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铁路货车占用时间统计设计与应用

摘要:本文介绍在推进铁路运输信息化、铁路管理智能化背景下,利用现有铁路车号识别系统,开发的适用于货运现场需求的货车占用时间统计系统,能够及时、准确统计国铁货车在专用线、合资铁路内的停车数量、停留时间、以及产生的相关费用。该系统为解决货运现场货车实时统计提供了有力的技术支持,既节约了人工成本,又可以为铁路运输部门提高货车周转效率提供可靠的数据支持。

关键词:车号识别、货车占用时间统计系统、停留时间、信息化

我们研发的铁路货车占用时间统计系统(以下简称统计系统)对提高铁路车辆、集装箱的使用率利用率及运输管理水平有积极作用。该系统能够实现国铁货车进出企业专用线时间的自动采集和存储,为铁路运输管理部门提供车次、车号、车种、出入时间、延时占用费等基础信息和国铁货车使用费的自动清算;可代替人工记录货车车号和进出站点时间的工作方式,保证数据及时性、准确性和连贯性,并提高货车交接作业效率,减轻作业人员劳动强度,提升铁路运输信息化、管理智能化水平。

1统计系统简介

1.1系统硬件组成铁路货车占用时间统计系统硬件采用国际先进的微波反射调制技术、变型FSK编码技术,与国际标准接轨,将记轴、计辆、测速、测距等技术与车号自动识别技术相结合,可向下层软件应用系统提供车辆数、车种、车型、车号、出入厂区时间等基本统计信息。该硬件系统由以下硬件部分组成:车辆标签、地面AEI设备、车站CPS设备等部分组成(见图1)。其中:1)车辆标签作为车辆的主要配件,内部存储器中存有车号信息及车辆的技术参数信息。标签安装在被识别车辆的底部中梁上,每辆车安装一个标签。2)地面AEI设备主要由室外的车轮传感器、地面天线和室内的RF射频装置、读出主机、电源防雷、通讯及信号防雷等部分构成。地面AEI设备安装在铁路干线运行区间站,局、专用线交界口,编组站等处。实时准确地完成对列车及车辆标签信息的采集,并将采集的信息进行处理,通过铁路局域网专线传至车站CPS设备。3)CPS管理设备安装在局、专用线交界口,编组站,大小货站主机房,完成AEI采集数据的处理,并发布本货场国铁货车占用时间统计系统网页,供在同一网络中的其他客户端登录、查询。1.2软件系统组成铁路货车占用时间统计系统软件部分主要由两大部分组成:1)车号报文上传处理软件:主要用于实时处理由车号识别系统识别货车车号后生成的报文,将报文以文本形式通过铁路专用网络传输至各货场交接口。2)铁路货车占用时间统计系统软件:将上传的货车报文信息利用数据库技术进行统计,利用ASP.NET技术设计相关查询网页,从而实现各车次国铁货车占用时间信息的实时查询。同时还为人工作业场景提供了客户端程序,便于现场作业人员进行制票、补录车号等工作,并可以根据实际交接情况临时修改货车停时,增加了系统使用的灵活性。1.3统计系统拓扑结构统计系统拓扑结构如图2所示。货车占用时间统计系统的信息传输主要利用光纤传输实现,该方式不但克服了串行通信距离短的缺点,而且保证了铁路货车车号数据传输的稳定性和高效性。多个地面AEI主机可以分别将车号信息通过不同的串行接口向串口设备联网服务器发送,串口联网服务器通过光纤收发器进行串口数据与光纤数据的相互转换,在CPS车号识别系统上位机一端,对车号数据进行处理,为下层软件应用系统提供货车车号报文信息。

