XC型铁路车号自动识别系统工作原理及故障分析

张守谦 上海铁路局科研所

铁路车号识别系统（ATIS）是一个能实现自动识别并存储铁路车次和车辆车号的系统，包括车号标签、地面读出装置和数据处理单元，其中在我国几乎所有的机车和车辆都安装了车号标签，车号标签中存储了车厢上印刷的车号或机车车次信息。当安装了车号标签的车辆通过车号识别装置时，车号信息将会自动被读取并上传到数据处理单元，为各种系统实时提供准确可靠的车号数据。完全替代人工抄录车号，确保数据的真实性、实时性和准确性，已经广泛用于我国铁路系统。

1 XC型铁路车号自动识别系统工作原理

1.1 XC型铁路车号自动识别系统组成

为适应铁路车辆自动追踪管理及管理、维护等应用要求，铁路车辆自动识别系统（ATIS）主要分为以下几个部分：车辆电子标签、电子标签编程网、读出装置（便携式和地面）、车站控制与车号处理系统（CPS）、列检复示、铁路局监测系统、铁道部监控系统及中央数据库等。

（1）车辆电子标签：采用无源设计方案，电子标签内无电池，所需工作电源从照射到其上的微波射频中提取。车辆电子标签安装于车体底部。

（2）电子标签编程网：由电子标签信息编程器及相应支持软件组成。完成车辆电子标签的信息申请、写入等工作，由指定的授权单位完成。

（3）读出装置：地面读出装置包括天线，开关机、开关门磁钢（车轮传感器），读出装置主机，射频电缆，信号电缆，通讯与信号防雷装置，机柜等。便携式读出装置是日常维护、检查标签信息及状况的专用设备。

（4）车站控制与车号处理系统（CPS）：由CPS服务器、多串口扩展卡、调制解调器及CPS软件组成。CPS处于地面读出装置主机与ATIS系统的中间，起到了管理多个地面读出装置并向ATIS系统传送信息的桥梁作用。

（5）列检复示：由列检复示主机及列检复示软件组成，位于各列检所。列检复示系统所需信息由CPS提供。

（6）铁路局检测系统：由局检测服务器及相应软件组成，位于局车辆安全检测中心，负责对全局的车号设备运用状态进行实时检测。

（7）铁道部监控系统及中央数据库：负责对全路的车号系统（ATIS）进行监控，回复各站段的标签车号申请，管理全路的货车车辆。

1.2 XC型铁路车号自动识别系统工作原理

图1 地面读出装置系统设备布置示意图

XC型铁路车号自动识别系统地面读出装置由主机、计轴判辆和开/关机磁钢传感器、天线、馈线、射频发射组件、解码组件、通讯电缆等部件组成（如图1所示）。当安装有电子标签的车辆进入轨道衡AEI天线发射的微波信号区域时，电子标签接受微波信号并将一部分能量转换为直流电，供电子标签内部电路工作，而将另一部分微波能量反射回AEI设备，其信息流程如图2所示。电子标签反射回的微波信号已经携带了电子标签内储存的数据信息，经过AEI主机解码，生成固定且与列车量序一一对应的数据格式，将轨道衡的重量数据信息通过约定的通讯方式传送到的AEI，由AEI主机将所收重量信息与自身的车号信息相结合，就可以完整的实现轨道衡车号称重一次自动采集。

图2 地面读出装置信息流程图

2 XC型铁路车号自动识别系统常见故障分析

在实际使用中，由于设备部件产生故障或干扰以及其他外部原因，时常会出现车号识别系统不能正常工作，导致车号不能读出。根据实际工作经验，车号识别系统的常见故障主要有以下几类：

2.1 辆序、辆数不准，产生串号、漏号、多车

对应的开门磁钢或关门磁钢在线、不在线阻值不在标准范围，对应的磁钢指示灯有过车时不闪亮。磁钢板对应的开、关门磁钢信道故障。车号系统轴距信息错误，有未匹配轴数，而且轴距普遍偏大或偏小，但开门次数、关门次数与总轴数不一致。

