基于双天线结构的铁路车号自动识别设备的制作方法

本实用新型涉及铁路车号自动识别(AEI)技术。

背景技术：

铁路车号自动识别系统是铁路信息化的重要组成部分，是实现列车、机车、车辆实时追踪管理的基础信息源。系统从2000年开始推广应用至今，在全路已经安装了两千多套AEI设备，为铁路运输生产、调度指挥、检修管理提供了有力的信息支撑。通过与5T系统结合，可以实现车辆故障的准确定位与追踪。通过十几年稳定的运行，AEI设备良好的运用效果赢得了用户的普遍认可，各货车车辆工厂、车辆段、检修车间、站修作业场及客车车辆工厂、车辆段、客整所等路内车辆造修、整备单位也相继提出了安装AEI设备的需求。

目前，已经在铁路上安装运行的既有AEI设备主要安装在铁路局分界口及各个车站附近的其它正线位置上，采用单天线的结构，不适用于安装在铁路各货车、客车新造、检修和整备单位咽喉处。其存在的问题主要体现在以下几个方面：

1.现有的针对正线的AEI设备针对无人值守的环境设计，AEI主机等核心部件须放置在专用机房之内。在实际实施过程中，轨边机房的建造是不可缺少同时也是工程造价较大的一项。车辆造修、整备单位普遍轨道线路密集，没有建造设备机房的空间，并且多数单位需要在同一现场安装多套AEI设备。按照既有AEI设备的设计及施工标准，轨边修建机房需要足够的场地，射频同轴电缆长度也不可以超出规定的范围，极大地限制了AEI设备在以上各单位的安装使用。

2.既有AEI设备采用单天线结构，仅能识别通过车辆的标签信息，但是当车辆在天线上方往复调车作业时，无法准确判断车辆的运行方向。

3.驶入、驶出这些场所的车辆普遍存在着减速、停车、倒车以及在设备上反复调车作业的情况。这些情况已远远超出既有AEI设备的判别模型所适应的条件，如将针对正线的既有AEI设备应用在这些场合，将不可避免地会出现计轴、判辆不准，标签重复上传，断列，方向判反等错误现象的发生。

综上所述，既有的针对正线的AEI设备由于受场地环境和低速、调车、停车等复杂的运行环境限制，不适用于安装在铁路各货车、客车造修和整备单位咽喉处。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了满足AEI设备的发展需求，提供一种基于双天线结构的铁路车号自动识别设备。

本实用新型所述的基于双天线结构的铁路车号自动识别设备包括股道部分和轨边主机部分；

所述股道部分包括两个地面天线、两个开机磁钢和两个开关门磁钢，两个地面天线安装在两个开机磁钢之间，两个地面天线的中点与两个开机磁钢的中点重合，两个开关门磁钢安装在两个天线的中间位置；

所述轨边主机部分通过安装支架安装在室外，所述轨边主机部分包括主机电源箱和主机电信箱，主机电源箱和主机电信箱之间通过电缆连接，磁钢电缆和通讯电缆接入到主机电源箱中，主机电信箱内设置有主控模块和射频模块，两个地面天线通过同轴电缆连接到射频模块上，主控模块根据射频模块接收到的数据给出车辆的运行状态。

优选的是，两个地面天线通过同一个射频模块控制。

优选的是，两个地面天线的间距为4～5米。

优选的是，两个开关门磁钢的中心距离为270mm。

采用双天线结构的适用于安装在铁路各货车、客车新造、检修和整备单位咽喉处的AEI设备，用于自动识别进出车辆的车号、车种车型、制造厂、制造年月及出入时间等信息，并可以准确识别列车复杂的调车作业情况。不需要建设轨边机房，降低工程造价及施工难度，并且可以准确识别复杂的调车作业和低速、停车情况。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构的示意图，其中，1为开门磁钢，2为关门磁钢，3为开门磁钢线，4为关门磁钢线，5为正向开机磁钢，6为反向开机磁钢，7为正向开机磁钢线，8为反向开机磁钢线，9和10为天线射频电缆，11为主机电源箱，12为主机电信箱，13为主机安装支架,d1﹥20m，d2﹥20m，d3﹥27cm，d4﹥4m；

图2是本实用新型的轨边主机部分的主视图；

图3是本实用新型的轨边主机部分的俯视图；

图4是本实用新型的轨边主机部分的侧视图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式所述的基于双天线结构的铁路车号自动识别设备，包括股道部分和轨边主机部分；

所述股道部分包括两个地面天线、两个开机磁钢和两个开关门磁钢，两个地面天线安装在两个开机磁钢之间，两个地面天线的中点与两个开机磁钢的中点重合，两个开关门磁钢安装在两个天线的中间位置；

