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无线射频(RFID)技术在高速检测列车精确定位中的应用
1高速检测列车定位系统概况
中国铁路已进入高速时代，确保高速铁路安全有效运行，提高寻找病害、消除病害的效率，成为铁路日常检测所要重点关注的问题。高速检测列车在检测过程中，提高定位病害的精度，将是解决这些问题的关键所在。国内外采用的高速检测列车定位系统主要有以下几种方式：
1)基于速度编码器的里程累加定位方法。列车上安装有速度编码器，提供脉冲信号，根据脉冲信号记录下车轮的转数，根据车轮轮径计算出列车累积转动的距离，从而计算出列车的行驶里程，完成对列车的定位。但是中国目前的线路存在长短链等问题，且要考虑计数的误差(车轮空转、滑行等)和轮径的磨损，不能保证其准确性。
2)基于测速的定位方法。由线路的一维性，用记录下的列车的行驶速度，计算出列车行驶的里程，即可得到列车的定位信息。列车的行驶速度可以通过多普勒雷达测量列车的行驶速度，也可以通过陀螺仪记录下列车行驶时在三维空间中的加速度，然后通过积分得出其具体的行驶速度。但是由于行驶里程是累加值，存在累加误差，对于定位精度要求高的情况，无法满足定位要求。
3)基于应答器的定位方法。基于应答器方式的定位方法是目前采用较广泛的列车定位方法。应答器按照一定距离间隔安装于轨道之间，列车通过应答器上方时，通过接收天线读取应答器内的信息，获得相关里程信息，完成对列车的定位。基于应答器的定位方法，其优点是定位精度高，可区分上下行，使用寿命长，维护成本较低，在恶劣环境下可保证良好的稳定性。缺点是只能给出所在点的位置信息，安装成本较高。考虑到检测列车的工作包括对新线路的联调联试，在新线路的联调联试过程中，应答器本身属于被检测的对象之一，不能作为检测列车的定位信息源使用。
4)基于卫星系统的定位方法。GPS定位技术是通过人造卫星对地面上的目标进行测定并进行定位和导航的技术。GPS接收机使用方便，技术成熟，成本相对较低，维护相对容易，可为列车提供定位信息。因此现阶段，GPS定位技术被广泛应用于检测列车的精确定位。但是由于GPS定位精度较低，存在较大的偏差，中国铁路沿途的山区隧道较多，隧道距离较长，使得GPS接收存在大量盲区，无法完成实时位置信息的获取，而检测列车无法获取实时准确的里程信息，会影响正常检测工作中里程的精确定位。对实际线路的检测发现，在某些区间存在大约80km连续盲区，在此区间，隧道和天桥连续出现，遮挡GPS天线接收定位信息，无法完成列车运行的定位，容易对检测列车运行过程中的里程信息造成一定的影响。
5)除以上所述方法外，多普勒雷达、无线测距系统等也是列车常用的定位方法。这些方法各有优缺点，定位精度和成本也各不相同。在检测列车实际运行过程中，往往通过对几种信息源进行信息融合，通过算法计算出一个较为准确的定位信息。
6)RFID无线射频技术作为一种新兴的定位手段，已较广泛地应用于各个领域，尤其在物流物品的跟踪管理，应用非常广泛。RFID技术在货车跟踪，货车车号自动识别等方面也早已应用于中国铁路，并趋于成熟。基于RFID技术的特点及其实际应用的效果，采用RFID辅助实现高速检测列车精确定位，能够改善GPS定位精度不高和由于隧道、车站等存在遮挡情况下无法获取实时定位信息的缺陷，同时由于其通用性好、适应恶劣环境、扩展性强等优点，使得RFID技术可以成为高速检测列车定位的重要手段之一。
2RFID技术辅助检测列车定位系统分析
2.1RFID的基本工作原理
电子标签进入磁场后，接收阅读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息(PassiveTag无源标签或被动标签)，或者主动发送某一频率的信号(ActiveTag有源标签或主动标签)；阅读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理，RFID基本工作原理见图1。
图1RFID基本工作原理
2.2RFID的基本组成框架
RFID由标签(Tag)、阅读器(Reader)及天线(Antenna)三部分组成。标签由耦合元件及芯片组成，每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象；阅读器是读取(有时也可以写入)标签信息的设备，可设计为手持式或固定式；天线的功能是在标签和阅读器间传递射频信号。
2.3RFID的主要特点
①读取方便快捷，数据通过电磁波完成无线通信，没有工作环境的限制；②识别速度快，电子标签进入阅读器阅读范围，阅读器可即时读取电子标签中的信息；③环境适应性好，无线通信的方式使其可以在较为恶劣的环境中使用，粉尘、水等对其无法产生影响；④使用寿命长，一般情况下，无源电子标签理论上可以做到永久使用，半无源电子