引言

      目前在鐵路線兩旁有各種各樣的標志，警示司機注意行車安全和線路方向的指示標志，鐵路線路標志分為線路標志和信號標志兩種，前者主要是標明線路的狀況，后者主要是操作指示。但這些標志均是要以機車司機同志的視覺識別為主，沒有相關的自動識別裝置，那就會存在以下問題：①由于司機的疏忽，沒有看到相關標志；②由于天氣原因，造成司機無法看到相關標志；③現代新型機車的投用，車速越來越快，造成司機對相關標識的辨識不佳。以上所列的問題，均可以造成行車不安全因素，有些甚至造成重大事故，因此鐵路行車標志的改進及如何能讓機車自動識別行車標志是目前鐵路行車急需解決的問題。

　　1 基于 RFID 技術的鐵路行車標志設置及自動識別的具體方法

       針對上述引言中現有鐵路行車標志的不足之處，利用RFID 技術，將行車標志由標牌改為RFID 電子標簽，由原機車司機識別標牌改為RFID 讀寫器自動識別特定的RFID 電子標簽。該方法如下：

　　1.1 對 RFID 電子標簽進行特定編碼和設置封裝

      通常 RFID電子標簽有4 個區域，分別為：Reserved Bank （保留區）；EPC Bank（EPC分區）；TID Bank （TID 分區）；USER Bank （USER 分區） [1]; 在這里我們不討論RFID 技術的細節，只敘述在此文中的應用。

　　Reserver Bank （保留區）：對該區的操作可以決定用于鐵路行車標志RFID 電子標簽的啟用和失效；EPC Bank（EPC 分區）：對該區數據的操作決定RFID 電子標簽的所對應行車標志；TID Bank （TID 分區）：該區域數據是出廠設置好的，不可擦寫的，具備全球唯一性[1]，決定了用于鐵路行車標志的RFID 電子標簽與其它RFID 電子標簽的區別；USER Bank （USER 分區）：用途非常多，可以是EPC Bank（EPC 分區）的延伸，定義EPCBank（EPC 分區）所對應行車標志的詳細信息及相關注意事項，也可以記錄該行車標志的維護信息及其它行車所需的相關信息等等；針對鐵路行車標志的設置環境，有針對性的進行封裝，會具備比現有行車標志使用年限更長、容易安裝、易維護、低成本等特性。

　　1.2 對封裝及設置好的 RFID 電子標簽成組使用及安裝

       對封裝及設置好的RFID 電子標簽安裝在所需安裝行車標志地點的線路軌枕之間（這點與現有行車標志牌的安裝有區別，現有行車標志牌安裝在醒目位置的線路兩旁），所示；對設置好的RFID 電子標簽“成組”使用，使連續警示和分區段提醒成為可能，是現有行車標志所無法比擬的。

　　1.3 機車上安裝 RFID 讀寫器及并按編碼規則進行相應設置

       在線路上對封裝及設置好的RFID 電子標簽（對應相關的行車標志）安裝完成后，機車上安裝RFID 讀寫器及并按編碼規則[2]進行相應設置，當機車行駛到線路上安裝特定RFID電子標簽的位置時，自動讀取標簽上的數據并進行解析，給出語音提示和聲光報警，從而警示和提醒司機，以完成鐵路標志牌的相關作用；在特殊情況下可與機車上的自動停車裝置聯動，緊急情況下可實現自動停車[3]，可避免類似4.28 鐵路特大行車事故[4]的發生。

　　2 具體實施方式及用例2.1 RFID 電子標簽的編碼鐵路行車信號標志[5]主要有：

　　◆警沖標：主要作用是標明指示機車車輛的停留位置的標志。

　　◆站界標：主要作用是標明對向出站道岔的警沖標外不少于50m 處，或鄰線進站信號機相對處標志。

　　◆預告標：主要作用是標明進站信號機外方列車預告標志。

　　◆引導員接車地點標：主要作用是標明列車在行駛距車站外，不能看見進站信號機時，須在列車距站外能清晰地看引導員接車地信號標志。

　　◆司機鳴笛標：主要作用是標明列車行駛在道口、大橋、隧道及視線不良地點的前方時，司機須長聲鳴笛提醒人們列車即將到達標志。

　　◆接觸網終點標：主要作用是標明提醒電力機車司機不要超越接觸網有效區間。

　　◆作業標：主要作用是標明在線路施工標志。機車司機見此標志須提高警惕，長聲鳴笛，提醒線路施工人員撤離到安全地點的標志。

　　◆減速地點標：主要作用是標明列車應按規定限速通過地段標志。

　　◆橋梁減速信號牌：主要作用是標明在列車需要限速通過的橋梁速度的標志。

　　2.1.1 典型的 RFID 電子標簽結構圖

      ⑴ 將 TID Bank （TID 分區）的TID 數值為F0000000-F000FFFF 之間的RFID 電子標簽定義為鐵路行車標志專用標簽，并將Reserver Bank （保留區）的設置相關啟用密碼（例如為654321）；

