王志華，史天運，蔣 薈

（中國鐵道科學(xué)研究院 電子計算技術(shù)研究所，北京 100081）

鐵路貨運計量安全檢測監(jiān)控系統(tǒng)用來檢測貨物裝載的超載、偏載、偏重等安全隱患，實現(xiàn)對貨物裝載的全程監(jiān)控，保障鐵路貨物運輸安全。截至2012年10月，鐵路貨運計量安全檢測監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)了全路17個鐵路局，77個編組站，217臺超偏載檢測裝置的聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。鐵路貨運計量安全檢測監(jiān)控系統(tǒng)的推廣應(yīng)用有效地治理了超偏載貨車，惡意超偏載的現(xiàn)象得到了有效遏制。但是，鐵路貨運計量安全檢測監(jiān)控系統(tǒng)誤報警的情況仍然時有發(fā)生，誤報警將導(dǎo)致誤扣車，這將嚴重影響運輸生產(chǎn)的正常運行。

貨運計量安全檢測監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理流程復(fù)雜，涉及到車號設(shè)備信息檢測、超偏載設(shè)備信息檢測、車號信息與超偏載信息合成、超偏載檢測信息與確報信息匹配等諸多環(huán)節(jié)，造成誤報警的原因多種多樣。本文根據(jù)超偏載檢測裝置的檢測原理、貨運計量安全檢測監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流程，分析貨運計量安全檢測監(jiān)控系統(tǒng)誤報警的幾種類型、識別方法及減少誤報警的措施。

1 貨運計量安全檢測監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理流程

1.1 車號識別設(shè)備的數(shù)據(jù)處理流程

（1）列車首先經(jīng)過開機磁鋼，當(dāng)車輪壓過開機磁鋼時，開機磁鋼產(chǎn)生開機信號，此時車號主機啟動RF射頻裝置，通過天線發(fā)射微波信號，車號設(shè)備進入接車狀態(tài)。

（2）車輛經(jīng)過車號設(shè)備的作用范圍時，車輛底部的車號標簽對車號設(shè)備發(fā)射的微波信號進行反射調(diào)制，天線接收到經(jīng)標簽調(diào)制的微波信息后，傳送到車號主機中的RF射頻裝置。微波信號經(jīng)RF射頻裝置解調(diào)后，由Reader卡解析出車輛標簽中的信息，并存儲到數(shù)據(jù)存儲區(qū)，完成了對車輛標簽的識別。車號設(shè)備在讀取車輛標簽信息的同時，還通過開、關(guān)門磁鋼對車輛車軸信號進行采集，完成記軸、判輛、測速，從而完成標簽定位。

（3）當(dāng)整列車通過車號設(shè)備后，車號設(shè)備關(guān)閉RF射頻裝置，停止發(fā)射微波信號，車號設(shè)備接車過程結(jié)束。車號設(shè)備對數(shù)據(jù)存儲區(qū)中整列車的過車信息和標簽信息進行處理，形成列車報文。當(dāng)超偏載檢測裝置的數(shù)據(jù)處理工控機查詢車號主機時，車號主機將列車報文發(fā)送給數(shù)據(jù)處理工控機。車號設(shè)備的列車報文中的信息主要包括：軸距、輛序、車型、車號、速度。具有雙向識別功能的車號設(shè)備的數(shù)據(jù)流程如圖1所示。

圖1 具有雙向識別功能的車號設(shè)備數(shù)據(jù)流程示意圖

1.2 超偏載設(shè)備的數(shù)據(jù)處理流程

（1）當(dāng)列車經(jīng)過超偏載設(shè)備的測量區(qū)域時，數(shù)據(jù)采集儀實時采集傳感器的輸出信號，把信號放大濾波處理后轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，上傳到數(shù)據(jù)處理工控機。工控機通過對數(shù)字信號的分析，完成對機車、車輛的識別，計算出每輛車的各個輪重，最終計算出每輛車的總重、左右偏、前后偏情況。

（2）數(shù)據(jù)處理工控機在獲得車號設(shè)備的檢測信息后，根據(jù)超偏載檢測信息與車號檢測信息中的順位，把車輛的重量信息與車號信息匹配，形成完整的超偏載檢測裝置的檢測信息，主要包括：輛序、車種、車號、速度、總重、前后偏、左右偏。

（3）超偏載檢測裝置的信息按照貨運計量安全檢測監(jiān)控系統(tǒng)中約定的格式生成接口文件，存到約定目錄。超偏載設(shè)備數(shù)據(jù)處理流程如圖2所示。

圖2 超偏載設(shè)備的數(shù)據(jù)處理流程

1.3 車輛的超偏載報警評判

（1）貨運計量安全檢測監(jiān)控系統(tǒng)通過JWMQ傳輸中間件把超偏載檢測裝置的檢測報文上傳到車站服務(wù)器，解析報文，并把檢測信息存儲到數(shù)據(jù)庫中。貨運計量安全檢測監(jiān)控系統(tǒng)中接入了確報信息。通過車號，超偏載檢測裝置的檢測信息與確報信息匹配在一起，最終形成鐵路貨運計量安全檢測監(jiān)控系統(tǒng)中的完整信息。

