定，車輛均由對(duì)口車輛段安排調(diào)配車皮計(jì)劃，雖然從短期看車輛是變動(dòng)的，擔(dān)從月周期或季周期來(lái)看，車輛是相對(duì)固定的，因此建立實(shí)際動(dòng)態(tài)自重更新庫(kù)對(duì)企業(yè)來(lái)講有利于精確計(jì)量的需要。

    （3） 貨車計(jì)量即時(shí)圖片抓拍功能（智能補(bǔ)救措施）

    系統(tǒng)在每節(jié)車皮計(jì)量完畢的瞬間抓拍到車號(hào)位置和自重位置及煤位高度圖片，能夠通過(guò)人工清晰辨認(rèn)。圖像抓拍的意義在于計(jì)量后的補(bǔ)救措施，因?yàn)殍F路車輛的貨車標(biāo)簽有可能因損壞而無(wú)法被車號(hào)識(shí)別設(shè)備讀取到。比如：有40節(jié)車皮過(guò)衡計(jì)量，其中第8節(jié)車皮標(biāo)簽因損壞未讀到，操作員事后可以點(diǎn)擊第8節(jié)車皮，此時(shí)彈出第8節(jié)車過(guò)衡的車號(hào)、自重及煤位高度的清晰圖片，只要依照?qǐng)D片上的車號(hào)及自重資料填入即可，從而起到智能補(bǔ)救的作用。

    系統(tǒng)能夠在貨車計(jì)量的同時(shí)抓拍到貨車車廂上的車號(hào)、自重、煤位清晰圖片，并與自動(dòng)識(shí)別到的每輛貨車車號(hào)形成關(guān)聯(lián)的打包數(shù)據(jù)，在點(diǎn)擊查詢?cè)撦v車過(guò)衡信息時(shí)出現(xiàn)對(duì)應(yīng)的車號(hào)、自重、煤位相應(yīng)清晰圖片。無(wú)論是白天還是夜間，系統(tǒng)均能抓拍到圖片，并能清晰看到圖片內(nèi)的車號(hào)信息、自重信息、煤位高度，供計(jì)量人員在后端辦公室錄入。

    （4） 數(shù)據(jù)接口功能

    系統(tǒng)的計(jì)量數(shù)據(jù)可以為企業(yè)ERP（MIS）等系統(tǒng)提供多種數(shù)據(jù)接口（包括EXCEL表格、SQL SERVER表單、ORACLE表單、XML等。系統(tǒng)上傳分為：人工確認(rèn)后上傳和自動(dòng)上傳兩種可供選擇的模式。

    （5） 紅外線技術(shù)判別車輛輛數(shù)及輛序、運(yùn)行速度及狀態(tài)

    利用紅外技術(shù)來(lái)識(shí)別貨車的輛數(shù)及輛序、運(yùn)行車速及狀態(tài)，可以適應(yīng)車輛0～200Km/h的速度。且系統(tǒng)可以適應(yīng)低速（0～3Km/h）、停車、倒車等各種車輛運(yùn)行狀態(tài)，能夠做到智能分析判斷車輛的狀態(tài)。

    （6） 自動(dòng)數(shù)據(jù)提取

    軌道衡儀表的計(jì)量數(shù)據(jù)，并與車號(hào)數(shù)據(jù)自動(dòng)對(duì)位，自動(dòng)生成生產(chǎn)要求的報(bào)表，可進(jìn)行匯總、查詢、打印、統(tǒng)計(jì)等。

    表1   云浮發(fā)電廠軌道衡計(jì)量單：

參考文獻(xiàn)：

    [1] 劉瑞陽(yáng).鐵路車號(hào)自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)原理及應(yīng)用[M].北京:中國(guó)鐵道出版社,2003.  

    [2] 王慶文.鐵路車號(hào)自動(dòng)識(shí)別信息系統(tǒng)[J].鐵路計(jì)算機(jī)應(yīng)用,2003,12(5):17-18.

    [3] 張冰，賀禹.數(shù)據(jù)采集和智能數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)[J].計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì),2004,25(6):892-895.

    [4] 容關(guān)澳.計(jì)算機(jī)圖像處理[M].北京:清華大學(xué)出版社，2000.

作者信息：

    蘇銳軍（武漢踏弛智能科技有限公司，湖北    武漢，430080），男，山東濟(jì)南人，畢業(yè)于華南理工大學(xué)工業(yè)裝備與控制工程系，從事鐵路車號(hào)智能識(shí)別系統(tǒng)（二代AEI）開發(fā)及應(yīng)用系統(tǒng)研究工作。 

    黎   挺（粵電集團(tuán)有限公司云浮發(fā)電廠，廣東    云浮，527300）