引言

      目前在鐵路線兩旁有各種各樣的標(biāo)志，警示司機(jī)注意行車安全和線路方向的指示標(biāo)志，鐵路線路標(biāo)志分為線路標(biāo)志和信號(hào)標(biāo)志兩種，前者主要是標(biāo)明線路的狀況，后者主要是操作指示。但這些標(biāo)志均是要以機(jī)車司機(jī)同志的視覺(jué)識(shí)別為主，沒(méi)有相關(guān)的自動(dòng)識(shí)別裝置，那就會(huì)存在以下問(wèn)題：①由于司機(jī)的疏忽，沒(méi)有看到相關(guān)標(biāo)志；②由于天氣原因，造成司機(jī)無(wú)法看到相關(guān)標(biāo)志；③現(xiàn)代新型機(jī)車的投用，車速越來(lái)越快，造成司機(jī)對(duì)相關(guān)標(biāo)識(shí)的辨識(shí)不佳。以上所列的問(wèn)題，均可以造成行車不安全因素，有些甚至造成重大事故，因此鐵路行車標(biāo)志的改進(jìn)及如何能讓機(jī)車自動(dòng)識(shí)別行車標(biāo)志是目前鐵路行車急需解決的問(wèn)題。

　　1 基于 RFID 技術(shù)的鐵路行車標(biāo)志設(shè)置及自動(dòng)識(shí)別的具體方法

       針對(duì)上述引言中現(xiàn)有鐵路行車標(biāo)志的不足之處，利用RFID 技術(shù)，將行車標(biāo)志由標(biāo)牌改為RFID 電子標(biāo)簽，由原機(jī)車司機(jī)識(shí)別標(biāo)牌改為RFID 讀寫(xiě)器自動(dòng)識(shí)別特定的RFID 電子標(biāo)簽。該方法如下：

　　1.1 對(duì) RFID 電子標(biāo)簽進(jìn)行特定編碼和設(shè)置封裝

      通常 RFID電子標(biāo)簽有4 個(gè)區(qū)域，分別為：Reserved Bank （保留區(qū)）；EPC Bank（EPC分區(qū)）；TID Bank （TID 分區(qū)）；USER Bank （USER 分區(qū)） [1]; 在這里我們不討論RFID 技術(shù)的細(xì)節(jié)，只敘述在此文中的應(yīng)用。

　　Reserver Bank （保留區(qū)）：對(duì)該區(qū)的操作可以決定用于鐵路行車標(biāo)志RFID 電子標(biāo)簽的啟用和失效；EPC Bank（EPC 分區(qū)）：對(duì)該區(qū)數(shù)據(jù)的操作決定RFID 電子標(biāo)簽的所對(duì)應(yīng)行車標(biāo)志；TID Bank （TID 分區(qū)）：該區(qū)域數(shù)據(jù)是出廠設(shè)置好的，不可擦寫(xiě)的，具備全球唯一性[1]，決定了用于鐵路行車標(biāo)志的RFID 電子標(biāo)簽與其它RFID 電子標(biāo)簽的區(qū)別；USER Bank （USER 分區(qū)）：用途非常多，可以是EPC Bank（EPC 分區(qū)）的延伸，定義EPCBank（EPC 分區(qū)）所對(duì)應(yīng)行車標(biāo)志的詳細(xì)信息及相關(guān)注意事項(xiàng)，也可以記錄該行車標(biāo)志的維護(hù)信息及其它行車所需的相關(guān)信息等等；針對(duì)鐵路行車標(biāo)志的設(shè)置環(huán)境，有針對(duì)性的進(jìn)行封裝，會(huì)具備比現(xiàn)有行車標(biāo)志使用年限更長(zhǎng)、容易安裝、易維護(hù)、低成本等特性。

　　1.2 對(duì)封裝及設(shè)置好的 RFID 電子標(biāo)簽成組使用及安裝

       對(duì)封裝及設(shè)置好的RFID 電子標(biāo)簽安裝在所需安裝行車標(biāo)志地點(diǎn)的線路軌枕之間（這點(diǎn)與現(xiàn)有行車標(biāo)志牌的安裝有區(qū)別，現(xiàn)有行車標(biāo)志牌安裝在醒目位置的線路兩旁），所示；對(duì)設(shè)置好的RFID 電子標(biāo)簽“成組”使用，使連續(xù)警示和分區(qū)段提醒成為可能，是現(xiàn)有行車標(biāo)志所無(wú)法比擬的。

　　1.3 機(jī)車上安裝 RFID 讀寫(xiě)器及并按編碼規(guī)則進(jìn)行相應(yīng)設(shè)置

       在線路上對(duì)封裝及設(shè)置好的RFID 電子標(biāo)簽（對(duì)應(yīng)相關(guān)的行車標(biāo)志）安裝完成后，機(jī)車上安裝RFID 讀寫(xiě)器及并按編碼規(guī)則[2]進(jìn)行相應(yīng)設(shè)置，當(dāng)機(jī)車行駛到線路上安裝特定RFID電子標(biāo)簽的位置時(shí)，自動(dòng)讀取標(biāo)簽上的數(shù)據(jù)并進(jìn)行解析，給出語(yǔ)音提示和聲光報(bào)警，從而警示和提醒司機(jī)，以完成鐵路標(biāo)志牌的相關(guān)作用；在特殊情況下可與機(jī)車上的自動(dòng)停車裝置聯(lián)動(dòng)，緊急情況下可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)停車[3]，可避免類似4.28 鐵路特大行車事故[4]的發(fā)生。

