車號自動識別系統(tǒng)對提高鐵路機車、車輛、集裝箱的使用率利用率，提高鐵路使用效率及運輸管理水平有極其重要的作用。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，維護方便，便于功能擴展，是實現(xiàn)鐵路運輸管理和火車車輛管理現(xiàn)代化的重要基礎(chǔ)。

      自動識別系統(tǒng)采用國際先進的微波反射調(diào)制技術(shù)、變型FSK編碼技術(shù)，與國際標(biāo)準(zhǔn)接軌，將記軸、計輛、測速、測距等技術(shù)與車號自動識別技術(shù)相結(jié)合，實現(xiàn)標(biāo)簽定位。該系統(tǒng)主要由標(biāo)簽、地面識別設(shè)備、復(fù)示終端設(shè)備、中央管理設(shè)備、標(biāo)簽編程器等部分組成。

      一、主要構(gòu)成
      1、貨車/機車電子標(biāo)簽（TAG）
      標(biāo)簽內(nèi)部存儲器中存有車號信息及車輛技術(shù)參數(shù)信息。標(biāo)簽安裝在機車、貨車底部的中梁上，由微帶天線、虛擬電源、反射調(diào)制器、編碼器、微處理器和存儲器組成。每個電子標(biāo)簽相當(dāng)于每輛車的“身份證”。
      2、地面識別系統(tǒng)（AEI）
      地面識別系統(tǒng)由車輪傳感器、天線、RF射頻模塊、讀頭、電源防雷裝置、信號及通信防雷裝置等部分組成。
      其中，車輪傳感器、天線安裝在線路上，地面十倍設(shè)備安裝在鐵路干線運行區(qū)間、分局交界口、編組站出入口，實時準(zhǔn)確地完成列車的識別，并將識別出的標(biāo)簽信息及輔助信息通過通信電纜傳輸至中央處理設(shè)備和終端設(shè)備。
      3、集中控制管理計算機系統(tǒng)及復(fù)示終端設(shè)備
      由計算機、打印機、通信模塊及軟件構(gòu)成。安裝于編組站、交界口車站及列檢所等場所，完成對列車標(biāo)簽信息的顯示功能。提交各個有關(guān)部門使用。
      4、信息跟蹤查詢終端設(shè)備
      信息跟蹤查詢終端設(shè)備設(shè)在分局、路局車輛調(diào)度中心，查詢車輛跟蹤管理信息及車輛的運行區(qū)間位置，查詢車輛檢修狀況信息報告、交界口車流統(tǒng)計結(jié)果等。
      5、標(biāo)簽編程系統(tǒng)
      標(biāo)簽編程器是標(biāo)簽安裝前，將車輛信息寫入標(biāo)簽內(nèi)存裝置，可在車輛段或車輛工廠進行變成寫入，操作數(shù)據(jù)對用戶開放。

     6、鐵道部中央數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)
      全路標(biāo)簽編程站的總指揮部。把標(biāo)簽編程站申請的每批車號與中央車號數(shù)據(jù)庫進行核對，對重車號則重新分配新車號，再向標(biāo)簽編程站返回批復(fù)的車號信息。既集中統(tǒng)一的處理、分配和批復(fù)車號信息，同時又是一個信息管理和信息查詢中心。

      二、系統(tǒng)工作原理
      1、地面識別系統(tǒng)的技術(shù)關(guān)鍵——微波反射技術(shù)
      當(dāng)列車即將進站時，列車的第一個輪子壓過開機磁鋼時開始計數(shù)，大于等于6此時開啟微波射頻裝置（RF），微波射頻裝置在沒有列車通過時保持關(guān)閉狀態(tài)。微波射頻裝置開啟后，安裝在軌道的地面天線開始工作，向每輛車底部的電子標(biāo)簽發(fā)射微波載波信號，激活標(biāo)簽，識別標(biāo)簽。首先，標(biāo)簽在微處理其控制下，將標(biāo)簽內(nèi)信息通過編碼器進行編碼，通過調(diào)制器控制微帶天線，開始向地面發(fā)射信息；地面天線立即接收發(fā)射回的標(biāo)簽內(nèi)信息，并傳送到鐵路旁的探測機房；由機房內(nèi)無人值守的地面讀出計算機將接收到的已調(diào)波信號進行解調(diào)、譯碼、處理和判別；然后將處理后的信息送入車站機房的GPS集中管理系統(tǒng)。當(dāng)列車的最后一輛車的輪子壓過關(guān)門磁鋼時，關(guān)閉射頻裝置，準(zhǔn)備下次車輛到來時工作。GPS系統(tǒng)對多臺識別設(shè)備進行管理，按照鐵路TMIS的通信謝意規(guī)程，將識別后的信息向鐵路TMIS等系統(tǒng)傳送，即向目的地存儲轉(zhuǎn)發(fā)。工作程序模式，如圖1所示。 

