一种基于射频技术的高精度列车定位系统及其定位方法技术方案

本发明专利技术提供了一种基于射频技术的高精度列车定位系统及其定位方法，包括：设置在轨道旁固定物上的射频卡，设置在有轨车上的阅读器以及处理计算机；射频卡响应阅读器发出的发射信号，返回反射信号；阅读器接收并处理射频卡返回的反射信号，获得该射频卡的卡号，并将卡号发送给处理计算机；处理计算机，调用射频卡数据库识别与该射频卡卡号相对应的定位信息。该列车定位系统及定位方法继承了射频技术的诸多优点，克服了现有技术所存在的问题，可以在苛刻的环境中精准有效的工作。另外，本发明专利技术还设计了该定位系统的误差修正方案，进一步提高了该列车定位系统的检测精确度，满足当前轨道交通发展对检测系统所提出的更高要求。

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.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及轨道交通设施检测
，特别是一种基于射频技术的高精度列车 定位系统及其定位方法。
技术介绍
轨道检查车是为检查轨道病害、消除事故隐患、指导线路维修、提高线路平顺性、 保障行车安全的大型动态检测设备。它主要应用于火车、地铁、有轨电车等轨道交通领域。 在轨道检查车上安装的轨道检测系统，能对轨道几何参数进行动态检测，检测数据和超限 对于指导工务段养路维修、保证行车安全有着十分重要的作用。而轨道检查车所检测的这 些超限数据需要加上里程标记，工务段才可准确而快速地确定超限的位置，并根据具体情 况对线路进行维修和养护，消除线路病害。如果检测的超限数据的里程误差较大，那么在现 场查找病害就会花费大量的时间和人力，有时甚至无法确定病害位置。因而，轨道检测系统 对里程的准确性有着较高的要求。目前，应用于轨道检查车的里程定位技术大致有以下三种首先，是手动置里程方法。手动置里程方法是靠人工在瞭望窗口进行轨道线路里 程的观察，在轨道检查车运行到特定里程处时，由人工输入里程数，进行里程的修正。这种手动置里程方法的缺点在于增加了检测人员的工作量，使得检测任务更加 繁重；操作人员修正时可能会输入里程错误，导致系统里程误差；不同的人按下修正键时 间早晚会有差别，加大系统误差；检测受环境制约，对于夜间等视距不佳环境人工无法看清 里程牌导致无法进行里程修正；列车速度过快也可能造成人工无法看清公里牌，导致无法 进行里程修正。其次，是光电编码器检测方法。光电编码器检测方法是通过安装在轮轴上的光电 编码器获取的里程标记的。光电编码器和轮轴固联，每当车轮旋转一圈时，会带动光电编码 器旋转一周，光电轴编码器会给系统发送一定数量的脉冲。由于车轮的周长是已知的，因而 每一个脉冲所代表的距离可以计算得到。检测系统根据光电编码器发送的脉冲的个数就可 以累计出里程数，以此形成检测系统自身的里程标记。这种光电编码器检测方法的缺点在于列车长期运行，车轮自身磨损会造成圆周 变小，则每一个脉冲代表的距离会变小，从而导致检测数据的误差；列车制动等动作时，车 轮会打滑，车轴不会带动光电编码器旋转，进而引起检测的误差；由于现场施工改线等原 因，造成线路的长链、短链或者连接线，会出现里程跳变，这些原因都会造成检测系统的计 算里程和线路上的实际里程之间的误差。再有，是GPS里程校对方法。GPS里程校对方法是利用GPS的定位功能，将GPS接 收系统实时输出的数据包括经度、纬度、方向角等参数和数据库中预先设置的里程数据进 行匹配，在特定里程匹配相对应的里程数，并将里程数输出到检测系统，对系统进行里程自 动修正。GPS里程校对方法的缺点在于GPS接收器受铁路环境影响较大，在隧道、山谷甚至桥梁等遮挡卫星信号接收的地方，GPS里程校对系统将无法工作；GPS系统的定位误差较 大，在普通线路上，可以达到5米，随着列车速度的提高，GPS系统的定位误差还会进一步增 大，无法满足动态检测列车检测精度的要求。综上所述，鉴于现有各种轨道检查车的里程定位技术均存在各种各样的问题，无 法充分满足实际轨道列车里程检测的需要。因此，我们需要设计一种全新的高精度列车定 位技术，使之能满足当前轨道交通发展对检测系统所提出的更高要求，在苛刻的环境中精 准有效的工作。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于解决现有技术中存在的问题，提供一种基于射频技术的高 精度列车定位系统及其定位方法。该技术能满足当前轨道交通发展对检测系统所提出的更 高要求，可以在苛刻的环境中精准有效的工作。