机车车轮地面识别系统和方法与流程

本发明涉及一种电子识别系统，更具体地，涉及一种机车车轮的地面识别系统和方法。

背景技术：

机车车轮是铁路机车重要的走行部件，对运输安全有着直接影响，其生产、检修是极为重要的关键环节。目前我国铁路共有机车近2万辆，24万多片车轮，另有数量众多的备用车轮。车轮故障种类较多，包括外形尺寸、踏面剥离、车轮内部和外表面缺陷等。由于机车车轮生产、检修技术含量高、工艺复杂，产生的数据量大，所以原始资料的采集、保存、查找都是机车车轮管理信息化的关键因素。但受现有技术和设备的限制，机车车轮的制造、检修、探伤信息原始的手工台帐管理模式及互相独立割据的信息管理模式很难对全路机车车轮进行动态的故障预测与健康管理。如机车整备场车轮检查主要靠人工目视检查；检修库探伤靠手工操作；中修、大修时既有手工探伤，又有设备探伤。各阶段存在自动化探伤水平不高，探伤效率低，易受操作人员业务水平影响，各修程检测信息独立、未实现网络信息化等问题。

目前全路机车信息系统已初具规模，可对全路机车厂、机务段、车轮厂、铁路局、总公司各级信息系统进一步规范、提升，完成全路机车车轮故障预测与健康管理，实现车轮履历管理、质量追踪、寿命管理，控制生命周期全过程，达到监控车轮寿命周期内的使用过程，为机车车轮资产管理、质量检修决策提供科学依据。因此，针对目前机车装备水平的提升及机车运用方式的需要，有必要建立“场、库、厂”三位一体的机车车轮全寿命管理系统，通过规范机车车轮生产、检修，包括无损检测工艺和无损检测设备信息，实现网络化信息管理，提高我国机车车轮安全防控水平。

申请号为201410316982.5的中国发明专利公开申请了一种轨道交通工具车轮追踪系统，该系统的结构组成包括控制系统、地面识别系统和复数个电子标签，电子标签安装在轨道交通的车轮上，地面识别系统包括地面识别装置和地面天线阵列。地面识别装置包括微处理器、rfid读写模块和射频切换电路，微处理器接rfid读写模块，rfid读写模块接射频切换电路，射频切换电路接地面天线阵列的各个天线。地面天线阵列分为发射天线组合和接收天线组合，每个组合包括3-8个单体天线，天线阵列安装在铁路两轨之间固定在两轨之间的枕木上，单体天线沿轨道纵向分开布置或交错布置，相邻单体天线之间距离为2-6米。该现有技术方案存在以下问题：1.只能识别车轮上的电子标签，无法识别该标签对应的车轮所处的轴位，这就造成识别到的车轮信息与后续的车轮探伤信息和检修信息在系统数据库中无法相互对应，而机车车轮全寿命管理要求通过数据网络进行机车车轮各层级各子系统之间的数据传输、数据管理、数据处理工作，实现车轮产、检、修质量信息综合数据管理、检测周期监控等，因此，如果车轮标签识别系统无法实现与车轮探伤信息和检修信息的相互对应，就无法实现机车车轮全寿命管理；2.地面天线沿铁路轨道纵向布置在轨道中间，在识别车轮电子标签时，会受到机车底部设备，如齿轮箱、牵引电机等影响，无法保证100％识别车轮电子标签，进而导致后续系统判断及数据管理出现错误，影响系统可靠性；3.现行方案的“车轮追踪系统”地面识别系统过于复杂，造成生产成本增加，此外对于施工安装、检修和维护会需要大量的人工和辅助设备。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面提出了一种机车车轮地面识别系统，该系统包括：

