近場電磁測距（NFER）定位系統(tǒng)的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在兩個方面，一個是技術(shù)優(yōu)勢，一個是商業(yè)優(yōu)勢。
第一、技術(shù)優(yōu)勢
該系統(tǒng)采用的低頻率（3MHz）射頻信號可以有效的穿透或者繞過障礙物進(jìn)行感知，通過對信號強(qiáng)度而不是到達(dá)時間來測距，不要求標(biāo)簽和接收器之間無阻擋，所以相對于其它通過計(jì)算到達(dá)時間差來測距的定位系統(tǒng)來說，近場電磁測距（NFER）定位系統(tǒng)在多徑效應(yīng)明顯，阻擋嚴(yán)重的惡劣環(huán)境內(nèi)工作具有絕對的優(yōu)勢。
第二、商業(yè)優(yōu)勢
定位系統(tǒng)所采用的近場電測測距技術(shù)全世界僅此一家，獨(dú)一無二，而基于其它技術(shù)的系統(tǒng)都有多個廠商。我們的 NFER 系統(tǒng)又是當(dāng)前市場上唯一一個從技術(shù)本征上適用于高鐵檢修站或者機(jī)務(wù)段作業(yè)管理的定位系統(tǒng)，而這套定位系統(tǒng)全球只有一家制造商，所以這套系統(tǒng)目前沒有競爭對手。
第三、在國外的應(yīng)用案例
近場電磁測距定位系統(tǒng)在國外有很多成熟的應(yīng)用案例，這些案例主要存在于以下領(lǐng)域：
1）核輻射仿真訓(xùn)練
如果核電站或者核設(shè)施發(fā)生了核泄漏，工作人員需要知道如何應(yīng)對。這個仿真系統(tǒng)就提供了一個逼真的訓(xùn)練環(huán)境。核泄漏輻射強(qiáng)度是和位置相關(guān)的，所以需要一個定位系統(tǒng)來確定位置，然后軟件來模擬該位置所承受的輻射強(qiáng)度。這個定位系統(tǒng)就是仿真系統(tǒng)的子系統(tǒng)。美國已經(jīng)有幾十家核電站采用這套仿真系統(tǒng)。
2）軍事戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練
在進(jìn)行戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練時，需要即時掌握受訓(xùn)人員的位置和運(yùn)動信息，這些信息可以被保存下來便于訓(xùn)練后總結(jié)和提高。
3）倉儲和供應(yīng)鏈管理
定位系統(tǒng)幫助倉庫管理人員隨時掌握貨物、人員以及流動車輛的位置，該系統(tǒng)還可以作為防碰撞系統(tǒng)
4）安全管理
定位系統(tǒng)可提供在各種環(huán)境下建筑物內(nèi)的人員、車輛位置以及各自的運(yùn)動方向，為防止人員和車輛，車輛之間的碰撞提供了傳感網(wǎng)絡(luò)。
5）生產(chǎn)管理
定位系統(tǒng)提供和設(shè)備和物料的位置，便于查找和追蹤。
6）運(yùn)動管理
定位系統(tǒng)為籃球、冰球、足球和橄欖球運(yùn)動員在訓(xùn)練時的跑位提供數(shù)據(jù)支持。
7）監(jiān)獄管理
定位系統(tǒng)對警員和被關(guān)押人員的位置提供數(shù)據(jù)支持，如果發(fā)現(xiàn)被關(guān)押人員存在聚集行為或者襲警行為，可報(bào)警干預(yù)。
8）醫(yī)療管理
定位系統(tǒng)對醫(yī)生、護(hù)士、病人和貴重醫(yī)療器械的位置提供數(shù)據(jù)，便于醫(yī)院提高管理水平和工作效率。
從以上工作場景可以看出，大部分的工作環(huán)境都存在大量的阻擋，有的環(huán)境金屬物比較多，多徑效應(yīng)明顯。
近場電場測距定位系統(tǒng)的信號可以穿透或者繞過障礙物，具有其它基于射頻技術(shù)的定位系統(tǒng)所無可比擬的技術(shù)優(yōu)勢。
第四、NFER在鐵路運(yùn)營管理的應(yīng)用
我國高速鐵路建設(shè)近年來實(shí)現(xiàn)了飛速發(fā)展。為保障高速列車安全運(yùn)行，減少故障率，需要定期對列車進(jìn)行安全檢修以確保列車處于最佳的運(yùn)行狀態(tài)。與此同時，還有大量運(yùn)營的其他鐵道交通系統(tǒng)也面臨著相同的問題。