　　2 具體實(shí)施方式及用例2.1 RFID 電子標(biāo)簽的編碼鐵路行車信號(hào)標(biāo)志[5]主要有：

　　◆警沖標(biāo)：主要作用是標(biāo)明指示機(jī)車車輛的停留位置的標(biāo)志。

　　◆站界標(biāo)：主要作用是標(biāo)明對(duì)向出站道岔的警沖標(biāo)外不少于50m 處，或鄰線進(jìn)站信號(hào)機(jī)相對(duì)處標(biāo)志。

　　◆預(yù)告標(biāo)：主要作用是標(biāo)明進(jìn)站信號(hào)機(jī)外方列車預(yù)告標(biāo)志。

　　◆引導(dǎo)員接車地點(diǎn)標(biāo)：主要作用是標(biāo)明列車在行駛距車站外，不能看見(jiàn)進(jìn)站信號(hào)機(jī)時(shí)，須在列車距站外能清晰地看引導(dǎo)員接車地信號(hào)標(biāo)志。

　　◆司機(jī)鳴笛標(biāo)：主要作用是標(biāo)明列車行駛在道口、大橋、隧道及視線不良地點(diǎn)的前方時(shí)，司機(jī)須長(zhǎng)聲?shū)Q笛提醒人們列車即將到達(dá)標(biāo)志。

　　◆接觸網(wǎng)終點(diǎn)標(biāo)：主要作用是標(biāo)明提醒電力機(jī)車司機(jī)不要超越接觸網(wǎng)有效區(qū)間。

　　◆作業(yè)標(biāo)：主要作用是標(biāo)明在線路施工標(biāo)志。機(jī)車司機(jī)見(jiàn)此標(biāo)志須提高警惕，長(zhǎng)聲?shū)Q笛，提醒線路施工人員撤離到安全地點(diǎn)的標(biāo)志。

　　◆減速地點(diǎn)標(biāo)：主要作用是標(biāo)明列車應(yīng)按規(guī)定限速通過(guò)地段標(biāo)志。

　　◆橋梁減速信號(hào)牌：主要作用是標(biāo)明在列車需要限速通過(guò)的橋梁速度的標(biāo)志。

　　2.1.1 典型的 RFID 電子標(biāo)簽結(jié)構(gòu)圖

      ⑴ 將 TID Bank （TID 分區(qū)）的TID 數(shù)值為F0000000-F000FFFF 之間的RFID 電子標(biāo)簽定義為鐵路行車標(biāo)志專用標(biāo)簽，并將Reserver Bank （保留區(qū)）的設(shè)置相關(guān)啟用密碼（例如為654321）；

       ⑵ 將 EPC Bank（EPC 分區(qū)）的“項(xiàng)目參考區(qū)”按一定規(guī)則進(jìn)行編碼。假設(shè)編碼如下表1（其中以序號(hào)7 為例）：

　　⑶ 將與相關(guān)標(biāo)志有關(guān)的注意事項(xiàng)及其它事宜可以寫(xiě)入U(xiǎn)SER Bank （USER 分區(qū)）

         2.1.2 RFID 電子標(biāo)簽設(shè)置用例

        ⑴ 將 3 個(gè)TID 值分別為F0000700、F0000701、F0000702 的RFID 電子標(biāo)簽的啟用密碼設(shè)置為654321；

        ⑵對(duì)應(yīng)其 EPC Bank（EPC 分區(qū)）的“項(xiàng)目參考區(qū)”分別設(shè)置為：100700、100701、100709（按編碼規(guī)則三個(gè)RFID 電子標(biāo)簽分別代表作業(yè)標(biāo)（100700）、距作業(yè)標(biāo)（100701）12 米的提示、距作業(yè)標(biāo)（100709）120 米的提示；⑶將注意事項(xiàng)：施工地點(diǎn)，限速50 公里寫(xiě)入U(xiǎn)SER Bank （USER 分區(qū)）。

　　三個(gè)起作業(yè)標(biāo)作用的RFID 電子標(biāo)簽就設(shè)置好了。

　　2.2 電子標(biāo)簽的封裝及安裝封裝及安裝見(jiàn)下要求：

 　　RFID 電子標(biāo)簽使用頻率為920-925MHz[6]；雷電防護(hù)：直流接地；天線罩材：高強(qiáng)度玻璃鋼；工作環(huán)境：適應(yīng)風(fēng)、霜、雨、雪、鹽、霧、酸堿、潮濕、震動(dòng)等惡劣環(huán)境。

