图1 射频标签里程数据库计算与录入
2.3 系统设计实现
(1)系统组成:里程精确定位系统是在检测列车检测过程中,实时精确定位列车行驶里程位置,综合发布列车行驶状态的数据平台。其中,系统软件部分为里程同步软件,硬件部分包括里程校准接口单元、里程同步服务器及串口交换机、射频标签阅读器等。
(2)里程同步方式:服务器端将里程、时间、增减里程、上下行等相关信息通过里程同步通道以RS-422串口协议传输给各检测系统,各系统配备该串口板及里程同步信息的客户端软件。服务器数据信息每500ms发送一次,遇到长短链等里程跳变较大时及RFID定位点时优先发送,各检测系统必须实时修正里程。里程同步服务器与差分GPS接收机通过RS232通信串口连接。差分GPS用于初次使用标签时对里程误差较大情况下的校核、辅助修正。
(3)当阅读器随着巡检车的移动到达电子标签附近,电子标签进入阅读器读写场范围时,阅读器发射的载波信号激活电子标签,电子标签向阅读器循环发送电子标签信息,阅读器接收电子标签发送的信号,并对信号进行解调和解码,得到电子标签信息,判断信息的有效性,计算得到电子标签信息后与数据库中的预存信息进行比对,识别标签号对应的里程信息和线路特征点信息,并对累加的里程信息进行修正,最后将准确的里程定位信息发送至各个系统。
2.4 应用精度分析
为了验证射频标签定位准确性,利用综合巡检车(速度80km/h)、CRH2-150C综合检测车(速度300km/h)分别进行了低速和高速动态检验。地点选择在我段管内沪宁城际已经安装射频标签卡的线路。从结果可以看出,在以5~7km为间隔的区段,整个36公里试验平均每公里的定位误差≤0.55m。CRH2-150C每公里的定位误差≤0.75m。对于现场巡视检查,精度已经满足。
2.5 影响里程精度的几种情况
在试验中发现一些里程偏差较大或者射频标签卡扫描不出。主要有以下几种原因:
(1)CPⅢ编号记录错误。
如管内沿线CPⅢ点有新旧之分,距离相隔很近,编号经日晒雨淋都比较模糊,偶尔错误记录了旧CPⅢ编号。这种情况对检测影响很大,后期需要现场再次复核和修正数据库才使得能正常使用,费时费力,在标签安装时期应避免发生。
(2)GPS修正点库里程不准。
初次使用巡检车时,同时利用标签和GPS两种方式定位,发现两种定位方式里程修正偏差大,经调查、分析发现部分GPS点里程与实际里程偏差大。因此应该避免选择GPS修正里程,应把它作为校核的辅助手段。
(3)标签卡扫描不出
经现场调查一是卡的正反面安装错误,二是安装高度不对,安装高度应该距离轨面2.2米(偏差1cm内),偏高、偏低不符高度的需适当调整。
(4)阅读器读取的标签信息为-1或0的情况
日记记录显示为NULL,说明数据库中无该射频标签的数据记录,此时数据采集服务器只能采集到标签内标签号,但不会进行里程修正,应检查并更新数据库。
2.6 里程定位在巡检车检测系统的应用
里程的精确定位能是巡检车综合系统核心,能够实时给轨道状态巡检、限界检测、钢轨轮廓检测、接触网部件巡检、环境视频监视等系统实时发布线别、里程、速度、经纬度等信息,把缺陷与里程对应在一起。以下是RFID定位技术在巡检车上的运用实例(部分)。
(a轨道状态巡检;b定位器坡度检测;c环境视频监测;d接触网部件巡检)
3、后期应用展望
RFID技术除了上述的用途外,通过不断探索与实践,相信在后期还会有更广泛的应用空间。如:
(1)对特定位置设备检查回放。 有些设备具有安装位置跨度大,分布离散、结构复杂、形式多样的特点,人工巡查耗时耗力。由于巡检车图像和视频资料丰富清晰,且定位精确,通过回放可以对照查找该处的设备结构状态,从而实现代替人工现场巡查,不仅节约了天窗、人工,效率也能极大提高。