但是，鐵道交通系統(tǒng)檢修站面積大，阻擋多，管理人員難以掌握檢修工人的實(shí)時位置。迫切需要一種系統(tǒng)對檢修人員進(jìn)行實(shí)時定位和作業(yè)評價。這樣的系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)檢修人員實(shí)時定位監(jiān)控；作業(yè)時間、區(qū)域、流程異常報(bào)警；作業(yè)流程和路徑規(guī)劃、跟蹤、記錄、回放；與視頻監(jiān)控系統(tǒng)交聯(lián)及安全保護(hù)聯(lián)動等功能。實(shí)現(xiàn)對檢修庫檢修人員作業(yè)的集中監(jiān)管，有效保證各種軌道交通車輛檢修的質(zhì)量和人員安全。
我們引入的近場電磁測距（NFER）高精度實(shí)時定位系統(tǒng)，可廣泛應(yīng)用于鐵路、礦山、軍事訓(xùn)練、工廠、物流倉庫等場合。該系統(tǒng)是集跟蹤定位、實(shí)時查找、日常管理等功能為一體的綜合性運(yùn)用系統(tǒng),集合了識別技術(shù)、傳輸技術(shù)、計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)等最頂尖的技術(shù)，能夠幫助用戶迅速有效地找到分布在各處的設(shè)備和人員，大大提高生產(chǎn)和轉(zhuǎn)運(yùn)效率，節(jié)省搜索時間，保障現(xiàn)場人員安全。
一、系統(tǒng)建設(shè)依據(jù)
NFER 系統(tǒng)部署符合本項(xiàng)目通過在固定場所布設(shè)定位接收裝置，被定位人員佩戴發(fā)射射頻信號的定位標(biāo)簽的方式，實(shí)現(xiàn)指定區(qū)域內(nèi)人員的實(shí)時精確定位的要求。定位標(biāo)簽位置偏差通常情況下在一米以內(nèi)，達(dá)到或者超過建設(shè)要求。如果部署在室外，標(biāo)簽的防護(hù)等級可達(dá) IP68，滿足建設(shè)要求。信號頻率范圍是 3MHz 左右，該頻段屬于低頻波段，不會和現(xiàn)有通訊設(shè)備相互干擾，符合我國無線電管理規(guī)定。
二、系統(tǒng)建設(shè)原則
（1）先進(jìn)性與成熟性原則：NFER 系統(tǒng)是著名實(shí)時射頻定位系統(tǒng)生產(chǎn)商Q-Track 公司的產(chǎn)品。Q-Track 公司的產(chǎn)品以其獨(dú)樹一幟的近場電磁測距技術(shù)在該領(lǐng)域享有盛譽(yù)，10 年來在美國眾多的醫(yī)療機(jī)構(gòu)、軍事訓(xùn)練基地、鐵路檢修、礦山、倉庫、工廠、農(nóng)場和核電站等場所部署，是先進(jìn)成熟的產(chǎn)品。該產(chǎn)品也多次獲得美國的創(chuàng)新獎項(xiàng)并且獲得美國專利。
（2）高可用性原則：包含中國在內(nèi)的世界各國的安裝的經(jīng)驗(yàn)表明，NFER系統(tǒng)具有穩(wěn)定可靠、健壯耐用，故障率低等特點(diǎn)，既可以部署在室內(nèi)，也可以部署在室外自然環(huán)境。
（3）安裝操作簡便性原則：NFER 系統(tǒng)的安裝調(diào)試操作非常簡單方便，普通工程技術(shù)人員就可以快速布設(shè)，不需要專業(yè)人員，安裝調(diào)試所需時間大大少于市場上其它定位系統(tǒng)。
（4）通信協(xié)議簡潔性原則：NFER 系統(tǒng)與上層應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信協(xié)議非常簡單方便，應(yīng)用程序只需要調(diào)用為數(shù)不多的庫函數(shù)或者直接讀取定位服務(wù)傳送來的信息就可以獲得定位數(shù)據(jù)信息和標(biāo)簽信息。
（5）可擴(kuò)展性原則：NFER 系統(tǒng)具有良好的可擴(kuò)展性和易維護(hù)性，增加定位接收器不需要變動更改已經(jīng)部署的系統(tǒng)，能夠輕松地不斷擴(kuò)大定位范圍與被定位人員或者物品數(shù)量。
