车辆运行安全监控系统车号识别率不达标的原因分析与对策

车辆运行安全监控系统车号识别率不达标的原因分析与对策

钟文建

广深铁路股份有限公司广州北车辆段 广东省广州市 510450

摘要：铁路车号自动识别系统是铁路运输管理系统的重要组成部分，对运行的动车、客车、货车自动采集车次、车号信息，实现对全路列车车辆实时跟踪管理。本文针对车辆运行安全监控系统的车号识别率未能达到100%的情况，从车号自动识别的基础原理、列车编组等方面进行分析，提出提高车号识别率的建议。

关键词：车号；自动识别；识别率

车辆运行安全监控系统（5T）通过以红外线、力学、声学、图像等车辆监控设备为基础，实时检测动、客、货车辆运行状态，同时利用车号自动识别系统进行动态跟踪，为各级铁路车辆管理部门提供车辆安全监控信息。5T系统在使用过程中因车辆、车号标签、现场环境及AEI设备等因素影响车识别准确率未达到100%，对车辆运行安全监控的实时动态跟踪造成一定的影响。

现通过对车号自动识别基础原理、安装条件、列车车辆情况进行分析，提出相应的整改建议，提高车辆运行安全监控系统的车号识别正确率，更好地动态跟踪车辆运行情况。

1 车号自动识别系统工作原理

当安装有电子标签的车辆进入车辆运行安全监控系统（5T）的AEI天线发射的微波信号区域时，电子标签接收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。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主机解码获得车辆车号信息其工作原理如图所示：

2 影响车号自动识别率原因分析

近年车辆运行安全监控系统的车号识别率大约为99.7%，通过对无法识别的列车车辆信息进行分析，发现影响车号识别率的原因有外部环境电气化干扰、AEI设备性能下降、车号电子标签失效等原因。

2.1外部干扰因素影响

AEI设备是采用微波射频装置（RF）通过微波激活车辆底部的无源电子标签，电子标签激活后通过调制信号将标签内部信息反射回地面天线，再传输到探测站AEI主机从而识别车辆标签信息。电气化区段电气化干扰会影响微波信号传输造成AEI设备无法识别电子标签，为此《铁路车辆运行安全监控系统设计规范》（TB 10057—2010）中明确规定AEI设备安装点避开电气化区段分相点、轨道电路回流点等地段，确保AEI设备不受电气化干扰。

2.2 AEI设备运行质量的影响

2.2.1 AEI设备天线

AEI设备天线是发射微波信号和接收标签反射回来的调制信号的重要设备，天线须具备承受荷载大于4.9kN，抗振动冲击符合GJB150-1986的标准。但由于AEI设备天线安装在两轨道枕木间，当列车通过时AEI天线安装支架受到列车的重量荷载及振动冲击，长期在荷载及振动冲击的作用下容易造成天线铜轴电缆接头松动。其次在高温高湿的环境，天线铜轴电缆接头上的热缩管密封处理不好，使用一段时间后容易有水蒸气渗入接头，造成天线接触不良出现故障，影响车号识别。

2.2.2 微波技术指标

车号自动识别系统的微波是由RFID卡的微波组件产生的，微波的功率、频率、电压驻波比等技术指标直接影响车号自动识别系统的运行质量。

微波功率的影响：微波是指频率为300MHz-3000GHz的电磁波，也称为超高频电磁波，具有对于水和食物等会吸收微波而使自身发热，而对金属类东西，则会反射微波的特性。为此车号识别系统的技术标准设定微波射频装置端口输出功率：P≤1.6W，经测量车号识别系统有效工作功率为0.5~1.6W。在这功率范围内既能有效激活电子标签，又不会对维修人员身体造成伤害。

微波频率的影响：中国无线电协会分配给AEI车号自动识别系统的微波频率为910.1M Hz、912.1M Hz及914.1M Hz三个频点。当车号自动识别系统设置的微波频率受到相同频率的微波干扰时，就会造成无法识别车号电子标签，在2017年江村南京广上行TFDS设备更新没有注意同频干扰问题，新装TFDS设备测试运行，车号自动识别系统的频率与既有设备的频率一致，影响在用TFDS设备正常识别车号信息。