（2）貨運計量安全檢測監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)車輛的車型、品名，計算車輛的允許增載值，然后計算車輛的超載值，計算超載的公式為：超載=總重-自重-標重-允許增載。最后根據(jù)超偏載報警評判標準判斷是否報警。貨運計量安全檢測監(jiān)控系統(tǒng)的報警評判標準如表1所示。

表1 貨運計量安全檢測監(jiān)控系統(tǒng)報警評判標準

2 貨運計量安全檢測監(jiān)控系統(tǒng)誤報警分析

超偏載檢測裝置對安裝位置、安裝區(qū)段線路有較高的要求，各部件的工作狀態(tài)以及檢測列車的通過狀況也將影響其檢測準確度，極端情況下將導(dǎo)致貨運計量安全檢測監(jiān)控系統(tǒng)產(chǎn)生誤報警。根據(jù)上述超偏載檢測裝置的檢測原理和貨運計量安全檢測監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流程，通過近幾年對系統(tǒng)中誤報警情況的研究，發(fā)現(xiàn)誤報警可以分為4類，分析其產(chǎn)生的原因，并提出相應(yīng)的識別辦法和解決措施。

2.1 傳感器異常類誤報警

超偏載檢測裝置對各工作部件的工作狀態(tài)有較高的要求，只有各個工作部件處于良好的工作狀態(tài)，檢測結(jié)果才能準確。通過近幾年的研究發(fā)現(xiàn)，檢測裝置一側(cè)的傳感器工作異常時有發(fā)生。一側(cè)傳感器工作異常會導(dǎo)致車輛左右兩側(cè)的檢測重量有較大差異，進而導(dǎo)致偏載誤報警。若整列車中有多數(shù)車輛單側(cè)偏載，且有多輛車偏載報警時，應(yīng)該注意是否因為一側(cè)傳感器工作異常導(dǎo)致產(chǎn)生誤報警。統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，2010年～2012年，此類誤報警占誤報警總量的37.8 %。

針對此類誤報警，可以采取以下措施加以避免或減少。（1）定期對設(shè)備進行維修維護。嚴格按照超偏載檢測裝置的修程對設(shè)備進行維修、維護，使設(shè)備保持良好的工作狀態(tài)。特別是在貨運計量安全檢測監(jiān)控系統(tǒng)的日常監(jiān)控中發(fā)現(xiàn)單側(cè)偏載的車輛偏多時，應(yīng)及時檢查傳感器的工作情況；（2）安裝避雷裝置。雷擊是導(dǎo)致傳感器突然損壞的常見原因，因此，超偏載檢測裝置中應(yīng)安裝有效的避雷設(shè)備，避免雷擊對傳感器的損壞。

2.2 車號匹配錯位類誤報警

由于車號識別設(shè)備與超偏載設(shè)備獨立完成對車輛的識別，判輛原則不同、外界信號干擾、設(shè)備老化等均會造成車號識別設(shè)備與超偏載設(shè)備檢測的車輛數(shù)不一致，由此導(dǎo)致車輛重量與車號匹配錯誤，如圖3所示。

圖3 車號匹配錯位示意圖

若列車中出現(xiàn)超載報警，且列車的編組出現(xiàn)如下情況，應(yīng)注意可能存在車號匹配錯位型誤報警：（1）60 t級車輛超載報警，且報警車的前（或后）1位或2位是70 t級車輛（C70，P70，N70等車型）。（2）若把整列車中車輛的重量前（或后）移動1位或2位，所有車輛均不超載。（3）編組中存在品名為空車，但是總重為重車重量，或者品名為重車，總重為空車重量的車輛。統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，2010年～2012年此類誤報警占誤報警總數(shù)的17.2%。對于此類誤報警，可以采取以下措施加以減少或避免：（1）車號設(shè)備識別設(shè)備與超偏載設(shè)備檢測的車輛數(shù)不一致時停止匹配。超偏載檢測裝置在匹配車號信息與超偏載信息時，若出現(xiàn)輛數(shù)不一致的情況，則說明其中一種設(shè)備的檢測信息異常，此時應(yīng)該停止匹配，以免造成數(shù)據(jù)混亂。貨運計量安全檢測監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)對這類檢測信息給予提示，以便設(shè)備維護人員及時檢查設(shè)備的工作狀況。（2）統(tǒng)一車號識別設(shè)備、超偏載檢測設(shè)備的車型庫和軸距表。統(tǒng)一車型庫和軸距表后，使得車號識別設(shè)備和超偏載檢測設(shè)備按照同樣的標準判輛。（3）定期維修、維護設(shè)備。保證車號識別設(shè)備和超偏載檢測設(shè)備良好的運行狀態(tài)，減少丟軸、丟車現(xiàn)象發(fā)生。