三、系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)
該系統(tǒng)暫定命名為“鐵路運(yùn)營管理系統(tǒng)”，能夠?qū)崿F(xiàn)對整個鐵路系統(tǒng)所有人員的實(shí)時定位監(jiān)控。當(dāng)前著重解決鐵路系統(tǒng)內(nèi)與生產(chǎn)、檢修、營運(yùn)有關(guān)的高要求、高危險(xiǎn)條件下作業(yè)區(qū)內(nèi)的人員的實(shí)時定位監(jiān)控管理；可實(shí)現(xiàn)整個鐵路運(yùn)營系統(tǒng)內(nèi)相關(guān)的作業(yè)時間、區(qū)域、流程異常報(bào)警；作業(yè)流程和路徑規(guī)劃、跟蹤、記錄與回放；與視頻監(jiān)控系統(tǒng)交聯(lián)及安全保護(hù)聯(lián)動等功能。本系統(tǒng)完全實(shí)現(xiàn)對鐵路運(yùn)營中相關(guān)人員作業(yè)的集中監(jiān)管，有效地保障軌道交通車輛生產(chǎn)、檢修的質(zhì)量和工作人員的人身安全。
四、系統(tǒng)技術(shù)特點(diǎn)
近場電磁測距（Near-Field Electromagnetic Ranging ，簡稱NFER）技術(shù)是美國 Q-TRACK 公司 Hans Schantz 博士近幾年來開發(fā)的獨(dú)特的測距和定位新技術(shù)。
采用這項(xiàng)技術(shù)的定位系統(tǒng)相對于傳統(tǒng)的測距和定位系統(tǒng)最大優(yōu)點(diǎn)是，近場電磁測距定位系統(tǒng)可以在非視距條件下（Non-Line of Sight）穿透阻擋物對目標(biāo)進(jìn)行定位和跟蹤。
近場電磁測距實(shí)時定位系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)勢
● 可以穿透阻擋物進(jìn)行測距和定位，也就是能夠在非視距條件下工作；
● 單個接收器就可以對標(biāo)簽進(jìn)行 2 維定位；
● 在無法布線的場所，系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)無線傳輸；
● 多徑環(huán)境中具有優(yōu)越的性能；
● 低功耗和低截獲率；
● 安裝、調(diào)試和校驗(yàn)及其方便省時；
由于以上的技術(shù)優(yōu)勢，相對于傳統(tǒng)實(shí)時定位系統(tǒng)，近場電磁測距具有布點(diǎn)少、成本低、特殊場合無需布線、抗電磁干擾能力強(qiáng)、對人體安全、安裝方便和部署快速等突出特點(diǎn)，也使該系統(tǒng)可以應(yīng)用在傳統(tǒng)實(shí)時定位系統(tǒng)無法應(yīng)用的場合，例如在高鐵檢修車間、數(shù)據(jù)庫機(jī)房、核電站等復(fù)雜的多金屬環(huán)境。
近場電磁測距實(shí)時定位系統(tǒng)的標(biāo)簽發(fā)射的是低頻信號，頻率為 3MHz左右，波長很長，所以信號在多徑條件下具有卓越的抗干擾性能，而且比高頻段信號有更好的穿透性能。此外低頻信號還可以通過衍射繞過包括人體在內(nèi)的阻擋物體，即使對于金屬材料，只要有“窗口”，信號就可以透過這些“窗口”進(jìn)行傳播，所以在多金屬環(huán)境下具有卓越的性能。
近場電磁測距定位系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)使其特別適用于需要同時滿足以下條件的困難的工業(yè)環(huán)境：
● 有很多阻擋的非視距（NLOS）環(huán)境；
● 多徑室內(nèi)環(huán)境；
● 基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)無法多布點(diǎn)；
● 對定位精度有很高的要求；
由于鐵路系統(tǒng)現(xiàn)場阻擋多，各類金屬物體多，不少作業(yè)場地遍布大型金屬物件。由于近場電磁測距的技術(shù)特點(diǎn)，應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)是目前最適合于這種場合的定位解決方案。