　　2.2.1 RFID 電子標(biāo)簽安裝用例將上面設(shè)置好的三個(gè)起作業(yè)標(biāo)作用的RFID 電子標(biāo)簽（TID 值分別為F0000700、F0000701、F0000702）按上圖封裝及安裝，并按下所示安裝在鐵路。

　　2.3 機(jī)車自動(dòng)識(shí)別 RFID 電子標(biāo)簽在機(jī)車上安裝RFID 電子標(biāo)簽讀寫(xiě)器，并做如下設(shè)置：

　　⑴ 只識(shí)別 Reserver Bank （保留區(qū)）的啟用密碼為XXXXXX（例如為654321）并且TIDBank （TID 分區(qū)）的TID 數(shù)值為F0000000-FFFFFFFF（也可為XXXXXXXX-YYYYYYYY,其中Y>X,X,Y 為任意16 進(jìn)制數(shù)）之間的RFID 電子標(biāo)簽；

        ⑵ 將識(shí)別出的 RFID 電子標(biāo)簽的EPC Bank（EPC 分區(qū)）的“項(xiàng)目參考區(qū)”值和USER Bank（USER 分區(qū)）的值輸出至車載電腦處理；⑶ 車載電腦按照編碼規(guī)則解析并控制相應(yīng)的聲光報(bào)警及語(yǔ)音提示，必要時(shí)可與機(jī)車控制裝置相連。

　　2.3.1 機(jī)車自動(dòng)識(shí)別 RFID 電子標(biāo)簽用例

        ⑴ 當(dāng)機(jī)車行駛到所示的RFID 的電子標(biāo)簽3 的位置時(shí)，車載RFID 電子標(biāo)簽讀寫(xiě)器識(shí)別到Reserver Bank （保留區(qū)） 密碼為654321）并且TID Bank （TID 分區(qū)）的TID 值為F0000702；EPC 分區(qū)的“項(xiàng)目參考區(qū)”的值為100709；USER 分區(qū)值為“即將接近施工地點(diǎn)”的RFID 的電子標(biāo)簽3，將EPC 分區(qū)的“項(xiàng)目參考區(qū)”的值為100709；USER 分區(qū)值為“即將接近施工地點(diǎn)”的數(shù)據(jù)內(nèi)容傳送給車載電腦，經(jīng)相關(guān)控制軟件解析后，控制聲光報(bào)警裝置發(fā)出警報(bào)，并發(fā)出“即將接近施工地點(diǎn)，距作業(yè)標(biāo)120 米”的語(yǔ)音提示。

　?、?當(dāng)機(jī)車行駛到所示的RFID 的電子標(biāo)簽2 的位置時(shí)，車載RFID 電子標(biāo)簽讀寫(xiě)器識(shí)別到Reserver Bank （保留區(qū)） 密碼為654321）并且TID Bank （TID 分區(qū)）的TID 值為F0000701；EPC 分區(qū)的“項(xiàng)目參考區(qū)”的值為100701；USER 分區(qū)值為“即將接近施工地點(diǎn)”的RFID 的電子標(biāo)簽2，將EPC 分區(qū)的“項(xiàng)目參考區(qū)”的值為100702；USER 分區(qū)值為“即將接近施工地點(diǎn)”的數(shù)據(jù)內(nèi)容傳送給車載電腦，經(jīng)相關(guān)控制軟件解析后，控制聲光報(bào)警裝置發(fā)出警報(bào)，并發(fā)出“即將接近施工地點(diǎn)，距作業(yè)標(biāo)12 米”的語(yǔ)音提示。

　?、?當(dāng)機(jī)車行駛到所示的RFID 的電子標(biāo)簽1 的位置時(shí)，車載RFID 電子標(biāo)簽讀寫(xiě)器識(shí)別到Reserver Bank （保留區(qū)） 密碼為654321）并且TID Bank （TID 分區(qū)）的TID 值為F0000700；EPC 分區(qū)的“項(xiàng)目參考區(qū)”的值為100700；USER 分區(qū)值為“即將接近施工地點(diǎn)”的RFID 的電子標(biāo)簽2，將EPC 分區(qū)的“項(xiàng)目參考區(qū)”的值為100702；USER 分區(qū)值為“施工地點(diǎn)，限速50 公里”的數(shù)據(jù)內(nèi)容傳送給車載電腦，經(jīng)相關(guān)控制軟件解析后，控制聲光報(bào)警裝置發(fā)出警報(bào)，并發(fā)出“施工地點(diǎn)，限速50 公里”的語(yǔ)音提示。

　　3 結(jié)束語(yǔ)

         以上方法及實(shí)施步驟是筆者經(jīng)過(guò)多次現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)所得，目前正在進(jìn)行深入的應(yīng)用研究；由于試驗(yàn)條件所限，無(wú)法進(jìn)行高速（>120 公里）等其它條件的測(cè)試工作，特撰寫(xiě)此文，希望為廣大鐵路運(yùn)行研究人員起到一點(diǎn)拋磚引玉的作用。