多个电子标签，多个电子标签分别设置在机车的每个车轮的外侧；

启动传感器，启动传感器紧贴钢轨设置；

天线组，天线组沿行车方向设置在启动传感器的前方，天线组包括对称设置在钢轨两侧、相邻轨枕之间的多个天线，天线组能够接收多个电子标签中的每一个的信息；和

控制装置，控制装置分别与启动传感器和天线组相连接以收集启动传感器和天线组传送的信号并处理信号。

在本发明的一个实施例中，启动传感器设置在钢轨的内侧，优选地，启动传感器包括沿机车行车方向依次设置的第一启动传感器和第二启动传感器。

在本发明的一个实施例中，启动传感器与天线组之间的垂直距离在1m-3m之间，优选地，启动传感器与天线组之间的垂直距离为2m。

在本发明的一个实施例中，天线组还包括计位传感器，计位传感器沿机车行车方向设置在多个天线的后方并且与控制装置相连接，计位传感器用于记录当前识别的车轮的轴位，优选地，计位传感器与多个天线之间的垂直距离在0.5m-1.5m之间，更优选地，计位传感器与多个天线之间的垂直距离为1.0m。

在本发明的一个实施例中，多个天线中的每一个与机车行车方向的夹角在10°-50°之间并且朝向轨道内侧倾斜的角度在10°-30°之间，优选地，多个天线中的每一个与机车行车方向的夹角为30°并且朝向轨道内侧倾斜的角度为15°。

在本发明的一个实施例中，机车的每个车轮的轮毂外圆对称设置2个电子标签，优选地，电子标签为无源电子标签。

在本发明的一个实施例中，机车车轮地面识别系统包括多个天线组，多个天线组沿行车方向依次设置在启动传感器的前方，

优选地，多个天线组为2个，

优选地，多个天线组中相邻的两个天线组之间的垂直距离在1m-3m之间，更加优选地，多个天线组中相邻的两个天线组之间的垂直距离为2m。

在本发明的一个实施例中，控制装置包括：

地面识别主机，地面识别主机分别与启动传感器和天线组连接，以向启动传感器和天线组提供电源和控制信息号并且从启动传感器和天线组接收扫描车轮信息；和

服务器，服务器用于存储与机车车轮相关的初始车轮信息，并且服务器与地面识别主机通信以使用扫描车轮信息更新初始车轮信息。

在本发明的一个实施例中，地面识别主机通过线缆分别与启动传感器和天线组连接。

在本发明的一个实施例中，机车车轮地面识别系统还包括与控制装置相连接的停止传感器，停止传感器紧贴钢轨设置，并且停止传感器设置在天线组的沿机车行车方向的前方。

在本发明的一个实施例中，多个电子标签中的每一个中存储该电子标签所在车轮的出厂日期、铁水配比编号、制造单位以及机车信息。

在本发明的一个实施例中，多个天线中的每一个为收发一体式天线，优选地，多个天线为2个。

根据本发明的另一个方面提出了一种使用上述机车车轮地面识别系统的机车车轮地面识别方法，该方法包括：

启动启动传感器；

机车的第一轴车轮触发启动传感器，启动传感器向控制装置发出启动信号；

控制装置根据启动信号以启动天线组；

天线组中的多个天线从钢轨两侧采集设置在第一轴车轮的多个电子标签内存储的扫描车轮信息；

天线组将第一轴车轮的扫描车轮信息发送到控制装置；

重复采集扫描车轮信息的步骤和发送扫描车轮信息的步骤直到采集并发送完毕设置在最后一轴车轮上的多个电子标签内存储的扫描车轮信息；和

控制装置根据每个车轮的扫描车轮信息更新控制装置内存储的该车轮的初始车轮信息。

在本发明的一个实施例中，启动传感器与距离启动传感器距离最近的天线组之间的垂直距离在1m-3m之间，优选地，启动传感器与距离启动传感器距离最近的天线组之间的垂直距离为2m。

在本发明的一个实施例中，启动传感器包括沿行车方向依次设置的第一启动传感器和第二启动传感器，启动传感器向控制装置发出启动信号的步骤还包括以下步骤：

控制装置收到第一启动传感器发出的第一启动信号先于第二启动传感器发出的第二启动信号时，控制装置启动天线组；

控制装置收到第一启动传感器发出的第一启动信号晚于第二启动传感器发出的第二启动信号时，控制装置不启动天线组；以及

控制装置收到第一启动传感器发出的第一启动信号先于第二启动传感器发出的第二启动信号并启动天线组之后，控制装置再次收到第二启动传感器发出的第二启动信号先于第一启动传感器发出的第一启动信号时，控制装置清空天线组收集完成的车轮的扫描车轮信息。

