射頻識別技術(shù)(RFID，Radio Frequency Identification)實際上是自動識別技術(shù)(AEI，Automatic Equipment Identification)在無線電技術(shù)方面的具體應(yīng)用與發(fā)展。該項技術(shù)的基本思路是，通過采用一些先進的技術(shù)手段，實現(xiàn)人們對各類物體或設(shè)備 (人員、物品) 在不同狀態(tài)(移動、靜止或惡劣環(huán)境)下的自動識別和管理。 

　　目前作為射頻自動識別技術(shù)的具體應(yīng)用—鐵路車號自動識別系統(tǒng)已安裝遍布全國14個鐵路局。2001年3月1日，鐵道部正式聯(lián)網(wǎng)啟用車號自動識別系統(tǒng)，為自備車企業(yè)、合資鐵路和地方鐵路實現(xiàn)信息化智能運輸管理提供了重要良機。 

1．射頻識別技術(shù)簡介 

　　射頻識別技術(shù)是利用射頻方式進行非接觸雙向通信，以達到識別目的并交換數(shù)據(jù)。它與同期或早期的接觸式識別技術(shù)不同。RFID系統(tǒng)的電子標簽和閱讀器之間不用接觸就可完成識別，因此它可在更廣泛的場合中應(yīng)用。 

　　射頻識別系統(tǒng)一般由以下兩部分組成：電子標簽和閱讀器。電子標簽附著在被識別的物體上；閱讀器可以是讀或讀/寫裝置，取決于所使用的存儲器結(jié)構(gòu)和技術(shù)。 

　　電子標簽是將幾個主要模塊集成到一塊芯片中，完成與閱讀器的通信。芯片上有EEPROM用來儲存識別碼或其它數(shù)據(jù)。EEPROM容量從幾比特到幾萬比特。 芯片外圍僅需連接天線(和電池)，可以作為人員的身份識別卡或貨物的標識卡。電子標簽具有非接觸、工作距離長、適于惡劣環(huán)境、可識別運動目標等優(yōu)點。在多數(shù)RFID系統(tǒng)中，閱讀器在一個區(qū)域內(nèi)發(fā)射電磁波(區(qū)域大小取決于工作頻率和天線尺寸)，電子標簽內(nèi)有一個LC串聯(lián)諧振電路，其頻率與閱讀器發(fā)射的頻率相同。當電子標簽經(jīng)過這個區(qū)域時，在電磁波的激勵下，LC諧振電路產(chǎn)生共振，從而使電容內(nèi)有了電荷。在這個電容的另一端，接有一個單向?qū)ǖ碾娮颖?，將電容?nèi)的電荷送到另一個電容內(nèi)儲存。當所積累的電荷達到一定值時，此電容可作為電源為其它電路提供工作電壓，將電子標簽內(nèi)數(shù)據(jù)發(fā)射出去或接取閱讀器的數(shù)據(jù)。閱讀器接收到電子標簽的數(shù)據(jù)后，解碼并進行錯誤校驗來決定數(shù)據(jù)的有效性，然后，通過RS232、RS422、RS485或無線方式將數(shù)據(jù)傳送到計算機網(wǎng)絡(luò)。

2．電子標簽的編碼方式 

　　在此以鐵路車輛上所用的電子標簽為例來說明電子標簽的編碼方式。標簽信息中的每一位編碼和地面解碼器解碼是利用相關(guān)聯(lián)的兩次諧波頻率信號進行移頻鍵控。碼“0”由一個周期的20kHz的方波跟隨兩個周期的40kHz的方波信號構(gòu)成，碼“1”由兩個周期的40kHz的方波跟隨一個周期的20kHz的方波信號構(gòu)成，整個傳輸過程相位是連續(xù)的。

　　車輛電子標簽采用無源設(shè)計方案，電子標簽內(nèi)無電池，所需工作電源從照射到其上的微波射頻中提取。車輛電子標簽安裝于車體底部。 

　　標簽由用于程序所需的數(shù)據(jù)位和通用數(shù)據(jù)位兩部分組成，共計128bits，8位用于程序所需，120位用于存放用戶信息，用6位ASCII碼表示字符，可以存儲20個字符，見下表。 

