KarTrak , иногда KarTrak ACI ( автоматическая идентификация вагонов ) или просто ACI — это система цветных штрих-кодов , предназначенная для автоматической идентификации железнодорожных вагонов и другого подвижного состава . KarTrak стал обязательным требованием в Северной Америке в 1967 году, но технические проблемы привели к отказу от системы в конце 1970-х годов.
Железные дороги столкнулись с трудностями в отслеживании железнодорожных вагонов по своим обширным сетям, и эта проблема усугублялась с ростом количества систем и перемещением железнодорожных вагонов из сети в сеть через развязки . Вагон железной дороги может оказаться за тысячу миль на путях другой компании. При этом не учитывался постоянно растущий парк частных железнодорожных вагонов таких компаний, как TrailerTrain и Union Tank Car Company , которые владели огромными парками железнодорожных вагонов, но на самом деле не были железными дорогами. Чтобы найти пропавшую машину, требовалось время, часто работникам приходилось ходить по железнодорожным станциям и осматривать машины, пока она не была обнаружена.
В 1959 году Дэвид Джарретт Коллинз обратился к своему работодателю GTE Sylvania с просьбой использовать недавно разработанную компьютерную систему в сочетании со сканерами для отслеживания железнодорожных вагонов. [1] Идея была вдохновлена Коллинзом летом в колледже, где он работал на Пенсильванской железной дороге . [1] В начале 1960-х годов команда лаборатории прикладных исследований Сильвании встретилась с представителями различных железных дорог, чтобы получить представление об их потребностях и желаниях в отношении системы слежения за автомобилями. Особенности и аспекты дизайна, желательные для железных дорог, включали: [1]
Испытания KarTrak прошли в 1961 году на железной дороге Бостона и штата Мэн с использованием пассажирских поездов и гравийного поезда, которые не покидали железнодорожную сеть Бостона и штата Мэн. [1] Использование поездов, которые всегда были привязаны к Бостону и Мэну, позволило легко протестировать, усовершенствовать и продемонстрировать систему KarTrak, поскольку автомобили, оснащенные этой системой, всегда были рядом и их движение было известно. [1]
Вначале Сильвания начала продавать KarTrak более мелким, «капиталистическим» железнодорожным системам. [1] Неподчиненные железные дороги [a] , такие как те, которые используются для доставки угля на электростанцию в изолированной системе, были идеальной средой, поскольку проблемы, вызванные автомобилями, не оборудованными KarTrak, не возникали бы из-за отсутствия въезжающих или покидают железную дорогу, и все вагоны принадлежат данной железной дороге и, следовательно, могут быть оснащены маркировкой. За три года 50 000 вагонов были оборудованы знаками KarTrak. [1] Это преследовало двойную цель: позволило Сильвании заработать деньги для инвестиций в дальнейшее развитие системы, а также лишило возможности конкурирующих систем слежения за автомобилями закрепиться.
KarTrak также рекламировался на железных дорогах в таких изданиях, как Fortune и The Wall Street Journal, в виде больших полностраничных рекламных объявлений, рекламирующих преимущества в денежном выражении и эффективности. [2] [3]
К середине-концу 1960-х годов железные дороги Северной Америки начали поиск системы, которая позволила бы им автоматически идентифицировать вагоны и другой подвижной состав. Усилиями Ассоциации американских железных дорог (AAR) ряд компаний разработали системы автоматической идентификации оборудования (AEI). AAR выбрало четыре системы для обширных полевых испытаний:
Все эти системы, кроме системы RFID, имели метки, которые крепились на каждой стороне вагона, и путевой сканер. [1]
Из-за разногласий с Сильванией относительно будущего потенциала KarTrak, Коллинз ушел в 1968 году, чтобы основать собственную компанию для продолжения исследований и разработок в области сканеров и штрих-кодов. [1] [5]
После первоначальных полевых испытаний системы ABEX, Wabco и GTE KarTrak ACI были выбраны для прямых испытаний на точность на Пенсильванской железной дороге в Спрус-Крик, штат Пенсильвания . Система KarTrak была объявлена победителем и выбрана AAR в качестве стандарта. [1]
Начиная с 1967 года AAR требовало от всех владельцев вагонов устанавливать на своих вагонах маркировку ACI. К 1970 году примерно 86% из 2 миллионов грузовых железнодорожных вагонов имели таблички ACI, при этом некоторые железные дороги завершили маркировку своих грузовых вагонов. Двенадцать железных дорог завершили установку примерно 50 путевых сканеров ACI. [6]
В 1972 году GTE Sylvania решила выйти из сферы отслеживания железнодорожных вагонов и продала KarTrak компании Servo Corporation of America. [7]
К 1975 году 90% всех вагонов были маркированы. Скорость чтения составила около 80%, а это означает, что после семи лет эксплуатации 10% этикеток вышли из строя по таким причинам, как физическое повреждение и скопление грязи. Накопление грязи было наиболее заметно на платформах с низко расположенными табличками.