在本发明的一个实施例中，多个天线中的每一个与机车行车方向的夹角在10°-50°之间并且朝向轨道内侧倾斜的角度在10°-30°之间，优选地，多个天线中的每一个与机车行车方向的夹角为30°并且朝向轨道内侧倾斜的角度为15°。

在本发明的一个实施例中，机车的每个车轮的轮毂外圆对称设置2个电子标签，优选地，电子标签为无源电子标签。

在本发明的一个实施例中，天线组还包括计位传感器，计位传感器沿机车行车方向设置在多个天线的后方，并且计位传感器与控制装置相连接，天线组将第一轴车轮的扫描车轮信息发送到控制装置的步骤还包括以下步骤：

计位传感器确定第一轴车轮的扫描轴位数据并将第一轴车轮的扫描轴位数据传送至控制装置；

控制装置接收由天线组发送的第一轴车轮的扫描车轮信息；和

控制装置将第一轴车轮的扫描轴位数据与第一轴车轮的扫描车轮信息相关联并存储。

在本发明的一个实施例中，计位传感器与多个天线之间的垂直距离在0.5m-1.5m之间，优选地，计位传感器与多个天线之间的垂直距离为1.0m。

在本发明的一个实施例中，方法包括多个天线组，多个天线组沿行车方向依次设置在启动传感器的前方，天线组将第一轴车轮的扫描车轮信息发送到控制装置的步骤还包括以下步骤：

多个天线组中的一个天线组的计位传感器确定第一轴车轮的扫描轴位数据并将第一轴车轮的扫描轴位数据传送至控制装置；

多个天线组中的一个天线组采集第一轴车轮的多个电子标签内存储的扫描车轮信息；

一个天线组将采集的第一轴车轮的扫描车轮信息传送至控制装置；

控制装置检查控制装置内是否已存在第一轴车轮的扫描车轮信息：

当控制装置内已存在第一轴车轮的扫描车轮信息时，控制装置舍弃一个天线组采集的第一轴车轮的扫描车轮信息；以及

当控制装置内不存在第一轴车轮的扫描车轮信息时，控制装置存储一个天线组采集的第一轴车轮的扫描车轮信息，

优选地，多个天线组为2个，

优选地，多个天线组中相邻的两个天线组之间的垂直距离在1m-3m之间，更加优选地，多个天线组中相邻的两个天线组之间的垂直距离为2m。

在本发明的一个实施例中，控制装置包括地面识别主机和服务器，其中地面识别主机将机车全部车轮中的每一个的扫描轴位数据与该车轮的扫描车轮信息相关联并传送至服务器，服务器根据多个扫描轴位数据和多个扫描车轮信息判断更新存储在服务器内的多个初始轴位数据和多个初始车轮信息的方法。

在本发明的一个实施例中，服务器根据多个扫描轴位数据和多个扫描车轮信息判断更新存储在服务器内的多个初始轴位数据和多个初始车轮信息的方法包括以下步骤：

多个扫描车轮信息的采集顺序与多个初始车轮信息的排列顺序相同且多个扫描车轮信息与多个初始车轮信息相同，则使用多个扫描车轮信息依次更新多个初始车轮信息；

多个扫描车轮信息的采集顺序与多个初始车轮信息的排列顺序相反且多个扫描车轮信息与多个初始车轮信息相同，则使用多个扫描车轮信息反向更新多个初始车轮信息；

多个扫描车轮信息的采集顺序与多个初始车轮信息的排列顺序部分相同且多个扫描车轮信息与多个初始车轮信息相同，则使用多个扫描车轮信息更新多个初始车轮信息，并且服务器发出报警；

多个扫描车轮信息的采集顺序与多个初始车轮信息的排列顺序部分相同，并且多个扫描车轮信息与多个初始车轮信息部分不同，则使用多个扫描车轮信息更新多个初始车轮信息，并且服务器发出报警；以及