　　根據(jù)鐵道部部頒《鐵路機車車輛自動識別設(shè)備技術(shù)條件》要求，20個字符的車輛電子標簽中的標識信息可分為：車輛屬性碼、車種、車型、車號、換長、制造廠及制造年月等信息。 

　　車輛電子標簽中的信息具有穩(wěn)定不變的特點，每一個標簽與對應(yīng)的車輛終身結(jié)合，標簽信息相當于車輛的一個終生身份證。 

3 ．鐵路車號自動識別系統(tǒng)構(gòu)成 

　　鐵路車號自動識別系統(tǒng)主要由車輛標簽、地面AEI設(shè)備、車站CPS設(shè)備、列檢復(fù)示系統(tǒng)、分局AEI監(jiān)控中心設(shè)備、標簽編程網(wǎng)絡(luò)、鐵道部車號信息查詢中心等部分組成。  

（1）車輛標簽 

　　車輛標簽作為車輛的主要配件，內(nèi)部存儲器中存有車號信息及車輛的技術(shù)參數(shù)信息。標簽安裝在被識別車輛的底部中梁上，每輛車安裝一個標簽。 

（2）地面AEI設(shè)備 

　　地面AEI設(shè)備主要由室外的車輪傳感器、地面天線和室內(nèi)的RF射頻裝置、讀出主機、電源防雷、通訊及信號防雷等部分構(gòu)成。地面AEI設(shè)備安裝在鐵路干線運行區(qū)間站，局、分局交界口，編組站等處。實時準確地完成對列車及車輛標簽信息的采集，并將采集的信息進行處理，通過專線傳至車站CPS設(shè)備。 

（3）車站CPS設(shè)備 

　　CPS管理設(shè)備安裝在局、分局交界口，編組站，大小貨站主機房，完成AEI采集數(shù)據(jù)的處理，并向列檢復(fù)示系統(tǒng)和TMIS 系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。 

（4）列檢復(fù)示系統(tǒng) 

　　復(fù)示車站CPS設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)的車號數(shù)據(jù)信息，為車輛管理和設(shè)備維護提供可靠信息。 

（5）分局AEI監(jiān)控中心設(shè)備 

　　分局AEI監(jiān)控中心監(jiān)測AEI的工作狀態(tài)，協(xié)調(diào)、指揮AEI設(shè)備維護，確保AEI工作狀態(tài)良好，實時接收本分局交界口AEI采集的列車和車號數(shù)據(jù)，并接收各臺AEI產(chǎn)生的故障信息和設(shè)備狀態(tài)信息，通過對故障信息和設(shè)備狀態(tài)信息進行分析，可以及時了解地面AEI設(shè)備的工作狀態(tài)，對故障及時處理。還可以監(jiān)測貨車標簽的工作狀態(tài)。 

（6）標簽編程網(wǎng)絡(luò) 

　　標簽編程網(wǎng)絡(luò)是標簽安裝前，將車輛信息寫入標簽內(nèi)存的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，可在車輛段、廠和站修所對標簽進行編程寫入，其目的是防止出現(xiàn)錯號、重號車。并對丟失損壞的標簽進行補裝。 

4 ．鐵路車號自動識別系統(tǒng)實現(xiàn)的功能 

（1）實現(xiàn)車次、車號自動識別 

　　為鐵路運輸管理系統(tǒng)提供車次、車號等實時的基礎(chǔ)信息；代替人工抄錄車號，保證數(shù)據(jù)真實性、及時性、準確性和連貫性；提高編組站作業(yè)效率，減輕了作業(yè)人員的勞動強度；提供運輸確報信息，實現(xiàn)運輸確報現(xiàn)代化管理；與貨票系統(tǒng)結(jié)合，實現(xiàn)貨流統(tǒng)計分析；實現(xiàn)局間、分局間貨車使用費的自動清算。 

