陳海林 胡晨 劉廣鵬

摘 要： 地鐵工程車行車安全監(jiān)控系統(tǒng)能夠防護(hù)“兩冒一超”、規(guī)范司機(jī)操作，實(shí)現(xiàn)了對(duì)工程車運(yùn)用的安全控制。另外，存儲(chǔ)在系統(tǒng)中的運(yùn)行記錄數(shù)據(jù)，可以使管理人員全面分析、監(jiān)督駕駛員的操控過程，提高工程車的安全管理水平。

目前地鐵工程車行車安全監(jiān)控系統(tǒng)存在人員介入太多的缺點(diǎn)，如何提高系統(tǒng)的自動(dòng)化水平和易用性成為當(dāng)前的迫切課題。RFID（Radio Frequency Ldentification）技術(shù)，又稱無線射頻識(shí)別技術(shù)，可通過無線電訊號(hào)識(shí)別特定目標(biāo)并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)，而無需在識(shí)別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建立機(jī)械或光學(xué)接觸。RFID技術(shù)最早起源于英國(guó)，第二次世界大戰(zhàn)中曾用于辨別敵我飛機(jī)身份，與20世紀(jì)60年代開始商用。該技術(shù)目前已是一種成熟的通信技術(shù)，廣泛應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)、交通、金融、門禁、食品等領(lǐng)域。

本文對(duì)地鐵工程車行車安全監(jiān)控系統(tǒng)中基于RFID技術(shù)的自動(dòng)模式切換功能的實(shí)現(xiàn)方法、特殊情況防護(hù)、技術(shù)展望進(jìn)行了闡述。

關(guān)鍵詞： RFID，模式切換;定位;地鐵工程車

【中圖分類號(hào)】TN711 ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A ? ? 【文章編號(hào)】1674-3733（2020）04-0197-01

1 場(chǎng)景需求

調(diào)車模式適用于在車輛段/停車場(chǎng)等無車載基礎(chǔ)數(shù)據(jù)情況下的運(yùn)行控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)工程車的防超速控制功能。通常模式適用于工程車在線路上的運(yùn)行控制。當(dāng)工程車由車輛段/停車場(chǎng)進(jìn)入正線時(shí)，或者由正線進(jìn)入車輛段/停車場(chǎng)需要進(jìn)行模式切換，以適用于不同場(chǎng)景對(duì)控制的要求。

人工切換，一定程度上增強(qiáng)了司機(jī)勞動(dòng)強(qiáng)度，增加了錯(cuò)輸、漏輸?shù)膸茁?，且通常模式轉(zhuǎn)調(diào)車模式需停車切換，影響運(yùn)輸效率。自動(dòng)模式切換功能，實(shí)現(xiàn)模式切換的智能化，減少司機(jī)操作，提高了自動(dòng)化水平。

2 功能實(shí)現(xiàn)

在出入段信號(hào)機(jī)處依次設(shè)置三個(gè)RFID標(biāo)簽，在工程車上安裝RFID接收天線、接收主機(jī)、地鐵工程車行車安全監(jiān)控系統(tǒng)，當(dāng)工程車在此三個(gè)標(biāo)簽上通過時(shí)，系統(tǒng)根據(jù)接收到標(biāo)簽信息及標(biāo)簽順序?qū)崿F(xiàn)模式的自動(dòng)切換。

2.1 標(biāo)簽使用方法

地面標(biāo)簽，采用通用RFID標(biāo)簽，起內(nèi)部存儲(chǔ)包括，TID區(qū)（96Bit）、EPC區(qū)（96Bit）、可擴(kuò)展用戶區(qū)（512Bit）;TID為出廠永久ID，此區(qū)域?yàn)橹蛔x區(qū)域，全球唯一;EPC為用戶可編程ID區(qū)，此區(qū)域?yàn)橛脩鬒D;用戶可擴(kuò)展區(qū)域，為用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)域;

標(biāo)簽信息可使用TID區(qū)也可使用EPC區(qū)，此標(biāo)簽信息僅需保證在地鐵工程車行車安全監(jiān)控系統(tǒng)使用范圍內(nèi)的唯一性，地鐵工程車行車安全監(jiān)控系統(tǒng)即可根據(jù)此標(biāo)簽信息，查找預(yù)先載入的“標(biāo)簽ID-信息對(duì)應(yīng)表”，確定該標(biāo)簽對(duì)應(yīng)的具體信息。

2.2 標(biāo)簽布置要求

出入段信號(hào)機(jī)位置，鋪設(shè)4個(gè)標(biāo)簽，靠近段場(chǎng)側(cè)鋪設(shè)3個(gè)（一組）的開車對(duì)標(biāo)標(biāo)簽組，靠近正線側(cè)鋪設(shè)1個(gè)定位標(biāo)簽，考慮到RFID天線安裝高度及掃描范圍、標(biāo)簽功能、標(biāo)簽間的通訊防碰撞、機(jī)車車體長(zhǎng)度以及標(biāo)簽鋪設(shè)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)可能存在的難點(diǎn)，標(biāo)簽鋪設(shè)要求具體參見下圖;

作用：考慮到出段、入段的開車自動(dòng)對(duì)標(biāo)功能，在出入段信號(hào)機(jī)處設(shè)置標(biāo)簽組;上圖①為“出段設(shè)定”標(biāo)簽，對(duì)應(yīng)信息有標(biāo)簽屬性，交路號(hào)，車站號(hào)，線路行別信息;上圖②為“開車0”標(biāo)簽，對(duì)應(yīng)信息有標(biāo)簽屬性，距出段信號(hào)機(jī)距離;上圖③為“開車1”標(biāo)簽，對(duì)應(yīng)信息有標(biāo)簽屬性，距出段信號(hào)機(jī)距離;上圖④為出入段信號(hào)機(jī);上圖⑤為“定位”標(biāo)簽;對(duì)應(yīng)信息有標(biāo)簽屬性，此處里程;