多个扫描轴位数据中的部分没有与其相关联的扫描车轮信息，则服务器发出报警。

在本发明的一个实施例中，方法还包括与控制装置相连接的停止传感器，停止传感器紧贴钢轨设置，并且停止传感器设置在天线组的沿机车行车方向的前方，方法还包括以下步骤：

机车的最后一轴车轮触发停止传感器时，停止传感器向控制装置发出停止信号；和

控制装置向天线组发出停止信号以停止天线组的工作。

本发明公开的机车车轮地面识别系统及方法通过采用包含计位传感器的多个天线组保证了机车的每个车轮上的电子标签信息都可以被采集到，不会出现采集盲区；通过将每个天线组中的多个天线设置在钢轨两侧、相邻轨枕之间，避免机车车底设备对天线扫描区域的干扰，进一步提高扫描效率；通过在每个车轮的轮毂外圆设置多个电子标签，使得在个别电子标签失效或遗失的情况下仍然能够对车轮上剩余的有效标签进行扫描以获得车轮信息。

附图说明

图1为根据本发明一个示例性实施例的机车车轮地面识别系统的结构示意图；

图2为根据本发明一个示例性实施例的机车车轮地面识别系统的侧视图；和

图3为根据本发明一个示例性实施例的机车车轮地面识别方法的原理框图。

具体实施方式

下面参照附图详细描述本发明的说明性、非限制性实施例，对根据本发明的机车车轮地面识别系统和机车车轮地面识别方法进行进一步说明。

参照图1，根据本发明的一个方面提出了一种机车车轮地面识别系统，该系统包括多个电子标签、启动传感器3(包括第一启动传感器31和第二启动传感器32)、天线组和控制装置，其中启动传感器3和天线组分别与控制装置相连接以向控制装置传送数据并从控制装置接收控制信号。

多个电子标签分别设置在机车的每个车轮的外侧，用于存储与其所在的车轮相关的多种信息，例如，该车轮的出厂信息、铁水配比编号、制造单位、机车信息以及与该车轮相关的其它数据。优选地，多个电子标签均为uhf无源电子标签，该无源电子标签具有超宽工作频率，抗干扰能力强，识别距离可达10m以上，无需电池，内存可反复擦写100000次以上。在一个实施例中，电子标签设置在每个车轮的轮毂外圆，并且在每个车轮的轮毂外圆对称设置2个电子标签，可以保证车轮进入采集区域时，即使距离天线组最近的一个电子标签离开天线发射角的覆盖区域，其对称位置上的另一个电子标签在车轮驶离采集区域前也可以进入天线发射角的覆盖区域，确保车轮信息可靠采集。另外，设置两个电子标签还可以保证其中一个电子标签遗失或失效时仍然可以从另一个电子标签获得车轮信息，从而提高系统的可靠性。

启动传感器3紧贴钢轨2设置，用于检测机车车轮的驶入信息。当机车驶入采集区域时，机车的第一轴车轮触发启动传感器3，启动传感器3即向控制装置发送启动信号，控制装置根据该启动信号向天线组发送启动控制命令以启动天线组开始扫描工作。

天线组沿行车方向设置在启动传感器3的前方，用于扫描设置在车轮上的多个电子标签。在一个实施例中，启动传感器3与天线组之间的垂直距离l1在1m-3m之间，优选地，启动传感器3与天线组之间的垂直距离l1为2m。天线组包括对称设置在钢轨2两侧、相邻轨枕1之间的多个天线51。天线组中的多个天线51可以发射射频信号以扫描设置在每个车轮的轮毂外圆的多个电子标签从而获取电子标签中存储的与该车轮相关的车轮信息。将多个天线51设置在钢轨2两侧可以在钢轨2外侧直接读取电子标签信息，从而避免机车设备对天线扫描信号的干扰，进一步提高系统可靠性；将多个天线51设置在相邻轨枕1之间，可以减小轨枕1对天线位置的影响，提高天线51安装的稳定性并扩大天线51的扫描范围。在一个实施例中，多个天线51中的每一个为收发一体式天线。优选地，天线组中包括2个天线，以扫描同一车轴上平行设置的两个车轮。

