云南恩田隧道 UWB 定位系統(tǒng)應用于隧道場景的高精度定位技術系統(tǒng)

技術原理

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

高精度測距與定位：利用 TDOA（Time Difference of Arrival）定位算法，通過測量被測標簽與已知位置基站間的報文傳輸時間差，計算出距離差，進而確定被測標簽的位置，定位精度優(yōu)于 30 厘米。

系統(tǒng)組成

定位基站：分布于隧道內的關鍵位置，作為信號接收和傳輸?shù)墓?jié)點，接收定位標簽發(fā)送的 UWB 信號，并將數(shù)據(jù)上傳至服務器進行處理。

定位標簽：佩戴在施工人員或車輛上，當進入基站的信號覆蓋范圍內，會自動與基站建立聯(lián)系并發(fā)送信號，每個標簽都有獨立的 ID 號，用于標識不同的人員或車輛。

解算引擎：安裝在服務器上，負責存儲、計算采集端上報的數(shù)據(jù)，得出被定位對象的物理位置坐標。

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

功能特點

實時定位與監(jiān)控：能夠實時準確地獲取隧道內人員和車輛的位置信息，管理人員可以在監(jiān)控中心的地圖上實時查看其位置分布，便于進行調度和管理。

歷史軌跡回放：系統(tǒng)會自動記錄人員和車輛的運動軌跡，可回放任意時間段內的軌跡信息，有助于分析工作流程、查找安全隱患以及在事故發(fā)生后進行責任追溯。

電子圍欄與報警：可以在隧道內設定安全區(qū)、警報區(qū)和禁區(qū)等電子圍欄，當人員或車輛進入禁止區(qū)域時，系統(tǒng)會立即觸發(fā)報警，標簽也會震動發(fā)出告警提示，確保施工安全。

視頻聯(lián)動跟蹤：能夠與隧道內的視頻監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)動，當發(fā)生報警或需要關注特定人員或車輛時，可自動切換到相應位置的視頻畫面，實現(xiàn)全方位的跟蹤和監(jiān)控。

多卡判斷與行為分析：可以對多個定位標簽進行同時監(jiān)測和判斷，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，及時發(fā)現(xiàn)潛在的安全風險。

人車定位考勤：實現(xiàn)對施工人員和車輛的考勤管理，記錄其進出隧道的時間和工作時長，方便進行績效考核和工資核算。

應用優(yōu)勢

高精度保障安全：在隧道復雜的環(huán)境中，能夠精確到 30 厘米以內的定位精度，有助于在緊急情況下快速準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，能夠同時支持大量的定位標簽，滿足大規(guī)模隧道施工的需求。并且識別速度快，可實時更新人員和車輛的位置信息，不會出現(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)、應急電話系統(tǒng)、氣體監(jiān)測系統(tǒng)等集成，實現(xiàn)信息共享和協(xié)同工作，構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)級設計，具備良好的抗干擾能力和環(huán)境適應能力，能夠在惡劣的隧道環(huán)境下穩(wěn)定運行，確保系統(tǒng)長期可靠工作。