本發明專利技術提供了一種基于射頻技術的高精度列車定位系統及其定位方法，包括：設置在軌道旁固定物上的射頻卡，設置在有軌車上的閱讀器以及處理計算機；射頻卡響應閱讀器發出的發射信號，返回反射信號；閱讀器接收并處理射頻卡返回的反射信號，獲得該射頻卡的卡號，并將卡號發送給處理計算機；處理計算機，調用射頻卡數據庫識別與該射頻卡卡號相對應的定位信息。該列車定位系統及定位方法繼承了射頻技術的諸多優點，克服了現有技術所存在的問題，可以在苛刻的環境中精準有效的工作。另外，本發明專利技術還設計了該定位系統的誤差修正方案，進一步提高了該列車定位系統的檢測精確度，滿足當前軌道交通發展對檢測系統所提出的更高要求。
High precision train positioning system based on radio frequency technology and positioning method thereof
The present invention provides a radio frequency technology with high accuracy of train positioning system and method, including: setting based on RF beside the track fixtures on the card reader and computer processing have set in the rail vehicle; RF card reader to send the response signal, back reflection signal receiving and processing the RF card reader; reflection the signal returned, the RF card number and card number will be sent to the computer; processing computer, call the radio frequency card positioning of the card number corresponding to the radio frequency identification and information database. The train positioning system and the positioning method inherit many advantages of the radio frequency technology, overcome the problems existing in the existing technology, and can work accurately and effectively in the harsh environment. In addition, the invention also designs the system error correction scheme, to further improve the detection accuracy of the train positioning system, meet the higher requirements of the current development of rail transportation on the proposed detecting system.
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及軌道交通設施檢測
，特別是一種基于射頻技術的高精度列車 定位系統及其定位方法。
技術介紹
軌道檢查車是為檢查軌道病害、消除事故隱患、指導線路維修、提高線路平順性、 保障行車安全的大型動態檢測設備。它主要應用于火車、地鐵、有軌電車等軌道交通領域。 在軌道檢查車上安裝的軌道檢測系統，能對軌道幾何參數進行動態檢測，檢測數據和超限 對于指導工務段養路維修、保證行車安全有著十分重要的作用。而軌道檢查車所檢測的這 些超限數據需要加上里程標記，工務段才可準確而快速地確定超限的位置，并根據具體情 況對線路進行維修和養護，消除線路病害。如果檢測的超限數據的里程誤差較大，那么在現 場查找病害就會花費大量的時間和人力，有時甚至無法確定病害位置。因而，軌道檢測系統 對里程的準確性有著較高的要求。目前，應用于軌道檢查車的里程定位技術大致有以下三種首先，是手動置里程方法。手動置里程方法是靠人工在瞭望窗口進行軌道線路里 程的觀察，在軌道檢查車運行到特定里程處時，由人工輸入里程數，進行里程的修正。這種手動置里程方法的缺點在于增加了檢測人員的工作量，使得檢測任務更加 繁重；操作人員修正時可能會輸入里程錯誤，導致系統里程誤差；不同的人按下修正鍵時 間早晚會有差別，加大系統誤差；檢測受環境制約，對于夜間等視距不佳環境人工無法看清 里程牌導致無法進行里程修正；列車速度過快也可能造成人工無法看清公里牌，導致無法 進行里程修正。其次，是光電編碼器檢測方法。光電編碼器檢測方法是通過安裝在輪軸上的光電 編碼器獲取的里程標記的。光電編碼器和輪軸固聯，每當車輪旋轉一圈時，會帶動光電編碼 器旋轉一周，光電軸編碼器會給系統發送一定數量的脈沖。由于車輪的周長是已知的，因而 每一個脈沖所代表的距離可以計算得到。檢測系統根據光電編碼器發送的脈沖的個數就可 以累計出里程數，以此形成檢測系統自身的里程標記。這種光電編碼器檢測方法的缺點在于列車長期運行，車輪自身磨損會造成圓周 變小，則每一個脈沖代表的距離會變小，從而導致檢測數據的誤差；列車制動等動作時，車 輪會打滑，車軸不會帶動光電編碼器旋轉，進而引起檢測的誤差；由于現場施工改線等原 因，造成線路的長鏈、短鏈或者連接線，會出現里程跳變，這些原因都會造成檢測系統的計 算里程和線路上的實際里程之間的誤差。