3 調(diào)車轉(zhuǎn)通常自動(dòng)切換

工程車出段上正線運(yùn)行時(shí)，首先經(jīng)過 “出段設(shè)定”標(biāo)簽，此標(biāo)簽對(duì)應(yīng)信息中有該場(chǎng)段的交路號(hào)，車站號(hào)，以及線路行別信息，系統(tǒng)根據(jù)此信息完成自動(dòng)設(shè)定;當(dāng)工程車依次經(jīng)過“開車0”、“開車1”標(biāo)簽后，系統(tǒng)即可確定工程車當(dāng)前手柄方向定為出段方向，當(dāng)工程車經(jīng)過“開車1”標(biāo)簽時(shí)，系統(tǒng)根據(jù)RFID天線安裝位置，判斷機(jī)車頭部距出段信號(hào)機(jī)距離，當(dāng)此距離走完后，自動(dòng)調(diào)用相應(yīng)線路的正線運(yùn)行數(shù)據(jù)，啟動(dòng)正線運(yùn)行安全防護(hù)功能。

針對(duì)出段線太短，導(dǎo)致“開車1”距出段信號(hào)機(jī)太近，致使機(jī)車經(jīng)過“開車1”時(shí)，機(jī)車頭部已經(jīng)越過出段信號(hào)機(jī)，而產(chǎn)生的幾米誤差，可在機(jī)車經(jīng)過出段信號(hào)機(jī)外“定位”標(biāo)簽后，被校正。

4 通常轉(zhuǎn)調(diào)車自動(dòng)切換

工程車正線作業(yè)完畢入段時(shí)，工程車依次經(jīng)過“開車1”、“開車0”標(biāo)簽后，系統(tǒng)即可確定工程車當(dāng)前手柄方向定為入段方向，當(dāng)機(jī)車經(jīng)過“出段設(shè)定”標(biāo)簽后，系統(tǒng)將“出段設(shè)定”標(biāo)簽中的交路號(hào)、車站號(hào)與“出段設(shè)定”標(biāo)簽對(duì)應(yīng)的交路號(hào)、車站號(hào)進(jìn)行對(duì)比，當(dāng)一致時(shí)，進(jìn)入調(diào)車模式，不一致時(shí)，發(fā)出語音報(bào)警，提醒司機(jī)確認(rèn)。

針對(duì)入段時(shí)，速度過高，導(dǎo)致通常模式進(jìn)調(diào)車模式后，因限速的降低導(dǎo)致的制動(dòng)，系統(tǒng)在檢測(cè)到機(jī)車已經(jīng)經(jīng)過“出段設(shè)定”標(biāo)簽后，發(fā)出語音報(bào)警提醒司機(jī)，并彈出倒計(jì)時(shí)提示框，若在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，機(jī)車降為規(guī)定速度，或者司機(jī)按鍵確認(rèn)，則無制動(dòng)動(dòng)作，否則輸出制動(dòng)，控制機(jī)車停車;

5 技術(shù)展望

RFID標(biāo)簽具有相對(duì)比較便宜，可大量布置，并且將標(biāo)簽對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)存放在系統(tǒng)中，無字節(jié)限制，且當(dāng)?shù)孛鏄?biāo)簽發(fā)生變化時(shí)，可直接對(duì)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行維護(hù)，維護(hù)方便。標(biāo)簽對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)的可擴(kuò)展性，

可以通過安裝兩套R(shí)IFD系統(tǒng)的方法，通過判斷RFID天線接收到標(biāo)簽的先后順序，確定機(jī)車是從標(biāo)簽的左刷過還是從右刷過，從而使用一個(gè)標(biāo)簽，即可確定機(jī)車運(yùn)行方向;

同時(shí)通過加裝兩套R(shí)FID系統(tǒng)加上降低RFID天線安裝位置，縮小掃描范圍，調(diào)整RFID天線位置等措施，使兩套天線的重疊掃描范圍縮小到一定程度，當(dāng)兩套天線同時(shí)檢測(cè)到標(biāo)簽時(shí)，再確定標(biāo)簽位置，此方法可將定位誤差降至厘米級(jí)。

或者在只安裝一套R(shí)FID系統(tǒng)的情況下，通過計(jì)算接收到標(biāo)簽信息和不能接收到標(biāo)簽信息的時(shí)間差，以及機(jī)車運(yùn)行速度，以及標(biāo)簽信息接收延遲時(shí)間和系統(tǒng)處理延遲時(shí)間，計(jì)算出機(jī)車的精確位置。但此方法因限于上述兩個(gè)延遲時(shí)間，機(jī)車速度不能過大，否則不能有效識(shí)別標(biāo)簽信息。

參考文獻(xiàn)

[1] 基于RFID的車載定位定向技術(shù)研究與應(yīng)用 [J].陳思，仲啟媛，譚立龍，王鵬，張彥濤，鄧昀，2019.

[2] 軌道設(shè)備RFID定位系統(tǒng)及典型應(yīng)用 [J].成舉炳，2018.

[3] 基于RFID的定位系統(tǒng)綜述 [J].宋遠(yuǎn)峰，劉新，數(shù)字通信.2013（04）.