В ходе полевых испытаний AAR осознало, что периодические проверки и обслуживание этикеток будут необходимы для поддержания высокого уровня читаемости этикеток. Были установлены правила проверки маркировки и ремонта всякий раз, когда вагон находился в ремонтной мастерской, что в среднем происходило каждые два года. Программа технического обслуживания так и не получила достаточного соответствия. Без технического обслуживания скорость чтения не удалось улучшить, и к 1977 году от системы KarTrak отказались.
Даже ближе к концу и после упадка KarTrak разработка усовершенствований на основе системы продолжалась: в 1976, 1977 и 1982 годах было выдано три патента, основанных на технологии KarTrak, один на переменную метку, которая могла сигнализировать о проблема с автомобилем, например, слишком теплая машина-рефрижератор, самоочищающаяся этикетка ACI и трехмерная «оптическая мишень» как еще одна попытка устранить известную проблему с грязными этикетками. [8] [9] [10]
В ноябре 1977 года Ассоциация американских железных дорог опубликовала краткий информационный документ , в котором отмечено несколько проблем с KarTrak: частые неточности в данных, срок службы этикеток ACI подходит к концу и требуют замены, а также отсутствие универсального внедрения в железнодорожной отрасли. Будет проведено взвешенное голосование по всем пересадочным железным дорогам, взвешенное на основе владения железнодорожными вагонами, в зависимости от того, будут ли отменены требования ACI. [11] Результатом голосования стало исключение требования об установке маркировки ACI. Решение было подавляющим, с перевесом 5 к 1. [12] Несмотря на утверждение в своем официальном документе, что недовольство ACI «не означает, что железнодорожная отрасль делает шаг назад в использовании автомобилей, операционной эффективности или во внедрении современных технологий». Из-за этой неудачи железнодорожная отрасль серьезно не искала другую систему идентификации вагонов до середины 1980-х годов. [12] [3]
Метки KarTrak ACI представляли собой пластину с 13 горизонтальными метками, расположенными вертикально, которые также понимаются как линии данных, которые могли иметь 13 различных форм. Эти метки или символы обозначают отдельные цифры 0–9, число 10 как дополнительную функцию для линии контрольной суммы, а также метки «СТАРТ» и «СТОП», которые указывают на положение вертикальной линии тега. [13] На современных изображениях этикеток часто сначала указывается верхний цвет, а затем нижний.
На практике люди обнаружили значительное количество случаев, когда установка меток была выполнена неправильно или в приложении метки были ошибки, такие как поворот ее на 180°, тогда как, как правило, синие полосы СТАРТ и СТОП имели бы было необходимо указать влево с ориентацией к середине тега. В частности, выбор цвета и порядок последовательности STOP, по-видимому, являются предметом таких ошибок, приводящих к ошибкам декодирования и необходимости обходных решений декодера для поля, которое эффективно ослабляет систему. Даже в рекламных материалах некоторых ранних времен подобные недостатки были выявлены. Также говорилось, что метки контрольной суммы иногда были неправильными, и даже сам набор меток имел некоторые различия в отношении впечатанного числа.