再有，是GPS里程校對方法。GPS里程校對方法是利用GPS的定位功能，將GPS接 收系統實時輸出的數據包括經度、緯度、方向角等參數和數據庫中預先設置的里程數據進 行匹配，在特定里程匹配相對應的里程數，并將里程數輸出到檢測系統，對系統進行里程自 動修正。GPS里程校對方法的缺點在于GPS接收器受鐵路環境影響較大，在隧道、山谷甚至橋梁等遮擋衛星信號接收的地方，GPS里程校對系統將無法工作；GPS系統的定位誤差較 大，在普通線路上，可以達到5米，隨著列車速度的提高，GPS系統的定位誤差還會進一步增 大，無法滿足動態檢測列車檢測精度的要求。綜上所述，鑒于現有各種軌道檢查車的里程定位技術均存在各種各樣的問題，無 法充分滿足實際軌道列車里程檢測的需要。因此，我們需要設計一種全新的高精度列車定 位技術，使之能滿足當前軌道交通發展對檢測系統所提出的更高要求，在苛刻的環境中精 準有效的工作。
技術實現思路
本專利技術的主要目的在于解決現有技術中存在的問題，提供一種基于射頻技術的高 精度列車定位系統及其定位方法。該技術能滿足當前軌道交通發展對檢測系統所提出的更 高要求，可以在苛刻的環境中精準有效的工作。本專利技術的目的是通過下述技術方案予以實現的一種基于射頻技術的高精度列車定位系統，其特征在于，包括設置在軌道旁固定 物上的復數個射頻卡，設置在有軌車上的至少一個閱讀器以及處理計算機；所述射頻卡，用于響應閱讀器發出的發射信號，返回反射信號；所述反射信號中至 少包含有該射頻卡的卡號；所述閱讀器，用于發出發射信號；接收并處理射頻卡返回的反射信號，獲得該被檢 測射頻卡的卡號；將所獲得的被檢測射頻卡卡號發送給處理計算機；所述處理計算機，與閱讀器相連，用于調用射頻卡數據庫識別與該被檢測射頻卡 卡號相對應的定位信息；所述射頻卡數據庫中存儲有與各個射頻卡卡號相對應的射頻卡定 位信息。所述列車定位系統中還設有誤差修正系統；該誤差修正系統包括光電編碼器、 精確計數器、誤差計算器和誤差修正單元；所述光電編碼器，安裝在有軌車的輪軸上，隨著有軌車輪軸的旋轉產生脈沖信 號；所述精確計數器，與光電編碼器相連，用于接收光電編碼器的脈沖信號；接收閱讀 器發送來的啟動信號，啟動對光電編碼器脈沖信號的計數；接收處理計算機發送來的終止 信號，終止對光電編碼器脈沖信號的計數；將獲得的光電編碼器脈沖信號計數值發送給誤 差計算器；所述誤差計算器，用于根據該光電編碼器脈沖信號計數值計算誤差距離，并將誤 差距離作為該被檢測射頻卡定位信息的誤差修正值發送給誤差修正單元；所述誤差修正單元，用于根據接收的誤差修正值對該被檢測射頻卡定位信息進行 修正。在所述誤差修正系統中還設置有安裝位置修正值存儲單元和閱讀范圍修正值存 儲單元；所述安裝位置修正值存儲單元，用于存儲安裝位置修正值；所述閱讀范圍修正值存儲單元，用于存儲閱讀范圍修正值；所述誤差計算器，用于讀取所述安裝位置修正值存儲單元和閱讀范圍修正值存儲單元中存儲的安裝位置修正值和閱讀范圍修正值；根據所述計算得到的誤差距離以及所述 安裝位置修正值和閱讀范圍修正值，計算對該射頻卡定位信息的誤差修正值，并將該誤差 修正值發送給誤差修正單元。所述射頻卡安裝在軌道旁側的固定物上；該列車定位系統中設有兩個閱讀器，分 別安裝于有軌車的兩側，與射頻卡相對應；所述兩個閱讀器設置在有軌車的車廂內側或外 側；所述兩個閱讀器均與所述處理計算機相連接。所述閱讀器設置在有軌車的車廂內，緊貼于有軌車車窗。所述射頻卡安裝在軌道底側；所述閱讀器對應安裝在有軌車的底側。所述閱讀器與處理計算機之間通過RS-232、RS_485或以太網接口相連接。一種基于射頻技術的高精度列車定位方法，其特征在于，包括設置在軌道旁固定物上的射頻卡響應閱讀器發出的發射信號，返回反射信號；所 述反射信號中至少包含有該射頻卡的卡號；設置在有軌車上的閱讀器接收并處理射頻卡返回的反射信號，獲得該被檢測射頻 卡的卡號；處理計算機調用射頻卡數據庫，識別與該被檢測射頻卡卡號相對應的定位信息。閱讀器在給處理計算機發送射頻卡卡號的同時，還向精確計數器發送啟動信號；處理計算機在識別出被檢測射頻卡卡號相對應定位信息的同時，還向精確計數器 發送終止信號；精確計數器接收到啟動信號，啟動對光電編碼器脈沖信號的計數；接收到終止信 號，終止對光電編碼器脈沖信號的計數；誤差計算器根據光電編碼器脈沖信號計數值計算誤差距離，并將該誤差距離作為 該被檢測射頻卡定位信息的誤差修正值；誤差修正單元根據該誤差修正值對射頻卡定位信息進行修正。誤差計算器讀取安裝位置修正值存儲單元存儲的安裝位置修正值；誤差計算器讀取閱讀范圍修正值存儲單元存儲的閱讀范圍修正值；誤差計算器根據計算得到的誤差距離以及讀取的安裝位置修正值和閱讀范圍修 正值，計算對該射頻卡定位信息的誤差修正值。通過本專利技術實施例，提供了一種全新的基于射頻技術的高精度列車定位系統及其 定本文檔來自技高網...
【技術保護點】
１．一種基于射頻技術的高精度列車定位系統，其特征在于，包括：設置在軌道旁固定物上的復數個射頻卡，設置在有軌車上的至少一個閱讀器以及處理計算機；所述射頻卡，用于響應閱讀器發出的發射信號，返回反射信號；所述反射信號中至少包含有該射頻卡的卡號；所述閱讀器，用于發出發射信號；接收并處理射頻卡返回的反射信號，獲得該被檢測射頻卡的卡號；將所獲得的被檢測射頻卡卡號發送給處理計算機；所述處理計算機，與閱讀器相連，用于調用射頻卡數據庫識別與該被檢測射頻卡卡號相對應的定位信息；所述射頻卡數據庫中存儲有與各個射頻卡卡號相對應的射頻卡定位信息。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：楊愛紅，王登陽，楊超，任盛偉，魏世斌，夏博光，譚松，
申請(專利權)人：中國鐵道科學研究院基礎設施檢測研究所，北京鐵科英邁技術有限公司，
類型：發明
國別省市：11
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