本发明提出的机车车轮地面识别系统的使用方法如下：启动传感器3始终处于启动状态；机车进入采集区域后，机车的第一轴车轮触发启动传感器3，启动传感器3向控制装置发送启动信号；控制装置根据该启动信号向天线组发送控制命令以启动天线组中的多个天线51；多个天线51依次扫描设置在机车车轮上的多个电子标签，并将扫描的电子标签内的扫描车轮信息传送至控制装置；控制装置接收该扫描车轮信息并使用该扫描车轮信息更新控制装置内存储的相应车轮的初始车轮信息。该机车车轮地面识别系统采用收发一体式天线扫描设置在车轮轮毂外圆的多个电子标签，从而获取与车轮相关的信息，避免了将天线51设置在钢轨2内侧而引起的机车设备对天线扫描信号的干扰，提高了该地面识别系统的可靠性；在车轮轮毂外圆设置多个电子标签(例如，2个电子标签)，可以避免仅设置一个电子标签而造成的漏扫情况，并且还可以保证其中一个电子标签遗失或者失效时仍然可以从另一个有效的电子标签获得车轮信息，从而提高系统的可靠性。

在本发明的一个实施例中，天线组还包括计位传感器41。计位传感器41沿机车行车方向设置在多个天线51的后方并且与控制装置相连接，可以根据车轮经过的次数判断当前车轮所处的轴位，并且将该当前车轮的轴位数据发送至控制装置，控制装置进一步将该轴位数据与天线扫描得到的该车轮的扫描车轮信息相关联并存储。这样，该机车车轮地面识别系统将车轮信息与该车轮的轴位信息相关联，从而将车轮信息与后续的与轴位信息相关的车轮探伤信息和检修信息在系统数据库中对应起来，进而实现机车车轮全寿命管理。在一个实施例中，计位传感器41与多个天线51之间的垂直距离l2在0.5m-1.5m之间，更优选地，计位传感器41与多个天线51之间的垂直距离l2为1.0m。

参照图1，启动传感器3设置在钢轨2的内侧，以便更精确地检测车轮。优选地，启动传感器3包括沿机车行车方向依次设置的第一启动传感器31和第二启动传感器32。这样，当控制装置先收到第一启动传感器31的触发信号、后收到第二启动传感器32的触发信号时，控制装置可以判断机车行驶方向为驶入采集区域，则控制装置向天线组发出启动控制命令；当控制装置先收到第二启动传感器32的触发信号、后收到第一启动传感器31的触发信号时，控制装置可以判断机车行驶方向为驶出采集区域，则控制装置不向天线组发出启动控制命令。

在一个实施例中，天线组中的每个天线51与机车行车方向的夹角在10°-50°之间，优选地，每个天线51与机车行车方向的夹角为30°。这样，可以保证天线51的发射角的上边界与钢轨2垂直，不会误读其它周围车轮的电子标签信息，保证该地面识别系统工作时没有识别盲区。同时，每个天线51朝向轨道内侧倾斜的角度在10°-30°之间，优选地，每个天线51朝向轨道内侧倾斜的角度为15°，使天线发射区域朝向电子标签的方向，保证可靠识别。

参照图1和2，该机车车轮地面识别系统包括多个天线组。该多个天线组沿行车方向依次设置在启动传感器3的前方。这样，当设置在某个车轮8的轮毂81的外圆上的多个电子标签(例如，电子标签82和83)中有一部分遗失或者失效而仅留下一个有效电子标签(例如，电子标签82)，并且车轮8进入第一个天线组采集区域时剩下的一个有效电子标签82刚好离开天线51发射角α的覆盖区域，即，第一个天线组在极端工况下无法识别车轮8上的电子标签，在采取优选安装方式情况下，机车车轮8到达沿行车方向设置在第一个天线组的前方的第二个天线组(例如，包括计位传感器42和多个天线52)的正上方时，车轮转动角度约为180°，在天线发射角覆盖区域内车轮转动角度大于90°，可以对车轮8上的一个有效电子标签82进行扫描，如此可以保证在最坏情况下依然可以识别所有车轮信息，保证地面识别系统的可靠性。优选地，多个天线组为2个。由于一般机车相邻车轴之间的距离在1.75m-2.8m之间，因此为了保证相邻两个天线组中至少有一个天线组的扫描区域能够覆盖到车轮的电子标签，在优选的安装方式中将多个天线组中相邻的两个天线组之间的垂直距离l3设置为1m-3m，更加优选地，将多个天线组中相邻的两个天线组之间的垂直距离l3设置为2m。

