射频识别技术在铁路系统中的应用

　　信息的准确性和及时性，是物流及供应链管理的关键因素，对此RFID技术能够提供充分的保证，同时，RFID系统使物流的透明度大大提高，车辆和承载的物品能在任何地方被实时追踪。据了解，目前国内应用RFID最早、也最成功的案例之一是铁路车号自动识别系统（ATIS）。早在20世纪90年代中期，铁道部在中国铁路车号自动识别系统建设中，就最终确定RFID技术为解决货车自动抄车号的最佳方案。

　　ATIS系统的目标是在所有机车、货车上安装电子标签，也就是RFID标签（目前已经安装50多万节车厢）；在所有区段站、编组站、大型货运站和分界站安置地面识别设备（AEI）；对运行的列车及车辆信息进行准确的识别；经计算机处理后为TMIS（铁路管理信息系统）等系统提供列车、车辆、集装箱实时追踪管理所需的准确的、实时的基础信息；为分界站货车的精确统计提供保证；为红外轴温探测系统提供车次、车号的准确信息；还可实现部、局、车站各级车的实时管理、车流的精确统计和实时调整等。从而建立一个铁路列车车次，机车和货车号码、标识、属性和位置等信息的计算机自动报告采集系统。

　　识别是关键

　　ATIS系统由四大部分构成。一是货车/机车RFID标签。安装在机车、货车底部的中梁上，由微带天线、虚拟电源、反射调制器、编码器、微处理器和存储器组成。每个电子标签相当于每辆车的身份证。二是地面识别系统（AEI）。由安装在轨道间的地面天线、车轮传感器及安装在探测机房的RF微波射频装置、读出计算机（工控机）等组成。对运行的列车及车辆进行准确的识别。三是后台的集中管理系统（CPS）。车站主机房配置专门的计算机，把工控机传送来的信息通过集中管理系统进行处理、存储和转发。四是铁道部中央数据库管理系统，这是全路标签编程站的总指挥部。把标签编程站申请的每批车号与中央车号数据库进行核对，对重车号重新分配新车号，再向标签编程站返回批复的车号信息，即集中统一地处理、分配和批复车号信息，就像人脑的中枢神经系统。

　　这些组成部分中，将标签顺利识别并将数据传到后台是关键。

　　自动启动 自动传输

　　当列车即将进站时，列车的第一个轮子压过开机磁钢时开始计数，大于等于6次时开启微波射频装置（微波射频装置在没有列车通过时保持关闭状态）。微波射频装置开启后，安装在轨道的地面天线开始工作，向急弛而过的列车的每辆车厢底部的RFID标签发射微波载波信号，为标签提供能量使其开始工作。标签在微处理器控制下，将标签内信息通过编码器进行编码，通过调制器控制微带天线，开始向地面反射信息；地面天线立即接收反射回的标签内信息，并传送到铁路旁的探测机房；由机房内无人值守的地面读出计算机（工控机）将接收到的已调波信号进行解调、译码、处理和判别；然后将处理后的信息送入车站机房的CPS集中管理系统。当列车的最后一节车厢的轮子压过关门磁钢后，关闭射频装置。CPS系统对多台地面识别设备进行管理，按照铁路TMIS的通信协议规程，将识别后的信息向铁路TMIS等系统传送，即有目的的存储转发。

　　在采用RFID技术以后，铁路车辆管理系统实现了统计的实时化、自动化，降低了管理成本。按照铁路部门有关人员的统计，自动抄号后，货运物流每年的直接经济效益达到3亿多元。

 
　　CPS应用模式

　　点评

　　商机在未来

　　下一步，铁路信息化建设将更上层楼，利用信息化网络方式加强铁路运行安全的管理。红外线轴温探测智能跟踪、货车运行故障动态图像检测、货车运行状态地面安全监测、货车滚动轴承早期故障轨边声学诊断和车辆轮对故障、尺寸动态检测系统联合形成了多层安全保障体系，明年六大干线将搭建这套系统以提高在安全方面的监控水平。以红外线测轴温为例，每30公里安装一个红外线探头以测试红外线轴温，并且结合60万辆货车配备的RFID标签，可以知道车辆的号码以及每根轴的轴温。这种分散检测，集中报警，网络运行，远程监控，信息共享的防范、预警体系，极大地提高了车辆的保安能力。此外，还将在机车和客车上搭载传感系统，对大量轨道、桥梁和隧道加以静态数据和动态数据的双重检测，以提高安全系数。这么大的中国铁路市场，有能力进门的厂商，有的是机会。