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

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

1．射頻識別技術簡介 

　　射頻識別技術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據。它與同期或早期的接觸式識別技術不同。RFID系統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用。 

　　射頻識別系統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構和技術。 

　　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據。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、適于惡劣環境、可識別運動目標等優點。在多數RFID系統中，閱讀器在一個區域內發射電磁波(區域大小取決于工作頻率和天線尺寸)，電子標簽內有一個LC串聯諧振電路，其頻率與閱讀器發射的頻率相同。當電子標簽經過這個區域時，在電磁波的激勵下，LC諧振電路產生共振，從而使電容內有了電荷。在這個電容的另一端，接有一個單向導通的電子泵，將電容內的電荷送到另一個電容內儲存。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，將電子標簽內數據發射出去或接取閱讀器的數據。閱讀器接收到電子標簽的數據后，解碼并進行錯誤校驗來決定數據的有效性，然后，通過RS232、RS422、RS485或無線方式將數據傳送到計算機網絡。

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聯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的方波信號構成，整個傳輸過程相位是連續的。

　　車輛電子標簽采用無源設計方案，電子標簽內無電池，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據位和通用數據位兩部分組成，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。 

　　根據鐵道部部頒《鐵路機車車輛自動識別設備技術條件》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定不變的特點，每一個標簽與對應的車輛終身結合，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構成 

　　鐵路車號自動識別系統主要由車輛標簽、地面AEI設備、車站CPS設備、列檢復示系統、分局AEI監控中心設備、標簽編程網絡、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，內部存儲器中存有車號信息及車輛的技術參數信息。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設備 

　　地面AEI設備主要由室外的車輪傳感器、地面天線和室內的RF射頻裝置、讀出主機、電源防雷、通訊及信號防雷等部分構成。地面AEI設備安裝在鐵路干線運行區間站，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設備。 

（3）車站CPS設備 

　　CPS管理設備安裝在局、分局交界口，編組站，大小貨站主機房，完成AEI采集數據的處理，并向列檢復示系統和TMIS 系統轉發數據。 

（4）列檢復示系統 

　　復示車站CPS設備轉發的車號數據信息，為車輛管理和設備維護提供可靠信息。 

（5）分局AEI監控中心設備 

　　分局AEI監控中心監測AEI的工作狀態，協調、指揮AEI設備維護，確保AEI工作狀態良好，實時接收本分局交界口AEI采集的列車和車號數據，并接收各臺AEI產生的故障信息和設備狀態信息，通過對故障信息和設備狀態信息進行分析，可以及時了解地面AEI設備的工作狀態，對故障及時處理。還可以監測貨車標簽的工作狀態。 

（6）標簽編程網絡 

　　標簽編程網絡是標簽安裝前，將車輛信息寫入標簽內存的網絡系統，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實現的功能 

（1）實現車次、車號自動識別 

　　為鐵路運輸管理系統提供車次、車號等實時的基礎信息；代替人工抄錄車號，保證數據真實性、及時性、準確性和連貫性；提高編組站作業效率，減輕了作業人員的勞動強度；提供運輸確報信息，實現運輸確報現代化管理；與貨票系統結合，實現貨流統計分析；實現局間、分局間貨車使用費的自動清算。 

（2）貨車實時跟蹤管理 

　　現在車數量管理；現在車分布統計分析；貨車產權鑒別；機車、車輛運行跟蹤查詢。 

（3）實現貨車動態管理 

　　車輛技術履歷信息查詢；車輛檢修信息統計分析；列檢所作業量統計分析；國有、企業自備貨車資產管理。 

（4）確保行車安全，實現故障車輛準確預報 

　　與紅外軸溫系統結合，可精確預報熱軸車輛的車號和所在列車的車次，準確處理熱軸故障；為車輛安全動態監測系統、超偏載系統、平輪探測系統提供準確的車次、車號信息；建立故障車輛檔案，實現全路信息共享，進行動態及跟蹤管理。 

5． 鐵路車號自動系統數據流程 

（1）AEI到車站CPS之間的數據流程 

　　AEI到車站CPS之間為專線傳輸，AEI將采集到的過車數據實時地上傳給車站CPS。

（2）車站CPS到列檢復示系統的數據流程 

　　車站CPS到列檢復示之間的數據傳輸方式為撥號或專線方式，車站CPS將接收到的地面AEI設備采集的過車數據和消息經過處理后形成數據報文和消息報文，通過車站CPS端安裝的轉發程序將報文發送到列檢復示。 

（3）車站CPS到鐵道部的數據流程 

　　車站CPS到鐵道部之間的數據傳輸是通過鐵路X.25網來完成的，車站CPS將接收到的地面AEI設備采集的過車數據經過處理后形成數據報文（D報文），通過車站CPS端安裝的轉發程序先將報文發送到鐵路分局電子所，然后再由分局電子所發送到鐵道部的中央服務器。 

（4）車站CPS到分局AEI監控中心的數據流程及數據格式 

車站CPS到分局AEI監控中心之間的數據傳輸是通過鐵路X.25網來完成的，車站CPS將接收到的地面AEI設備采集的過車數據經過處理后形成數據報文（D報文），通過車站CPS端安裝的轉發程序先將報文發送到鐵路分局電子所，然后再由分局電子所發送到分局AEI監控中心服務器。

6． 結論和展望 

　　車號自動識別系統共在全路局、分局交界口、編組站、（大、中、小）貨運站、車輛段和車輛廠安裝地面設備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絡。 

　　由該系統所采集到的車號資源，正在為鐵路運輸相關部門使用。將來車號系統和TMIS系統結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，使之更加科學合理，提高車輛的使用效率。 

　　鐵路車號自動識別系統極大地提高了運輸效率，加強了鐵路運輸的智能化管理和指揮調度，在鐵路運能日益緊張的今天，它的作用愈發明顯。 

     （魯志彤：講師，研究方向為鐵道信號。）