五、系統(tǒng)工作原理
● 系統(tǒng)主要由定位接收機(jī)、定位標(biāo)簽、定位服務(wù)器、系統(tǒng)軟件等組成；
● 定位標(biāo)簽發(fā)射抗多徑低頻跟蹤信號；
● 定位接收器抓取近場信號數(shù)據(jù)，然后通過有線或無線網(wǎng)絡(luò)把數(shù)據(jù)傳送給定位服務(wù)器；
● 定位服務(wù)器應(yīng)用近場電磁測距算法來定位標(biāo)簽同時匯報(bào)它們的位置；
● 系統(tǒng)軟件是整個系統(tǒng)的重要組成部分。在實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自身的協(xié)調(diào)運(yùn)行控制、目標(biāo)定位與跟蹤的基本功能外，為其他管理系統(tǒng)的軟件提供各種相關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
近場電磁測距技術(shù)是根據(jù)相互正交的電場和磁場的三個分量的信號強(qiáng)度而不是到達(dá)時間或者到達(dá)時間差來定位的，所以不需要對接收信號進(jìn)行同步處理。也正是由于這個原因，信號也可以“繞過”阻擋物進(jìn)行傳播而絲毫不影響定位精度。
不同于傳統(tǒng)意義上的單純依靠提取接收信號強(qiáng)度（RSSI）的定位系統(tǒng)，近場電磁測距技術(shù)還通過檢測電場和磁場的相位關(guān)系和變化來進(jìn)行定位的。近場信號徑向部分提供了一個額外的（第三）極，不同于遠(yuǎn)場信號，電場和磁場分量是不同步的，因此，近場信號提供更多可追蹤目標(biāo)的相關(guān)參數(shù)，甚至我們可以實(shí)現(xiàn)用一個定位接收機(jī)實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)的定位。
低頻長波又有較好的抗多徑能力，所以近場電磁測距系統(tǒng)具有很高的定位精度（最佳條件可優(yōu)于 30cm）。
六、系統(tǒng)優(yōu)勢
目前在市場上使用的定位方法有很多，例如，采用 RFID 的巡更系統(tǒng)；基于 WIFI 技術(shù)的定位系統(tǒng)，也類似于巡更系統(tǒng)；“格網(wǎng)技術(shù)”；UWB 雷達(dá)技術(shù)；光纖地板技術(shù)；紅外線天花板技術(shù)；視頻監(jiān)控等等，都無法實(shí)現(xiàn)在鐵路系統(tǒng)這么一個大型場地，有那么多金屬物件，場地設(shè)施復(fù)雜多樣的環(huán)境下對室內(nèi)室外的人員甚至于車輛進(jìn)行實(shí)時定位以便于實(shí)施高效管理。
只有使用我們的NFER近場電磁測距技術(shù)，結(jié)合客戶的實(shí)際情況以及管理要求，能為鐵路系統(tǒng)真正的解決問題。我們用NFER定位系統(tǒng)和目前其他室內(nèi)定位系統(tǒng)中較好的技術(shù)方案做一個比較。如下圖所示，是一個典型的動車段 4 車道檢修車間，長 400米×寬 28 米，面積為 11,200 平方米。
單單從 NFER 在部署上就顯示出非常明顯的優(yōu)勢，NFER只需要38個定位接收器就可以全覆蓋整個車間，而其他技術(shù)則需要 400個左右的定位接收器，十倍于我們的 NFER，這是一個數(shù)量級的差距！
NFER 不僅從成本上優(yōu)勢明顯，而且從施工、后期維護(hù)等角度來講，也是明顯優(yōu)于目前所有的其他技術(shù)。
由此可見，在 NFER 系統(tǒng)的優(yōu)勢大大優(yōu)于其它技術(shù)，從技術(shù)和成本角度來看，NFER 是目前最適合用于鐵路運(yùn)營管理的定位解決方案。
如歌電子是 Q-Track 在大中華地區(qū)（中國大陸、香港、臺灣和澳門）唯一授權(quán)合作伙伴，負(fù)責(zé) Q-Track 公司的產(chǎn)品在這個區(qū)域的市場推廣、銷售、客戶關(guān)系和技術(shù)支持以及針對中國市場的應(yīng)用開發(fā)。
槍支及重要物品定位管理