- = не используется / зарезервировано
белый = белый/черный узор в клетку, также известный как клетчатый
Метки, также понимаемые как строки данных, имели две горизонтальные полосы, которые вместе представляли один символ информации. Цвета полос: синий, белый, красный и черный. В общей сложности это составляет 16 комбинаций, из которых только 12 использовались в центральной области, за исключением черного как нижнего цвета. По сенсорным причинам белый цвет был затемнен черной шахматной доской, чтобы они примерно соответствовали интенсивности красного и синего, которые воспринимались светом через цветные фильтры.
Этикеток по 5 штук.+3 ⁄ дюйма (15 см) в ширину и 1 дюйм (2,5 см) в высоту. С вертикальным зазором 3 ⁄ дюйма ( 0,95 см) между этикетками общая высота составила 17,5 дюймов (44 см). Этикетки могли прикрепляться непосредственно к борту автомобиля, но обычно наносились на темные пластины, которые затем приклеивались к каждой стороне автомобиля. [14]
Этикетки были изготовлены из световозвращающего пластикового листа, покрытого красным или синим красителем для обеспечения различимости цветных фильтров. Световозвращающий материал давал четкий оптический сигнал, который можно было прочитать на расстоянии 9–12 футов (2,7–3,7 м) и легко отличить от другой маркировки на вагоне. Белые области обеспечивали считывателю как красный, так и синий оптический отклик и были украшены точками, так что их яркость была примерно такой же, как красная или синяя полоса.
Метки начала и остановки были частично заполнены, так что луч сканирования считывателя находился в центре их до того, как они были распознаны. Это гарантировало, что вся этикетка будет центрирована и будет лучше читаема.
Надписи следует читать снизу вверх:
Первая цифра имени владельца оборудования (строка 2) обозначает тип оборудования: 0 для оборудования, принадлежащего железной дороге, 1 для частного или 6 для некоммерческого оборудования.
При необходимости номер автомобиля дополняется нулями слева. Для локомотивов строка 6 — это тип агрегата, а строка 7 — суффиксный номер.
Контрольная цифра рассчитывается следующим образом: каждая цифра числа умножается на два в степени позиции метки минус два . Таким образом, первая цифра (строка 2) умножается на 1, вторая на 2, третья на 4, четвертая на 8 и так далее, до 10-й, которая умножается на 512. Сумма всех этих чисел по модулю равна контрольная цифра. [13]
Код на камбузе на картинке вверху можно расшифровать как Start 8350199918 Stop 5 . Имеется в виду автомобиль с кодом оборудования 8, кодом собственности 350, в котором указан автомобиль Центральной железной дороги штата Иллинойс , [15] номер вагона 199918, с контрольной цифрой 5.
Этикетки размещались с обеих сторон всей железнодорожной техники, в том числе локомотивов, пассажирских вагонов и камбузов . Этикетки должны были быть беспрепятственными, и между ними и сканером не должно было быть никаких лестниц, перил, поручней. При размещении на железнодорожных вагонах с внешней [16] Для изогнутых поверхностей цистерн была доступна этикетка ACI увеличенного размера, известная как «панель расширенного радиуса действия». Световозвращающие полосы на этих панелях были на 3,5 дюйма (89 мм) выше стандартных полос. . [16]
Считывателями были оптические сканеры, чем-то похожие на сканеры штрих-кодов, используемые сегодня для штрих-кодов в розничных магазинах. Расстояния и скорости сканирования означали, что обрабатывающая электроника должна была быть самой современной на тот момент. Их размещали вдоль железнодорожных путей, часто на въезде и выезде с распределительной станции, а также на основных развязках, на расстоянии от путей так, чтобы этикетки проходили в зоне считывания, на расстоянии от 9 до 12 футов (2,7–3,7 м) от железнодорожных путей. сканер и апертура сканера на высоте 9 футов 6 дюймов (2,90 м) над головкой рельса. [17]