本专利技术的目的是通过下述技术方案予以实现的一种基于射频技术的高精度列车定位系统，其特征在于，包括设置在轨道旁固定 物上的复数个射频卡，设置在有轨车上的至少一个阅读器以及处理计算机；所述射频卡，用于响应阅读器发出的发射信号，返回反射信号；所述反射信号中至 少包含有该射频卡的卡号；所述阅读器，用于发出发射信号；接收并处理射频卡返回的反射信号，获得该被检 测射频卡的卡号；将所获得的被检测射频卡卡号发送给处理计算机；所述处理计算机，与阅读器相连，用于调用射频卡数据库识别与该被检测射频卡 卡号相对应的定位信息；所述射频卡数据库中存储有与各个射频卡卡号相对应的射频卡定 位信息。所述列车定位系统中还设有误差修正系统；该误差修正系统包括光电编码器、 精确计数器、误差计算器和误差修正单元；所述光电编码器，安装在有轨车的轮轴上，随着有轨车轮轴的旋转产生脉冲信 号；所述精确计数器，与光电编码器相连，用于接收光电编码器的脉冲信号；接收阅读 器发送来的启动信号，启动对光电编码器脉冲信号的计数；接收处理计算机发送来的终止 信号，终止对光电编码器脉冲信号的计数；将获得的光电编码器脉冲信号计数值发送给误 差计算器；所述误差计算器，用于根据该光电编码器脉冲信号计数值计算误差距离，并将误 差距离作为该被检测射频卡定位信息的误差修正值发送给误差修正单元；所述误差修正单元，用于根据接收的误差修正值对该被检测射频卡定位信息进行 修正。在所述误差修正系统中还设置有安装位置修正值存储单元和阅读范围修正值存 储单元；所述安装位置修正值存储单元，用于存储安装位置修正值；所述阅读范围修正值存储单元，用于存储阅读范围修正值；所述误差计算器，用于读取所述安装位置修正值存储单元和阅读范围修正值存储单元中存储的安装位置修正值和阅读范围修正值；根据所述计算得到的误差距离以及所述 安装位置修正值和阅读范围修正值，计算对该射频卡定位信息的误差修正值，并将该误差 修正值发送给误差修正单元。所述射频卡安装在轨道旁侧的固定物上；该列车定位系统中设有两个阅读器，分 别安装于有轨车的两侧，与射频卡相对应；所述两个阅读器设置在有轨车的车厢内侧或外 侧；所述两个阅读器均与所述处理计算机相连接。所述阅读器设置在有轨车的车厢内，紧贴于有轨车车窗。所述射频卡安装在轨道底侧；所述阅读器对应安装在有轨车的底侧。所述阅读器与处理计算机之间通过RS-232、RS_485或以太网接口相连接。一种基于射频技术的高精度列车定位方法，其特征在于，包括设置在轨道旁固定物上的射频卡响应阅读器发出的发射信号，返回反射信号；所 述反射信号中至少包含有该射频卡的卡号；设置在有轨车上的阅读器接收并处理射频卡返回的反射信号，获得该被检测射频 卡的卡号；处理计算机调用射频卡数据库，识别与该被检测射频卡卡号相对应的定位信息。阅读器在给处理计算机发送射频卡卡号的同时，还向精确计数器发送启动信号；处理计算机在识别出被检测射频卡卡号相对应定位信息的同时，还向精确计数器 发送终止信号；精确计数器接收到启动信号，启动对光电编码器脉冲信号的计数；接收到终止信 号，终止对光电编码器脉冲信号的计数；误差计算器根据光电编码器脉冲信号计数值计算误差距离，并将该误差距离作为 该被检测射频卡定位信息的误差修正值；误差修正单元根据该误差修正值对射频卡定位信息进行修正。误差计算器读取安装位置修正值存储单元存储的安装位置修正值；误差计算器读取阅读范围修正值存储单元存储的阅读范围修正值；误差计算器根据计算得到的误差距离以及读取的安装位置修正值和阅读范围修 正值，计算对该射频卡定位信息的误差修正值。通过本专利技术实施例，提供了一种全新的基于射频技术的高精度列车定位系统及其 定本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种基于射频技术的高精度列车定位系统，其特征在于，包括：设置在轨道旁固定物上的复数个射频卡，设置在有轨车上的至少一个阅读器以及处理计算机；所述射频卡，用于响应阅读器发出的发射信号，返回反射信号；所述反射信号中至少包含有该射频卡的卡号；所述阅读器，用于发出发射信号；接收并处理射频卡返回的反射信号，获得该被检测射频卡的卡号；将所获得的被检测射频卡卡号发送给处理计算机；所述处理计算机，与阅读器相连，用于调用射频卡数据库识别与该被检测射频卡卡号相对应的定位信息；所述射频卡数据库中存储有与各个射频卡卡号相对应的射频卡定位信息。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨爱红，王登阳，杨超，任盛伟，魏世斌，夏博光，谭松，
申请(专利权)人：中国铁道科学研究院基础设施检测研究所，北京铁科英迈技术有限公司，
类型：发明
国别省市：11