参照图1，系统还包括与控制装置相连接的停止传感器7。停止传感器7紧贴钢轨2设置，并且停止传感器7设置在天线组的沿机车行车方向的前方。这样，当机车最后一轴车轮触发停止传感器7后，停止传感器7向控制装置发出停止信号，控制装置根据该停止信号关闭天线组，以实现节能的目的。

在本发明的一个实施例中，控制装置包括地面识别主机6和服务器(图中未示出)。地面识别主机6分别与启动传感器3、天线组和停止传感器7相连接，优选地，地面识别主机6通过线缆分别与启动传感器3、天线组和停止传感器7连接。这样，地面识别主机6向启动传感器3、天线组和停止传感器7提供电源和控制信息号，并且从启动传感器3、天线组和停止传感器7接收扫描车轮信息。服务器用于存储与机车车轮相关联的初始车轮信息，并且服务器与地面识别主机6通信以使用扫描车轮信息更新初始车轮信息。工作过程中，地面识别主机6从启动传感器3接收启动信号以启动天线组，天线组扫描设置在车轮上的多个电子标签并将多个电子标签内存储的该车轮的扫描车轮信息发送到地面识别主机6，同时天线组中的计位传感器41将该车轮的扫描轴位数据发送到地面识别主机6，地面识别主机6将该车轮的扫描轴位数据与扫描车轮信息相关联并存储；天线组将机车全部车轮的扫描轴位数据和扫描车轮信息发送到地面识别主机6并且地面识别主机6将同一车轮的扫描轴位数据和扫描车轮信息关联并存储后，地面识别主机6将全部车轮的扫描轴位数据及与其关联的扫描车轮信息发送至服务器；服务器将从地面识别主机6接收的机车全部车轮的扫描轴位数据及与其关联的扫描车轮信息与已经存储的该机车全部车轮的初始轴位数据及与其关联的初始车轮信息比较，并根据比较结果更新全部车轮的初始轴位数据及与其关联的初始车轮信息，具体更新方法将在下文中做详细说明。

根据本发明的另一个方面提出了一种使用上述机车车轮地面识别系统的机车车轮地面识别方法，下面结合图1-3对该机车车轮地面识别方法做详细说明。

参照图1和2，该机车车轮地面识别方法包括以下步骤。启动传感器3一直处于开启状态。机车驶入采集区域后，机车的第一轴车轮首先触发启动传感器3，启动传感器3向控制装置发出启动信号。控制装置接收启动信号后向天线组发出启动控制命令。天线组中的多个天线51发出射频扫描信号对设置在第一轴车轮上的多个电子标签内存储的车轮信息进行扫描，从而获得第一轴车轮中两个车轮上设置的多个电子标签内的车轮信息。天线组将第一轴车轮的车轮信息作为扫描车轮信息发送到控制装置。重复上述采集特定车轮的扫描车轮信息的步骤和发送该车轮的扫描车轮信息的步骤，即对机车的第二组、第三组直到最后一轴车轮上设置的多个电子标签内的车轮信息进行采集，并将依次采集的车轮信息作为扫描车轮信息发送到控制装置。控制装置根据每个车轮的扫描车轮信息更新控制装置内存储的该车轮的初始车轮信息。

本发明公开的机车车轮地面识别方法中，采用收发一体式天线扫描设置在车轮轮毂外圆的多个电子标签，从而获取与车轮相关的信息，避免将天线51设置在钢轨2内侧而引起的机车设备对天线扫描信号的干扰，提高了该地面识别系统的可靠性；在车轮轮毂外圆设置多个电子标签(例如，2个电子标签)，可以避免仅设置一个电子标签而造成的漏扫情况，并且还可以保证其中一个电子标签遗失时仍然可以从另一个电子标签获得车轮信息，从而提高系统的可靠性。

