云南恩田隧道 UWB 定位系統(tǒng)應(yīng)用于隧道場(chǎng)景的高精度定位技術(shù)系統(tǒng)

技術(shù)原理

超寬帶信號(hào)傳輸：UWB（Ultra-Wideband）技術(shù)通過發(fā)送納秒級(jí)或納秒級(jí)以下的超窄脈沖來傳輸數(shù)據(jù)，能夠獲得 GHz 級(jí)的數(shù)據(jù)帶寬，具有很強(qiáng)的抗干擾能力和穿透能力，可在復(fù)雜的隧道環(huán)境中實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的信號(hào)傳輸。

高精度測(cè)距與定位：利用 TDOA（Time Difference of Arrival）定位算法，通過測(cè)量被測(cè)標(biāo)簽與已知位置基站間的報(bào)文傳輸時(shí)間差，計(jì)算出距離差，進(jìn)而確定被測(cè)標(biāo)簽的位置，定位精度優(yōu)于 30 厘米。

系統(tǒng)組成

定位基站：分布于隧道內(nèi)的關(guān)鍵位置，作為信號(hào)接收和傳輸?shù)墓?jié)點(diǎn)，接收定位標(biāo)簽發(fā)送的 UWB 信號(hào)，并將數(shù)據(jù)上傳至服務(wù)器進(jìn)行處理。

定位標(biāo)簽：佩戴在施工人員或車輛上，當(dāng)進(jìn)入基站的信號(hào)覆蓋范圍內(nèi)，會(huì)自動(dòng)與基站建立聯(lián)系并發(fā)送信號(hào)，每個(gè)標(biāo)簽都有獨(dú)立的 ID 號(hào)，用于標(biāo)識(shí)不同的人員或車輛。

解算引擎：安裝在服務(wù)器上，負(fù)責(zé)存儲(chǔ)、計(jì)算采集端上報(bào)的數(shù)據(jù)，得出被定位對(duì)象的物理位置坐標(biāo)。

顯示終端：用于呈現(xiàn)定位引擎計(jì)算出的標(biāo)簽坐標(biāo)，管理人員可以通過顯示終端直觀地了解隧道內(nèi)人員和車輛的實(shí)時(shí)位置情況。

功能特點(diǎn)

實(shí)時(shí)定位與監(jiān)控：能夠?qū)崟r(shí)準(zhǔn)確地獲取隧道內(nèi)人員和車輛的位置信息，管理人員可以在監(jiān)控中心的地圖上實(shí)時(shí)查看其位置分布，便于進(jìn)行調(diào)度和管理。

歷史軌跡回放：系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)記錄人員和車輛的運(yùn)動(dòng)軌跡，可回放任意時(shí)間段內(nèi)的軌跡信息，有助于分析工作流程、查找安全隱患以及在事故發(fā)生后進(jìn)行責(zé)任追溯。

電子圍欄與報(bào)警：可以在隧道內(nèi)設(shè)定安全區(qū)、警報(bào)區(qū)和禁區(qū)等電子圍欄，當(dāng)人員或車輛進(jìn)入禁止區(qū)域時(shí)，系統(tǒng)會(huì)立即觸發(fā)報(bào)警，標(biāo)簽也會(huì)震動(dòng)發(fā)出告警提示，確保施工安全。

視頻聯(lián)動(dòng)跟蹤：能夠與隧道內(nèi)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，當(dāng)發(fā)生報(bào)警或需要關(guān)注特定人員或車輛時(shí)，可自動(dòng)切換到相應(yīng)位置的視頻畫面，實(shí)現(xiàn)全方位的跟蹤和監(jiān)控。

多卡判斷與行為分析：可以對(duì)多個(gè)定位標(biāo)簽進(jìn)行同時(shí)監(jiān)測(cè)和判斷，分析人員的行為模式，如是否存在異常停留、超速行駛等情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)。

人車定位考勤：實(shí)現(xiàn)對(duì)施工人員和車輛的考勤管理，記錄其進(jìn)出隧道的時(shí)間和工作時(shí)長，方便進(jìn)行績效考核和工資核算。

應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

高精度保障安全：在隧道復(fù)雜的環(huán)境中，能夠精確到 30 厘米以內(nèi)的定位精度，有助于在緊急情況下快速準(zhǔn)確地找到被困人員或車輛，提高救援效率，保障施工人員的生命安全。

大容量與高速度：系統(tǒng)具有較大的容量，能夠同時(shí)支持大量的定位標(biāo)簽，滿足大規(guī)模隧道施工的需求。并且識(shí)別速度快，可實(shí)時(shí)更新人員和車輛的位置信息，不會(huì)出現(xiàn)卡頓或延遲現(xiàn)象。

良好的兼容性：可以與云南恩田隧道的其他安全管理系統(tǒng)，如門禁系統(tǒng)、應(yīng)急電話系統(tǒng)、氣體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等集成，實(shí)現(xiàn)信息共享和協(xié)同工作，構(gòu)建全面的隧道安全管理體系。

穩(wěn)定性和可靠性：采用工業(yè)級(jí)設(shè)計(jì)，具備良好的抗干擾能力和環(huán)境適應(yīng)能力，能夠在惡劣的隧道環(huán)境下穩(wěn)定運(yùn)行，確保系統(tǒng)長期可靠工作。