      2、信息處理技術(shù)的關(guān)鍵——CPS多線程多目標(biāo)存儲轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)

      CPS具有多線程多目標(biāo)存儲轉(zhuǎn)發(fā)機制的特點。可以同時向多個目標(biāo)發(fā)送報文，具有較高的發(fā)送效率；CPS轉(zhuǎn)發(fā)程序具有準(zhǔn)確無誤、不丟失報文的特點，有一定的實時性，是一個存儲轉(zhuǎn)發(fā)裝置。當(dāng)CPS收到AEI報文時，轉(zhuǎn)發(fā)程序立刻向各個預(yù)定義目標(biāo)發(fā)送報文，如果此時到達某個目標(biāo)的網(wǎng)絡(luò)線路不通，轉(zhuǎn)發(fā)程序會把未成功發(fā)送的報文存儲起來，等線路通時，轉(zhuǎn)發(fā)程序自動把以前未成功發(fā)送的報文發(fā)送出去。應(yīng)用模式如圖2所示。 

      轉(zhuǎn)發(fā)程序的文件傳輸基于TCP/IP協(xié)議。高層傳輸協(xié)議使用FTP協(xié)議或CPS自定義協(xié)議。對于主機操作系統(tǒng)如UNIX、VMS、OS/2、WINDOWS NT等具有FTP服務(wù)程序的操作系統(tǒng)，使用FTP協(xié)議傳輸報文，對WINDOWS95、WINDOWS98不帶FTP服務(wù)程序的操作系統(tǒng)，在其上安裝轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)配備的CPS報文接收程序，使用CPS自定義協(xié)議傳輸報文文件。CPS轉(zhuǎn)發(fā)程序具有廣泛的適用性。是車號自動識別系統(tǒng)中一項重要的軟件工程。

      3、防止標(biāo)簽出現(xiàn)重號錯號的技術(shù)關(guān)鍵——容錯技術(shù)
      出現(xiàn)重車號不但會嚴(yán)重影響車號信息的使用效果，而且會造成ATIS整個工程的失敗。建立一套完善的、嚴(yán)格的、科學(xué)的管理制度和作業(yè)流程，避免標(biāo)簽出現(xiàn)“重號、錯號”。在計算機方面，要求開發(fā)出的標(biāo)簽編程管理軟件應(yīng)具有合理的流程、嚴(yán)密的防錯、糾錯及容錯技術(shù)。下面談?wù)剮讉€主要的容錯技術(shù)。
      (1)為了便于理解，請先看標(biāo)簽編程、安裝工作程序示意圖3。

      (2)“相關(guān)項目一致性”校驗法。
       對一輛車的信息輸入完畢后，要按［校對C］鍵，否則本次輸入為無效，如果校對后出現(xiàn)“車號與車種不符！是否按錯號處理，請確認(rèn)”異常信息時，要認(rèn)真分析車號和車種這兩個相關(guān)項；比如棚車車號范圍為3,000,000—3,499,999；如果選擇了棚車的車種，而卻輸入了一個4,300,00的車號，則認(rèn)為該號為錯號，如果確實是錯號，單擊[確定]；否則應(yīng)仔細(xì)檢查車號車種的輸入值是否有誤。確保相關(guān)聯(lián)的項輸入一致，對保證車號輸入的準(zhǔn)確性又加了一道防線。
      (3)“重要項目兩次輸入一致”校驗法。
      在標(biāo)簽編程站，車號是最重要的輸入項。為了避免誤操作造成的錯車號，對車號要進行兩次輸入兩次校驗。第一次輸入校對后，如果提示“輸入正常”信息，則輸入框內(nèi)的輸入信息被清空，再將“現(xiàn)在車號”進行第二次輸入，再校對。然后再按［兩次輸入一致］校驗鍵，比較兩次輸入的車號，如果無異常提示信息，說明兩次輸入車號完全一致，車號輸入正確，可進入下一車輛的信息輸入；不一致時，需重新輸入兩次車號，直至正確。