在一个实施例中，启动传感器3包括第一启动传感器31和第二启动传感器32，因此启动传感器向控制装置发送启动信号的步骤还可以包括以下步骤。

控制装置收到第一启动传感器31发出的第一启动信号先于第二启动传感器32发出的第二启动信号，说明机车处于驶入采集区域的行驶状态，因此控制装置向天线组发送启动控制命令。控制装置收到第一启动传感器31发出的第一启动信号晚于第二启动传感器32发出的第二启动信号，说明机车处于驶出采集区域的行驶状态，因此控制装置不启动天线组。控制装置收到第一启动传感器31发出的第一启动信号先于第二启动传感器32发出的第二启动信号并启动天线组之后，控制装置再次收到第二启动传感器32发出的第二启动信号先于第一启动传感器31发出的第一启动信号，说明机车驶入采集区域后在没有完全离开采集区域的情况下反向行驶，在这种情况下地面识别系统没有采集到机车的全部车轮信息，故控制装置清空天线组已经收集的机车车轮的车轮信息。通过第一启动传感器31和第二启动传感器32的信号可以准确判断机车的行驶方向并准确判断是否有效采集车轮信息，提高了该车轮地面识别方法的可靠性。

在一个实施例中，天线组中的每个天线51与机车行车方向的夹角在10°-50°之间，优选地，每个天线51与机车行车方向的夹角为30°。这样，可以保证天线51的发射角的上边界与钢轨2垂直，不会误读其它周围车轮的电子标签信息，保证该地面识别系统工作时没有识别盲区。同时，每个天线51朝向轨道内侧倾斜的角度在10°-30°之间，优选地，每个天线51朝向轨道内侧倾斜的角度为15°，使天线发射区域朝向电子标签的方向，保证可靠识别。

在本发明的一个实施例中，天线组还包括计位传感器41，计位传感器41沿机车行车方向设置在多个天线51的后方，并且计位传感器41与控制装置相连接。机车车轮触发计位传感器41时，计位传感器41可以根据车轮经过的次数确定当前车轮的轴位，并将该轴位信息作为当前车轮的扫描轴位数据发送到控制装置。这样，天线组将第一轴车轮的扫描车轮信息发送到控制装置的步骤还包括以下步骤。计位传感器41确定第一轴车轮的扫描轴位数据并将第一轴车轮的扫描轴位数据传送至控制装置；控制装置接收天线组发送的第一轴车轮的扫描车轮信息；控制装置将第一轴车轮的扫描轴位数据与第一轴车轮的扫描车轮信息相关联并存储。因此，该机车车轮地面识别方法可以将车轮的轴位数据与车轮信息相关联，从而将车轮信息与后续的与轴位信息相关的车轮探伤信息和检修信息在系统数据库中对应起来，进而实现机车车轮全寿命管理。在一个实施例中，计位传感器41与多个天线51之间的垂直距离l2在0.5m-1.5m之间，更优选地，计位传感器41与多个天线51之间的垂直距离l2为1.0m。

在本发明的一个实施例中，该机车车轮地面识别方法中包括多个天线组，该多个天线组沿行车方向依次设置在启动传感器3的前方。这样，该方法还包括以下步骤。

多个天线组中的一个天线组的计位传感器确定第一轴车轮的扫描轴位数据并将第一轴车轮的扫描轴位数据传送至控制装置。多个天线组中的所述一个天线组采集第一轴车轮的多个电子标签内存储的扫描车轮信息，所述一个天线组将采集的第一轴车轮的扫描车轮信息传送至控制装置，控制装置检查控制装置内是否已存在第一轴车轮的扫描车轮信息，并根据检查结果作出以下处理：当控制装置内已存在第一轴车轮的扫描车轮信息时，控制装置舍弃所述一个天线组采集的第一轴车轮的扫描车轮信息；当控制装置内不存在第一轴车轮的扫描车轮信息时，控制装置存储所述一个天线组采集的第一轴车轮的扫描车轮信息。这样，当某个车轮上的多个电子标签中有一部分遗失或者失效而仅留下一个有效电子标签，并且该车轮进入第一个天线组采集区域时仅剩的一个有效电子标签刚好离开天线发射角的覆盖区域，即，第一个天线组未能扫描该车轮上的一个有效电子标签，那么沿行车方向设置在第一个天线组的前方的下一个天线组或者其它天线组可以对该车轮上的电子标签进行扫描，从而保证该地面识别系统没有扫描盲区，提高了系统可靠性。

