一辆由车头和一节车厢组成的列车模型在沙盘上快速地环绕行驶,发出轻微的轰轰声。只要用一张叫标签阅读器的卡片在车厢上稍微点了一下,列车立即就发出有关时速的语音报告,接着会自动根据路况减速或加速前进,灵敏度相当高。
这是谢教授团队牵头负责完成的《基于RFID的列车临时限速装置通用技术规范(第一部分 装置与接口,第二部分 通信协议)》研究成果的生动展示。这项成果日前已通过广东省质量技术监督局的专家鉴定:“标准填补了基于RFID的列车临时限速领域的空白,达到了国内领先水平。”
为国家急需立项
为什么要研究这样一个项目?谢教授说,在4·28济南特大普速列车铁路事故后,大家十分关注这件事故出现的原因,自己进行了认真分析,认为原因主要是列车司机在行驶过程中没有能及时掌握前方的路况,或没有得到调度室和相邻站台发出的指令造成的。基于这样一种判断,结合自己的研究领域,谢教授认为可以运用RFID技术(即射频识别技术,应用相当广泛,如羊城通、门禁卡、饭卡等用的都是这种技术)来解决列车临时限速问题,避免这类事故的发生,于是联合相关单位分别向铁道部和广东省申请了这个项目,先后进行关键技术攻关和应用示范的研究,最终被确定为重大科技立项。
项目拿下来后,谢教授团队就紧张地投入到研究工作中去。开始做的第一件事就是进行需求分析。“当时和博士生、硕士生在列车上或铁路线上进行了三个多月的调研,从各种参数指标收集了大量的相关资料。为此,团队成员克服了种种困难。”谢教授说。这只是研究过程中最基础的一步。面对浩如烟海的资料,成员们日夜加班进行整理汇总,统计分析,并提出了初步解决方案,让铁道部专家和铁路一线人员提出改进意见,经过反复修正最终确定了研究方案。
为铁路的信息化创新
从路况、车速信息要经过哪些过程与环节才能及时达到列车司机那里?这是要解决的一个关键点。传统的做法是调度中心以及沿线相关车站把临时限速情况告知司机应对处理,这样可能存在信息延迟、中断或漏掉等风险,一旦出现就会酿成事故。现在要把这一过程实现信息化和自动化,不再依靠人工传递信息的方式,让列车司机就能提前得到预告信息,利用信息化手段实现普速列车的临时限速。要实现这一转变,没有现成的经验和做法,只能走创新之路。
走进实验室里,只见展示台上整齐地摆放着几件设备。这些就是研制出来的列车临时限速原始系统模型。谢教授拿起手持机介绍说,这个在限速路段巡检员手中把临时限速的信息输入限速标签中,然后将这些输入的信息发回到后台指挥中心进行信息核对,确保司机得到准确无误的信息。限速标签布在枕木上,标签阅读器安装在列车头下部,阅读器将获得的信息传输给车载主机,然后将临时限速信息传到显示器,司机就可以实时得到音频和视频两种安全提示信号。谢教授对系统模型设备的功能作用与工作机制进行了详细的介绍。
系统原始模型是在实验室做出来的理想状态。但是要具体应用到列车上去,首先要考虑的就是列车运行所面对的电磁环境不同了。实验室的环境是很干净的,没有什么干扰因素,而列车在实际行驶过程中,电磁环境就会随地势条件发生变化,有时信号连接不上,这就需要对设备进行调试和参数修改。谢教授说,“在济南铁路局和广铁集团负责的相应线路上,我们进行了试验,前后经过了三到四个月的实验观察并反复修改,真正做到与实际需要相符合,最终才能运用到列车上去。”
为产业化制定标准
研究成果要投入使用,就会涉及到设备生产这一环节。不同的公司来竞标,生产出来的设备型号大小、性能功能都要一样才行,不然这个研究成果就不能得到真正应用和普遍推广。因此,就要形成通用的技术规范。一是装置与接口问题,包括规格和用材都要有统一的规定,防止同一设备不能大小不一,用材不一。二是通信协议的问题,设备之间不能进行顺畅的信息输入输出,设备就是一堆废品,没法用。因此,标准统一制定了,只要有资质的公司都能够生产,这样才能形成促进RFID和列车临时限速系统的产业化发展。
“在普速列车上大面积地推广运用,是这项成果的最终目的。”谢教授说,“通过这个项目的研究,申请了发明专利32项,其中有18项已经授权,其他的还陆续处于公示过程中。”可以预见,在未来运行的铁路上,普速列车司机从此有了安全新帮手,让乘客吃上定心丸,共同飞驰前进。