（2）貨車實時跟蹤管理 

　　現(xiàn)在車數(shù)量管理；現(xiàn)在車分布統(tǒng)計分析；貨車產(chǎn)權(quán)鑒別；機車、車輛運行跟蹤查詢。 

（3）實現(xiàn)貨車動態(tài)管理 

　　車輛技術(shù)履歷信息查詢；車輛檢修信息統(tǒng)計分析；列檢所作業(yè)量統(tǒng)計分析；國有、企業(yè)自備貨車資產(chǎn)管理。 

（4）確保行車安全，實現(xiàn)故障車輛準確預(yù)報 

　　與紅外軸溫系統(tǒng)結(jié)合，可精確預(yù)報熱軸車輛的車號和所在列車的車次，準確處理熱軸故障；為車輛安全動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)、超偏載系統(tǒng)、平輪探測系統(tǒng)提供準確的車次、車號信息；建立故障車輛檔案，實現(xiàn)全路信息共享，進行動態(tài)及跟蹤管理。 

5． 鐵路車號自動系統(tǒng)數(shù)據(jù)流程 

（1）AEI到車站CPS之間的數(shù)據(jù)流程 

　　AEI到車站CPS之間為專線傳輸，AEI將采集到的過車數(shù)據(jù)實時地上傳給車站CPS。

（2）車站CPS到列檢復(fù)示系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流程 

　　車站CPS到列檢復(fù)示之間的數(shù)據(jù)傳輸方式為撥號或?qū)＞€方式，車站CPS將接收到的地面AEI設(shè)備采集的過車數(shù)據(jù)和消息經(jīng)過處理后形成數(shù)據(jù)報文和消息報文，通過車站CPS端安裝的轉(zhuǎn)發(fā)程序?qū)笪陌l(fā)送到列檢復(fù)示。 

（3）車站CPS到鐵道部的數(shù)據(jù)流程 

　　車站CPS到鐵道部之間的數(shù)據(jù)傳輸是通過鐵路X.25網(wǎng)來完成的，車站CPS將接收到的地面AEI設(shè)備采集的過車數(shù)據(jù)經(jīng)過處理后形成數(shù)據(jù)報文（D報文），通過車站CPS端安裝的轉(zhuǎn)發(fā)程序先將報文發(fā)送到鐵路分局電子所，然后再由分局電子所發(fā)送到鐵道部的中央服務(wù)器。 

（4）車站CPS到分局AEI監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)流程及數(shù)據(jù)格式 

車站CPS到分局AEI監(jiān)控中心之間的數(shù)據(jù)傳輸是通過鐵路X.25網(wǎng)來完成的，車站CPS將接收到的地面AEI設(shè)備采集的過車數(shù)據(jù)經(jīng)過處理后形成數(shù)據(jù)報文（D報文），通過車站CPS端安裝的轉(zhuǎn)發(fā)程序先將報文發(fā)送到鐵路分局電子所，然后再由分局電子所發(fā)送到分局AEI監(jiān)控中心服務(wù)器。

6． 結(jié)論和展望 

　　車號自動識別系統(tǒng)共在全路局、分局交界口、編組站、（大、中、?。┴涍\站、車輛段和車輛廠安裝地面設(shè)備2100套，已安裝電子標簽57萬個，形成了覆蓋全路的車號自動識別網(wǎng)絡(luò)。 

　　由該系統(tǒng)所采集到的車號資源，正在為鐵路運輸相關(guān)部門使用。將來車號系統(tǒng)和TMIS系統(tǒng)結(jié)合可以計算出每一輛車的行走里程，這樣廠、段修車時可以按照車輛的行走里程來修，減少人為因素，使之更加科學(xué)合理，提高車輛的使用效率。 

　　鐵路車號自動識別系統(tǒng)極大地提高了運輸效率，加強了鐵路運輸?shù)闹悄芑芾砗椭笓]調(diào)度，在鐵路運能日益緊張的今天，它的作用愈發(fā)明顯。 

     （魯志彤：講師，研究方向為鐵道信號。）