       ⑵ 將 EPC Bank（EPC 分區）的“項目參考區”按一定規則進行編碼。假設編碼如下表1（其中以序號7 為例）：

　　⑶ 將與相關標志有關的注意事項及其它事宜可以寫入USER Bank （USER 分區）

         2.1.2 RFID 電子標簽設置用例

        ⑴ 將 3 個TID 值分別為F0000700、F0000701、F0000702 的RFID 電子標簽的啟用密碼設置為654321；

        ⑵對應其 EPC Bank（EPC 分區）的“項目參考區”分別設置為：100700、100701、100709（按編碼規則三個RFID 電子標簽分別代表作業標（100700）、距作業標（100701）12 米的提示、距作業標（100709）120 米的提示；⑶將注意事項：施工地點，限速50 公里寫入USER Bank （USER 分區）。

　　三個起作業標作用的RFID 電子標簽就設置好了。

　　2.2 電子標簽的封裝及安裝封裝及安裝見下要求：

 　　RFID 電子標簽使用頻率為920-925MHz[6]；雷電防護：直流接地；天線罩材：高強度玻璃鋼；工作環境：適應風、霜、雨、雪、鹽、霧、酸堿、潮濕、震動等惡劣環境。

　　2.2.1 RFID 電子標簽安裝用例將上面設置好的三個起作業標作用的RFID 電子標簽（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 機車自動識別 RFID 電子標簽在機車上安裝RFID 電子標簽讀寫器，并做如下設置：

　　⑴ 只識別 Reserver Bank （保留區）的啟用密碼為XXXXXX（例如為654321）并且TIDBank （TID 分區）的TID 數值為F0000000-FFFFFFFF（也可為XXXXXXXX-YYYYYYYY,其中Y>X,X,Y 為任意16 進制數）之間的RFID 電子標簽；

        ⑵ 將識別出的 RFID 電子標簽的EPC Bank（EPC 分區）的“項目參考區”值和USER Bank（USER 分區）的值輸出至車載電腦處理；⑶ 車載電腦按照編碼規則解析并控制相應的聲光報警及語音提示，必要時可與機車控制裝置相連。

　　2.3.1 機車自動識別 RFID 電子標簽用例

        ⑴ 當機車行駛到所示的RFID 的電子標簽3 的位置時，車載RFID 電子標簽讀寫器識別到Reserver Bank （保留區） 密碼為654321）并且TID Bank （TID 分區）的TID 值為F0000702；EPC 分區的“項目參考區”的值為100709；USER 分區值為“即將接近施工地點”的RFID 的電子標簽3，將EPC 分區的“項目參考區”的值為100709；USER 分區值為“即將接近施工地點”的數據內容傳送給車載電腦，經相關控制軟件解析后，控制聲光報警裝置發出警報，并發出“即將接近施工地點，距作業標120 米”的語音提示。

　　⑵ 當機車行駛到所示的RFID 的電子標簽2 的位置時，車載RFID 電子標簽讀寫器識別到Reserver Bank （保留區） 密碼為654321）并且TID Bank （TID 分區）的TID 值為F0000701；EPC 分區的“項目參考區”的值為100701；USER 分區值為“即將接近施工地點”的RFID 的電子標簽2，將EPC 分區的“項目參考區”的值為100702；USER 分區值為“即將接近施工地點”的數據內容傳送給車載電腦，經相關控制軟件解析后，控制聲光報警裝置發出警報，并發出“即將接近施工地點，距作業標12 米”的語音提示。

　　⑶ 當機車行駛到所示的RFID 的電子標簽1 的位置時，車載RFID 電子標簽讀寫器識別到Reserver Bank （保留區） 密碼為654321）并且TID Bank （TID 分區）的TID 值為F0000700；EPC 分區的“項目參考區”的值為100700；USER 分區值為“即將接近施工地點”的RFID 的電子標簽2，將EPC 分區的“項目參考區”的值為100702；USER 分區值為“施工地點，限速50 公里”的數據內容傳送給車載電腦，經相關控制軟件解析后，控制聲光報警裝置發出警報，并發出“施工地點，限速50 公里”的語音提示。

　　3 結束語

         以上方法及實施步驟是筆者經過多次現場試驗所得，目前正在進行深入的應用研究；由于試驗條件所限，無法進行高速（>120 公里）等其它條件的測試工作，特撰寫此文，希望為廣大鐵路運行研究人員起到一點拋磚引玉的作用。