由于一般机车相连车轴之间的距离在1.75m-2.8m之间，因此为了保证相邻两个天线组中至少有一个天线组的扫描区域能够覆盖到车轮的电子标签，将多个天线组中相邻的两个天线组之间的垂直距离l3设置为1m-3m，优选地，将多个天线组中相邻的两个天线组之间的垂直距离l3设置为2m。

如图2所示出，多个天线组为2个，其中第二个天线组沿行车方向设置在第一个天线组的前方，车轮的轮毂81外圆设置两个电子标签82和83，其中第一电子标签83为失效电子标签，第二电子标签82为有效电子标签。当车轮处于第一车轮位置时，第一个天线组对车轮进行扫描，但是有效电子标签，即第二电子标签83不在第一个天线组的扫描范围内；车轮继续前行到第二车轮位置时，有效的第二电子标签82进入第二个天线组的扫描范围，从而完成扫描，避免漏扫。

在一个实施例中，控制装置包括地面识别主机6和服务器。地面识别主机6将全部车轮中的每一个的扫描轴位数据与该车轮的扫描车轮信息相关联并传送至服务器，服务器根据扫描轴位数据和扫描车轮信息判断更新存储在服务器内的初始轴位数据和初始车轮信息的方法，包括以下步骤。

多个扫描车轮信息的采集顺序与多个初始车轮信息的排列顺序相同且多个扫描车轮信息与多个初始车轮信息相同，说明机车按照轴号顺序的方式驶入采集区域，并且机车的全部轴位的车轮都没有经过更换或调换。这种情况中，使用多个扫描车轮信息依次更新多个初始车轮信息。

多个扫描车轮信息的采集顺序与多个初始车轮信息的排列顺序相反且多个扫描车轮信息与多个初始车轮信息相同，说明机车按照轴号逆序的方式驶入采集区域，并且机车的全部轴位的车轮都没有经过更换或调换。这种情况中，使用多个扫描车轮信息反向更新多个初始车轮信息。

多个扫描车轮信息的采集顺序与多个初始车轮信息的排列顺序部分相同且多个扫描车轮信息与多个初始车轮信息相同，说明机车的部分轴位之间进行过车轮调换，但没有更换新的车轮。这种情况中，使用多个扫描车轮信息更新多个初始车轮信息，并且服务器发出报警以提示相关人员核查。

多个扫描车轮信息的采集顺序与多个初始车轮信息的排列顺序部分相同，并且多个扫描车轮信息与多个初始车轮信息部分不同，说明机车的部分轴位被更换了新的车轮。这种情况中，使用多个扫描车轮信息更新多个初始车轮信息，并且服务器发出报警以提示相关人员核查。

多个扫描轴位数据中的部分没有与其相关联的扫描车轮信息，说明这些轴位的车轮的电子标签全部遗失。这种情况中，服务器发出报警以提示相关人员核查。

在一个实施例中，该机车车轮地面识别方法还包括与控制装置相连接的停止传感器7。停止传感器7紧贴钢轨2设置，并且停止传感器7设置在天线组的沿机车行车方向的前方。这样，该机车车轮地面识别方法还包括以下步骤：机车的最后一轴车轮触发停止传感器7时，停止传感器7向控制装置发出停止信号；控制装置向天线组发出停止信号以停止天线组的工作。另外，当机车反向进入采集区域时，停止传感器7首先被触发并发送信号到控制装置，这种情况中，控制装置判断机车为反向进入采集区域，不启动天线组。由上述说明可以知道，该机车车轮地面识别系统中设置停止传感器可以实现节能的目的。