Сканеры размещались в металлических коробках, обычно размером с мини-холодильник, 24 на 24 на 12 дюймов (610 на 610 на 300 мм). [17] Они состояли из коллимированного ксенонового дугового источника света мощностью 100–200 Вт , расположенного коаксиально с красными и синими чувствительными фототрубками. Коаксиальная оптическая схема обеспечивает оптимальное распознавание световозвращающих этикеток. Этот оптический источник и чувствительный луч направлялись на большое (8–14 дюймов или 20–36 см) вращающееся колесо с зеркалом, которое обеспечивало вертикальное сканирование вагона. Движение поезда обеспечивало горизонтальное сканирование. Хотя система могла фиксировать метки на скорости 60 миль в час (97 км/ч), часто скорости были намного ниже. [18]
Аналоговые видеосигналы сканера передавались в ближайшую будку с железнодорожным оборудованием, где располагалась обрабатывающая и вычислительная электроника. [19] [20] Первые системы представляли собой дискретные схемы и логику и предоставляли только список меток в кодировке ASCII , прошедших сканер. Они были отправлены железнодорожным операторам для ручного отслеживания или интеграции с их компьютерными системами. Более поздние системы считывания были объединены с мини-компьютерами той эпохи ( Digital Equipment Corporation PDP-8 ), а также были интегрированы более сложные системы отслеживания и взвешивания. Иногда они включали в себя множество входных датчиков железнодорожной станции, датчиков положения стрелочного перевода, проезда вагонов и датчиков подшипников горячих колес. Некоторые из наиболее производительных и, следовательно, более долговечных систем были установлены на закрытых железнодорожных станциях, которые доставляли сыпучие грузы из шахт на металлургический завод, где вес отдельных загружаемых и разгруженных вагонов отслеживал объемы сыпучих грузов.
Система KarTrak оказалась нуждающейся в слишком тщательном обслуживании, чтобы быть практичной. До 20% машин читались неправильно. Более того, у ACI не было какой-либо централизованной системы или сети, даже внутри железнодорожных компаний. Информация, собранная с помощью придорожных сканеров, была распечатана без особых возможностей для поиска информации, кроме просмотра груды документов. Канцелярские работники были разочарованы растущим количеством ошибок. Эти проблемы привели бы к отказу от ARR, которая отменила требование к железнодорожным вагонам иметь маркировку KarTrak. В период с 1967 по 1977 год железнодорожная отрасль потратила на KarTrak 150 миллионов долларов, и до 95% автомобилей имели штрих-коды. [3]
Вагоны, находившиеся в эксплуатации до 1977 года, продолжали иметь маркировку KarTrak, причем маркировки все еще наблюдались на грузовых вагонах до 2000-х годов. [21] Эти маркировки со временем исчезли из-за сочетания перекраски, капитального ремонта и вывода вагонов из эксплуатации, в частности из-за Правил 88 и 90 AAR, которые ограничивают использование железнодорожных вагонов, построенных до 1 июля 1974 года, до 40 срок службы, который закончился у большинства автомобилей в середине 2010-х годов. Автомобили, выпущенные 1 июля 1974 года и после этой даты, имеют срок службы 50 лет с обязательным выходом на пенсию с 2024 года. [22] [23]
Версии технологии KarTrak опробовались и в других областях. В конце 1960-х годов магистраль Нью-Джерси исследовала эту систему как способ выставления счетов транспортным средствам, пользующимся платной дорогой , а также для идентификации транспортного средства. Компьютер рассчитает сумму дорожного сбора, и водителю будет отправлен счет. [24] Как и в оригинальной версии KarTrak, транспортные средства будут оснащаться этикеткой размером примерно 3 на 7 дюймов (76 на 178 мм), которая будет сканироваться камерой на пунктах взимания платы за проезд .
В 1984 году Computer Identics Corporation, компания Коллинза после его ухода из GTE Sylvania, подала в суд на компанию Southern Pacific Transportation вместе с тремя другими компаниями, утверждая, что они участвовали в заговоре с целью намеренно подорвать деятельность KarTrak в пользу системы Southern Pacific Transportation. работал над проектом TOPS . Иск в конечном итоге был безуспешным, поскольку присяжные установили отсутствие доказательств заговора, что затем было поддержано апелляцией. [25]
{{cite book}}: CS1 maint: DOI неактивен по состоянию на январь 2024 г. ( ссылка )(Дополнительная веб-ссылка: Цифровая библиотека ACM – Компьютеры на транспорте.Правило 88 и 90
. Автомобили старше 40 лет, начиная с года первоначальной постройки...