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铁路车号自动识别系统（ATIS）是为了实现对铁路列车、车辆和集装箱的准确识别和实时追踪管理而设计的。该系统的目标是在所有机车和货车上安装电子标签（TAG），并在各个区段站、编组站、大型货运站和分界站安置地面识别设备（AEI），以实现对运行列车和车辆信息的准确识别。通过计算机处理后，为铁路管理信息系统（TMIS）等系统提供准确的、实时的基础信息，以支持列车、车辆和集装箱的实时追踪管理和分界站货车的精确统计。此外，该系统还可以为红外轴温探测系统提供准确的车次和车号信息，并实现部、局、分局和车站各级现车的实时管理、车流的精确统计和实时调整等功能。通过建立一个铁路列车车次、机车和货车号码、标识、属性和位置等信息的计算机自动报告采集系统，实现信息的高效共享和管理。

ATIS系统的关键技术主要包括以下几个方面：

1. 货车/机车电子标签（TAG）：安装在机车和货车底部的中梁上，由微带天线、虚拟电源、反射调制器、编码器、微处理器和存储器组成。每个电子标签相当于每辆车的“身份证”。

2. 地面识别系统（AEI）：由安装在轨道间的地面天线、车轮传感器、RF微波射频装置和读出计算机（工控机）等组成。通过准确识别运行的列车和车辆，将信息传送到集中管理系统（CPS）进行处理、存储和转发。

3. 集中管理系统（CPS）：车站主机房配置专门的计算机，通过CPS对从工控机传送来的信息进行处理、存储和转发。

4. 铁道部中央数据库管理系统：作为全路标签编程站的总指挥部，负责处理、分配和批复车号信息，并提供信息管理和查询功能。

ATIS系统实现的几个主要技术关键包括：

1. CPS多线程多目标存储转发技术：通过CPS的多线程多目标存储转发机制，高效地利用地面识别系统采集到的信息，并与铁路TMIS系统进行友好接口和信息交换，实现基础信息的高效共享。

2. 地面识别系统（AEI）的工作步骤：当列车即将进站时，地面天线开始工作，向经过的每辆车的底部的电子标签发射微波载波信号，为标签提供能量使其开始工作。标签将信息通过编码器进行编码，并通过调制器控制微带天线向地面反射信息。地面天线接收反射回的标签内信息，并传送到探测机房的读出计算机进行解调、译码、处理和判别。处理后的信息被送入车站机房的CPS集中管理系统，最终向铁路TMIS等系统传送。

通过以上关键技术和实现步骤，铁路车号自动识别系统（ATIS）能够实现对铁路列车、车辆和集装箱的准确识别和实时追踪管理，为铁路管理提供准确的、实时的基础信息支持。