所述轨边主机部分通过安装支架安装在室外，不需要建设机房，所述轨边主机部分包括主机电源箱和主机电信箱，主机电源箱和主机电信箱之间通过电缆连接，磁钢电缆和通讯电缆接入到主机电源箱中，主机电信箱内设置有主控模块和射频模块，两个地面天线通过同轴电缆连接到射频模块上，主控模块根据射频模块接收到的数据给出车辆的运行状态。

上述铁路车号自动识别设备具有以下特点：

1、独特的双天线结构，两个地面天线以4～5米的间距同时安装在股道上，两个天线可以采用同一个射频模块控制，也可以采用两个射频模块分别控制。轨边主机采用电子开关自动快速分时切换的方式实现双天线的分时工作和锁定，防止标签漏读。根据车底安装的电子标签经过两个天线的读取顺序，结合双天线采集的数据对车辆的运行方向进行实时判别，进而掌握整列车的详细调车作业细节。这些全新的设计保证了新型AEI设备可以在任何复杂调车作业条件下，准确识别驶入、驶出的实际车号和真实时间，并形成与实际过车情况完全一致的过车报文，保证车号识别的准确性和可靠性。

2、设备整体结构采用露天型设计，取消了在室内机柜内放置主机的设计方式，将主机总体结构分为两个独立箱体，一个是主机电源箱，另一个是主机电信箱。把主机中的射频及数据采集及处理等核心模块置于主机电信箱内，而主机电源、电源防雷、信号防雷和传感器的配线接口等外围部件置于主机电源箱内。两个箱体之间通过多芯电缆连接，共同组成轨边主机。轨边主机可以通过室外主机安装支架直接安装在轨边，无需建设机房，并可采用多机集中管理的方式，大大地降低了工程造价及施工难度。

3、以单辆车为研判对象，实现整列车标签信息及行车方向的精准判别。

本实用新型是为在各个货车、客车造修、整备单位咽喉处的车号自动识别而设计的AEI设备，其工作过程如下：

当列车从上述铁路车号自动识别设备的任何一侧到达时，开机磁钢感应到车轮的触发信号，使系统复位进入接车状态，并给来车初定方向。此时两个天线以6.4ms的频率交替分时切换打开，读取标签信息。6.4ms的分时切换时间可以确保不会在切换过程中造成标签漏读。根据天线固定的辐射范围以及标签有效读取距离，两天线间隔4米以上的安装距离可以保证两个天线不会同时读取到同一个标签，两个天线间隔不超过5米的安装距离可以确保不会有两个相临的标签连续被同一个天线读取到。当列车标签经过其中一个天线时，该铁路车号自动识别设备搜索到标签的头信息，随即保持当前天线的开启状态，不再切换，以保证设备稳定地读取并正确解析出标签信息，根据两个天线每次读取到的标签信息判断车辆运行方向。设备将解码出的标签信息存入动态缓冲区。当设备获知当前标签已离开天线的辐射区域后继续以6.4ms的频率切换两个天线，等待下一个标签进入任何一个天线的辐射区城。

这样的工作过程一直持续到整列车完全通过上述设备。在上述设备解读标签的同时，还要进行实时的数据处理，实时地分析出当前车辆的真实运行方向，并根据标签内容及每辆车的运行方向，分析出整列车的调车细节。最终在确认列车已过后，系统会生成与实际过车情况完全相符的过车报文，存储到机内的报文存储器。地面设备在空闲时及时向集中管理机发送请求，在得到允许后立即将未上传的报文上传至集中管理计算机。

具体实施方式二：结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式是对实施方式一所述的基于双天线结构的铁路车号自动识别设备的进一步限定，本实施方式中，两个开机磁钢以15～30m的间隔距离对称安装在两个地面天线的两侧，地面天线安装在两个开机磁钢区间的中间位置，两个地面天线间距离控制在4～5m，两个开关门磁钢安装在两个地面天线的中间位置，二者之间中心距离270mm。轨边主机安装支架距离近端钢轨应大于1.5m，距离每个天线不应超过10m，轨边主机安装完成后，主机(包括安装支架)顶部距轨面的最大高度不应超过1m。

轨边主机总体结构分为两个独立箱体，一个是主机电源箱，另一个是主机电信箱，两个箱体之间用电缆连接。主机电源箱中设计有信号的转接端子，磁钢电缆和通讯电缆等全都接入到主机电源箱中。主机电信箱密封了主控模块和射频模块，是新型AEI设备的核心。两个天线通过同轴电缆连接到射频模块上。为便于现场的安装配线，两个箱体通过挂架安装在轨边的立柱之上，箱体距离地面的高度可以通过立柱进行调节，这样的设计既防潮又防踩踏，同时又可有效地缓冲轨道的振动。安装支架固定在地面下方的水泥基础上。