2统计系统总体设计方案

以A货运现场为例:在A站南场(入口)与企业铁路的交接口处埋设车号接收器及磁钢,在临线的机房中放置车号识别服务器,车号信息通过局域网上传至A站主服务器中。在A站零场(出口)利用既有设备(车号接收器、磁钢、车号采集仪)通过局域网将车号信息传输至A站主服务器。在现场用两台PC机(接入铁路局专用局域网)作为客户端,通过安装铁路货车占用时间统计系统客户端软件,可完成查询、制票、补录、货票交接等作业项目。

3软件系统设计

铁路货车占用时间统计系统核心功能是自动采集货车车号等基础信息并生成数据报文,经过系统处理后将车号信息存入数据库并计算停时和费用;考虑现场作业情况复杂,本系统提供客户端手动录入和确认功能;此外还提供web端查询界面,查询车辆进出专用线明细和统计情况。该软件系统主要包括四个模块:车号识别模块、后台处理模块、客户端模块和web端查询模块。3.1车号识别系统上位机软件系统设计车号识别系统上位机软件在整个货车占用时间统计系统中是最重要的一个模块,负责处理货车车号信息,同时完成车辆行驶方向判断、车辆数统计、车型、车种识别等基本功能,在生成货车车号信息报文之后,通过FTP形式将报文传输至货车占用时间统计系统主服务器。货运现场行车情况较为复杂,在设计车号识别模块软件的时候,需要重新考虑车辆行驶方向判别算法、车号数据采集的方式以及报文形成发送的逻辑。通过重新设计模块代码,能够使包头北站货车占用时间统计系统更加精确地统计货车信息。1.串行通信设置:实现打开串口,设置默认串口波特率(19200bit/S)。自动检测下位机串行通信波特率的功能,使上位机的波特率自动与之匹配;2.车号信息解码:程序根据下位机与上位机串行通信协议,通过识别车号信息的报头与报尾标示符,按固定序列提取车号信息;3.调车作业判向计辆:解决车辆在地面车号识别系统往复运动造成的各种问题;4.报文生成:该模块主要功能是生成车号报文,log日志,串口车号信息(SeralData),生成经处理的具有特定格式的车号报文;5.FTP上传:将生成的车号报文通过FTP形式上传到不同IP地址的服务器中。3.2统计系统后台及web程序设计铁路货车占用时间统计系统后台程序主要功能是将经过铁路专用局域网传输的车号报文信息进行处理,录入到数据库中,并通过比对、计算、统计数据库中原有车号信息,从而统计出国铁货车占用时间等信息,后台程序将上述信息重新写入数据库。铁路货车占用时间统计系统web程序设计,是将数据库中的车辆数据信息通过网页形式展示出来,便于现场作业人员查询、登记,提高货车交接作业效率,减轻作业人员的劳动强度。同时提供强大的数据统计能力,高效整合整个货场车辆停留信息,为运输部门优化运输方案提供数据支持。货车占用时间统计系统WEB端分类统计界面见图5。

4实际应用

在呼和浩特铁路局管内的包满合资铁路和包钢专用线交界口,各安转了一套铁路货车占用时间统计系统,采用自动统计与人工辅助统计两种模式统计货车占用时间,实现了及时处理和分析货车进出企业专用铁路的相关数据,促进了铁路部门与路外企业经济核算的正规化和现代化。通过近一年的试运行,系统统计数据与现场作业人员统计数据基本吻合,该系统现已在包满合资铁路交界口正式投入使用,系统功能稳定、统计数据准确,极大地减轻了现场作业人员工作负担,不但增加了相关运输费用核算的准确性,而且为铁路运力的科学决策提供了可靠依据。

5结束语

铁路货车占用时间统计系统自投入正式使用以来,运行稳定可靠、达到了设计要求,并在货运现场得到了良好的反馈。通过在货运交界口安装该系统,可以对国铁货车进出企业专用线或专用铁路情况进行实时监控,为核收相关货车使用费用提供合理依据,提高了管理国铁货车的自动化、信息化程度,具有广泛的应用前景。

作者:李星 单位:呼和浩特铁路局科研所

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