故障分析：此类故障产生原因有两种可能。一为干扰导致。二是在开、关门磁钢中，某一路磁钢信号出现延时或两磁钢幅值相差较大，导致轴距计算出现错误。

故障处理方法：

（1）用数字万用表在室外对开、关门磁钢进行在线测量，一般正常阻值范围在450～550 Ω之间。

（2）用铁件在室外开关门磁钢上方划，观察主机对应的指示灯闪亮情况。如果没有闪亮，可以测量磁钢性能。

（3）测量开关门磁钢极性是否正确，磁钢性能是否下降。（4）用替换磁钢方法进行磁钢板通道检测。

（5）全面检查磁钢，包括内阻、噪声、绝缘阻值，若实测值与标称值相差很大，则需更换磁钢。

（6）检查磁钢卡具是否松动，若松动需重新紧固。

2.2 磁钢板指示灯常亮

故障分析：此种情况在电气化区段发生的比较多，通常是由于外部信号干扰所致，接车时可导致轴距表错误，引起丢辆或多辆，严重时可引起丢列。由于磁钢绝缘阻值下降，使磁钢与钢轨连在一起，导致磁钢抗干扰能力降低，当接车时或列车接近AEI时，轨道电流会增强，使轨道信号直接串入磁钢，引起某个或多个磁钢指示灯持续闪亮。

故障处理方法：需将主机箱系统地接地；需更换绝缘阻值大于10兆欧的磁钢或在磁钢卡具上添加绝缘垫，使磁钢与钢轨之间绝缘。

2.3 读车号标签出现漏号、整列无标签

车号系统收号普遍正常，突然某列车中间出现无号；或车号系统收号普遍不正常，每列车都会出现不同程度的漏号，甚至整列无号，车辆数正确，开、关门数相等与实际车辆轴数一致，车号主机过车过程中，发射灯、错码灯常亮，发送灯不亮。

故障分析：若漏号现象偶尔产生，可能是车辆本身的车号信息载体标签故障或性能下降；若漏号现象经常出现甚至整列无号，则可能是车号识别设备自身存在故障。

故障处理方法：

若漏号现象偶尔产生，首先通过确保掌握漏号的具体车号信息并通过其他方式找到该车，观察车体底部标签直观状况是否有污损或破损、金属覆盖、丢失等情况，再用便携式读出器按照标准距离读取标签信息确定标签性能，如故障建议更换。

若漏号现象经常出现甚至整列无号，则按以下步骤逐一检查并排除故障：

（1）室外天线故障会造成漏号，应进行室外天线检测：外观是否有裂纹、砸痕或盒体进水存在，如果有此现象中的一种就需要及时更换天线；把万用表阻值打到最低档测量天线射频接头的里芯和外丝扣之间的电阻应该小于4 Ω，如果大于该参数，需要更换天线；射频电缆和天线的接头处理状态是否良好、紧固，是否有进水情况，及时对接头进行防水处理和紧固。

（2）室外射频电缆故障会造成漏号，应进行射频电缆检测：外观是否有破损或断裂、死弯等，射频电缆接头是否松动、掉开，针芯是否缩进；把万用表阻值打到最低档测量天线射频接头的里芯和外丝扣之间的电阻应该无穷大，否则更换射频电缆。

（3）在室外天线、射频电缆检测均正常的情况下，可以进一步对车号识别设备主机进行检测，观察主机后端射频接口和射频电缆接头是否连接牢固。

（4）退出车号系统运行程序*.EXE，然后进入到车号系统从C：TEST目录下，运行test.exe程序，按"F1"键手动打开功放。用XCDT-5型场强仪在室外天线上方1 m距离进行场强幅宽测试，应该左右拉开3 m为正常。否则可以确定RF组件功率下降。需要将RF组件返厂检修、测试。

2.4 通信故障

超偏载检测装置无法查询整列车号信息，但车号识别设备端可以查询当次过车信息。

故障分析：这种现象一般是由于超偏载检测装置或车号识别设备串口故障造成数据积压，导致传输不畅。

故障处理方法：可以按照从上端到下端，从硬件到软件的查修方式进行。首先检查超偏载检测装置端车号数据接收软件是否正常运行（有部分超偏载检测装置厂家车号数据接收软件是嵌套在其称重程序中的）。可以手动运行一次车号接收软件，检查车号数据是否可以提取到。如果无法提取车号数据可以检查超偏载检测装置串口硬件或串口设置是否有误。其次，当检查超偏载检测装置端串口无误后下一步可以检查车号识别设备串口运行情况。车号识别设备串口检查可以分两步进行：①过车车完成后查看车号识别设备C：AEI目录下是否形成了AEI.DAT报文；②用便携机连接车号主机，安装专用车号数据接收软件进行通道检测。

3 结束语

铁路货车超偏载检测装置中车号自动识别系统是铁路安全运输监控工作不可缺少的部分，对它进行技术层面分析和消化，将直接影响铁路货车超偏载检测装置的维护质量。通过在实践工作中不断总结、摸索经验，整理出一套完善的故障分析及处理方法，将能极大地提高对车号识别系统的故障处理效率，保障铁路运输的安全、高效。