电压驻波比的影响:电压驻波比是指驻波波腹电压与波节电压幅度之比。它是AEI设备中的一项重要技术指标，驻波比等于1时，表示馈线和天线的阻抗完全匹配，此时高频能量全部被天线辐射出去，没有能量的反射损耗；当数值大于1则表示有一部分电波被反射回来，使馈线发热，同时电子标签所吸收的微波能力减少，导致无法激活电子标签，为此电压驻波比应不大于1.5。

2.3 列车运行速度、编组的影响

列车运行速度的影响：车号自动识别系统理论上是设定列车匀速通过进行识别车辆电子标签，但在实际中，列车并非匀速运行，存在提速、减速等情况，容易造成车辆运行安全监控系统计轴计辆出现错误，导致无法识别车辆电子标签。

列车编组的影响：列车编组分为客车编组、货车编组、客货混编等，车辆运行安全监控系统在检测客货混编列车时容易出现部分车辆无法识别车号。一是客货混编时部分5T系统与AEI系统测量数据匹配出错；二是客货混编的客车未安装电子标签。其次工务部门的老K车、捣固车等工程车未安装电子标签，例如江村北京广下行TADS每月大约有70辆次工程车经过，影响该设备的车号识别率，未识别车号率为0.17%。

2.4 车号电子标签性能的影响

铁路车辆车号电子标签采用无源电子标签，无源电子标签需要接收到AEI设备天线发出的微波信号后，微波信号量激活电子标签内部电路，电子标签将内部信息反射回天线传输到AEI系统进行解码识别。我们发现车辆运行安全监控系统无法识别部分车辆信息的原因是车号电子标签安装高度过高、标签天线增益衰减等问题造成。

3提高车号自动识别率的措施

3.1避开电气化干扰的地段安装设备

因电气化干扰区段对车辆运行安全监控系统及AEI设备影响严重，为此AEI设备安装地点须避开电气化区段分相点、轨道电路回流点等强磁场及高频信号源地区。

3.2 加强测量AEI设备技术性能指标

在AEI设备检修时，维修人员通过场强仪进行检测，场强仪显示为正常时微波输出功率正常。如场强仪显示上限、下限时需要对微波组件及天线进行维修。其次通过AEI设备主机查看微波频率、电压驻波比是否正常。

3.3 完善车辆运行安全监控系统车号识别程序

目前部分车辆运行安全监控系统与配套AEI设备程序兼容性较差，例如货探型铁道车辆运行品质轨旁动态检测系统（TPDS）与AEI设备分别进行计轴计辆，如不能完成匹配，TPDS将无法识别车号信息。为解决该问题，需要升级TPDS识别车号模式，减少因错轴、漏轴原因造成无法识别车号。

3.4 客车、工程车安装车号电子标签

工务部门的老K车、捣固车等工程车及部分客车未安装电子标签，影响车辆运行安全监控系统的车号识别率。建议对以上车辆加装车号电子标签，有助进一步提高车辆运行安全监控系统的车号识别率。

3.5车辆安装双电子标签

为减少车辆电子标签性能弱化导致无法识别车号信息，可在车辆安装双电子标签，一个标签丢失或损坏时，另一个标签仍然可以正常工作，减少因电子标签质量而影响车号识别率。

4结束语

本文从车辆运行安全监控系统（5T）安装选点、车号识别原理、电子标签等方面进行分析，提出提高车号识别率的对策，完善对全路列车车辆安全监测实时跟踪管理。

参考文献：

TG/CL 201-2015,车辆运行安全监控系统设备检修维修维护管理规则[M].北京：中国铁道出版社，2015.109-111

TG/CL 219-2009,铁路车号自动识别系统AEI设备管理检修运行规程[M].北京：中国铁道出版社，2009.23-29

TB10057-2010,铁路车辆运行安全监控系统设计规范[M].北京：中国铁道出版社，2010.5-22

宋立成,铁路车号自动识别系统标签识别率的分析[J].上海铁道科技,2011年第3期:97-98