2.3 列車速度突變類誤報警

超偏載檢測裝置對列車運行速度有一定要求，只有列車勻速通過時，檢測結(jié)果才能準確。列車運行速度突變會導(dǎo)致超偏載檢測裝置的壓力傳感器承受的壓力與實際軸重不符，將嚴重影響超偏載檢測裝置檢測結(jié)果的準確度。因此，若貨運計量安全檢測監(jiān)控系統(tǒng)中，報警車與前車或者后車的速度差別較大時，應(yīng)該注意是否存在列車速度突變而導(dǎo)致的誤報警。2010年～2012年，此類誤報警占誤報警總數(shù)的1.4%。

對于此類誤報警，應(yīng)該采取如下措施加以避免或減少：（1）加強對機車司機相關(guān)培訓(xùn)。列車在通過超偏載檢測裝置的檢測區(qū)域時，機車司機須平穩(wěn)操作，保證列車勻速通過，以滿足超偏載檢測裝置的檢測要求，從而保證檢測結(jié)果的準確性。（2）設(shè)置超偏載檢測裝置警示標志。按照《鐵路技術(shù)管理規(guī)程》要求設(shè)立信號牌，或者將超偏載檢測裝置安裝位置和有關(guān)信息納入列車運行監(jiān)控裝置管理，讓機車司機準確掌握檢測裝置安裝位置，提示其平穩(wěn)操作，保障檢測結(jié)果的準確性。

2.4 其他類型的誤報警

除上述3類誤報警外，超偏載檢測裝置還會因為外界電磁信號干擾、路基松動等原因?qū)е聶z測數(shù)據(jù)不準確，產(chǎn)生誤報警。此類誤報警僅從本列車的檢測信息中難以區(qū)分，但是可以通過多測點檢測數(shù)據(jù)的對比中發(fā)現(xiàn)。鐵路貨運計量安全檢測監(jiān)控系統(tǒng)具有按指定車號進行超偏載追蹤的功能，該功能可以追蹤指定車號、在指定時間段內(nèi)的全路聯(lián)網(wǎng)超偏載檢測裝置、軌道衡、車輛運行品質(zhì)軌邊動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)（TPDS）的檢測信息。通過對這些檢測信息的比較，可以初步判斷是否存在該類報警。檢測數(shù)據(jù)對比需滿足以下條件：（1）參與比較的檢測數(shù)據(jù)必須是同一輛車的同一次運輸，即同一車號，在連續(xù)的時間段內(nèi)有相同的發(fā)站、到站、品名。（2）車輛的裝載狀態(tài)未發(fā)生變化。若車輛的裝載狀態(tài)發(fā)生變化，則不具有可比性。例如對于卷鋼、玻璃等易竄滾、倒塌的貨物，因雨雪等導(dǎo)致增載，報警后卸載作業(yè)等都會導(dǎo)致車輛的裝載狀態(tài)發(fā)生變化。車輛經(jīng)過多個檢測點后，若僅有一臺設(shè)備報警，可以判斷該報警為誤報。2010年～2012年，此類誤報警占誤報警總數(shù)的43.5%。

例如，車輛462999在2012年10月9日7：15，經(jīng)過德州京滬上行超偏載檢測裝置時超載6 t，但是在經(jīng)過包頭西達拉亥上行、濟西橋南超偏載檢測裝置，晏城TPDS檢測時均不超載，可以判斷德州京滬上行超偏載檢測裝置誤報警。對于此類誤報警，可以采取以下措施加以減少或避免：（1）在超偏載檢測裝置的安裝選址時，地點應(yīng)避開電氣化分相點、高壓輸電線、短梁、短隧、道口及易產(chǎn)生洪水、塌方、凍脹等地點，減少外界對設(shè)備檢測的干擾。（2）工務(wù)部門在搗固路基時，應(yīng)該注意安裝超偏載檢測裝置路基的平整與牢固。

3 結(jié)束語

貨運計量安全檢測監(jiān)控系統(tǒng)產(chǎn)生誤報警的原因多種多樣，但也有一定的規(guī)律可循。通過近幾年對貨運計量安全檢測監(jiān)控系統(tǒng)中誤報警數(shù)據(jù)的分析發(fā)現(xiàn)，誤報警可以分為傳感器異常、車號匹配錯位、列車速度突變、其它類型4類。本文分析了每種誤報警的產(chǎn)生原因，提出了識別方法及減少誤報警的措施，以便在貨運計量安全檢測監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用過程中減少誤報警的發(fā)生，提高系統(tǒng)檢測的準確性。

[1] 蔣 薈，劉春煌，曹 松.貨運計量安全檢測監(jiān)控系統(tǒng)的研究[J] .中國鐵路，2008（7）.

[2] 劉春煌，桑苑秋，李繼先，王石生.滬寧線行車安全監(jiān)控信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方案和管理中心的研究[J] .中國鐵道科學(xué)，2002，23（3）.

[3] 馬樹峰，王華偉.超偏載檢測裝置車號匹配錯位問題探討[J] .鐵道貨運，2012（1）.