       (4)“比較過濾”校驗法。
      每個標(biāo)簽編程站確保輸入的一批車號信息正確無誤后，可向鐵道部車號中央數(shù)據(jù)庫申請此批車號的批復(fù)。當(dāng)部數(shù)據(jù)庫接到申請后，采用“比較過濾”法，自動把申請的車號逐一與中央車號庫進行比較，如果申請的車號已經(jīng)被分配過了，說明申請的車號為重車號，必須過濾掉此車號，即此車號不再分配，則重新分配一個新車號；不重號的仍用原申請車號。最后部中央庫將批復(fù)的此批車號反饋回標(biāo)簽編程站，由信息編碼計算機輸出到標(biāo)簽編程器，并寫入到編程器上安置的電子標(biāo)簽內(nèi)；同時將打印的3份標(biāo)簽內(nèi)容記錄貼在標(biāo)簽正反面和附表上；再把貼好的標(biāo)簽?zāi)玫秸径螌μ柸胱陌惭b在每輛現(xiàn)車底部中梁的指定位置上。全部安裝完畢并檢驗無誤，上網(wǎng)向部中央庫再次確認(rèn)此批車號，此批確認(rèn)后的車號不再分配，這樣才能避免已分配過的車號再被重新分配。

      (5)“理論與實際結(jié)合”校驗法。
      一列車的每輛車的標(biāo)簽安裝完成后，在安裝現(xiàn)場由檢查員，驗收員進行檢查驗收，他們使用便攜式讀出器復(fù)逐一讀出每輛現(xiàn)車車底標(biāo)簽內(nèi)的信息后，首先仔細(xì)與現(xiàn)車車體記錄及安裝單逐一核對；再將便攜式讀出器送到標(biāo)簽編程站，由計算機讀出其內(nèi)存的內(nèi)容，并自動與計算機存儲的有關(guān)車號的信息核對，如果無異常提示信息，說明實際工作中車號標(biāo)簽沒有錯裝、重裝現(xiàn)象，核實結(jié)果證實“理論”與“實際”相一致。   

      (6)“斷點續(xù)接”容錯技術(shù)。
      有時編程系統(tǒng)發(fā)生故障（斷電、死機、機器故障等），如果防范措施不當(dāng)，就會出現(xiàn)重傳、重輸、漏傳和漏輸?shù)默F(xiàn)象，重車號錯車號也就難以避免，甚至造成標(biāo)簽編程系統(tǒng)工作混亂，從而影響整個ATIS系統(tǒng)的順利進行。
      在標(biāo)簽編程站，比如車號信息還未完全輸入，系統(tǒng)發(fā)生故障，待系統(tǒng)恢復(fù)后，通過采用斷點續(xù)接技術(shù)，計算機能夠把新輸入的車號信息與以前已輸入過的車號信息自動聯(lián)接在一起。
      車號全部輸入完畢，在向鐵道部中央庫申請車號批復(fù)時，系統(tǒng)出現(xiàn)故障或線路中斷時，同樣待系統(tǒng)恢復(fù)正常后，采用斷點續(xù)接技術(shù)，系統(tǒng)會自動從斷點處繼續(xù)申請批復(fù)車號，故障前已申請的車號無須重新申請。

      計算機在向標(biāo)簽編程器的標(biāo)簽寫入車號信息時，如果發(fā)生故障，故障排除后，同樣利用斷點續(xù)接技術(shù)，還可以從斷點處繼續(xù)寫入，無需重寫，即以前的標(biāo)簽編程有效，標(biāo)簽即不會作廢也不會漏寫、重寫和錯寫信息。