基于UWB技術(shù)的隧道定位系統(tǒng)方案詳情

為了推動隧道施工智能化管理體系平臺應(yīng)用，從根本上降低施工事故發(fā)生率，保障施工人員安全，利用現(xiàn)代信息技術(shù)彌補傳統(tǒng)管理體系的薄弱環(huán)節(jié)，打造數(shù)字化、信息化的預(yù)警式安全管理體系，是解決隧道建設(shè)安全問題的重要手段之一。四相科技利用物聯(lián)網(wǎng)、移動通信、云計算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，基于基于厘米級UWB、藍牙多模融合定位技術(shù)，提供具有定位、感知、預(yù)警和視頻應(yīng)急一體化的隧道施工人員定位系統(tǒng)
隧道精確定位系統(tǒng)硬件設(shè)備部署方案
通過在隧道內(nèi)的開挖臺車、防水臺車、二襯臺車、隧道洞口等位置部署定位基站，以及為施工人員佩戴定位標(biāo)簽的方式，來實現(xiàn)對人員、車輛或施工機械（挖掘機、裝載機）的精確位置定位，可實現(xiàn)空間一維、二維定位、三維定位。
定位標(biāo)簽附著于定位對象的表面，當(dāng)標(biāo)簽進入基站的信號覆蓋范圍內(nèi)，即自動與基站建立聯(lián)系，發(fā)送電磁波信號來確定標(biāo)簽位置。每一個標(biāo)簽都有唯一的ID號，可通過這個ID號將定位的對象聯(lián)系起來，使定位基站通過標(biāo)簽找到實際定位的位置。

UWB基站分布于定位區(qū)域的幾何邊緣，并對該區(qū)域進行信號覆蓋。室內(nèi)定位基站主要功能就是探測標(biāo)簽的數(shù)據(jù)信息并上傳至服務(wù)器進行匯總分析。
一個定位系統(tǒng)一般要由三個以上的定位基站組成，它們可以接收定位終端（即定位標(biāo)簽）發(fā)送的UWB信號，并進行互相關(guān)系分析，計算信號傳播時延，再通過特定的算法計算出待定位標(biāo)簽與基站之間的距離，再通過有線網(wǎng)絡(luò)或WLAN傳遞給定位引擎。
在設(shè)備數(shù)據(jù)采集模塊中應(yīng)用了UWB技術(shù)，有效提高了工程管理效率、有助于及時處理施工過程中出現(xiàn)的隱患問題，減少安全事故的發(fā)生。
隧道施工人員定位應(yīng)用與功能
1.實時定位管理
可視化查看人員、車輛的位置分布，便于工作調(diào)遣，提升生產(chǎn)效率；在發(fā)生危險時，可依據(jù)人員分布位置信息快速救援。
2.長時間靜止預(yù)警
UWB定位系統(tǒng)具有“靜止不動”行為監(jiān)測功能，當(dāng)員工處于危險狀態(tài)（如昏迷）而無法主動報警，靜止不動的時間超過了設(shè)定的時長，系統(tǒng)會發(fā)出預(yù)警信息，提醒管理者及時救援，防止無人發(fā)現(xiàn)而錯失救援最佳時機的情況發(fā)生。
3.視頻聯(lián)動
將UWB定位系統(tǒng)與監(jiān)控設(shè)備相結(jié)合，還能夠?qū)崿F(xiàn)視頻聯(lián)動的功能。當(dāng)某區(qū)域作業(yè)人員主動發(fā)起報警求助信息，或是電子圍欄被觸發(fā)，管理人員可查看現(xiàn)場視頻畫面，便于管理人員第一時間了解現(xiàn)場情況并進行處理，提升應(yīng)急處理能力，減少事故傷亡。
4.電子圍欄
UWB定位系統(tǒng)可對不同區(qū)域進行劃分，并為對應(yīng)的工作人員設(shè)置進出權(quán)限，當(dāng)人員或物品進入自己權(quán)限范圍以外的區(qū)域時，系統(tǒng)進行預(yù)警。電子圍欄功能將保證特殊區(qū)域的生產(chǎn)安全，使得企業(yè)得以正常順利地運行，提高企業(yè)的生產(chǎn)效率和管理水平。
5.移動軌跡追溯
可長時間存儲人員、車輛運動軌跡，為事件處理提供決策依據(jù)。并且可按人員、車輛或區(qū)域回放指定時間段內(nèi)的人員、車輛的運動軌跡。
6.SOS報警
人員隨身佩戴的UWB定位標(biāo)簽具有緊急求助功能，當(dāng)人員遭遇意外情況，可立即進行按鍵求救，后臺可依據(jù)求救位置進行及時救援，減少事故損失與人員傷亡。
7.超員/缺員預(yù)警
管理后臺可設(shè)置每個施工區(qū)域的限制人數(shù)，實現(xiàn)超員預(yù)警和缺員預(yù)警功能。如果該區(qū)域的總?cè)藬?shù)已經(jīng)滿員或未達標(biāo)，系統(tǒng)發(fā)出預(yù)警信息，提醒管理人員及時予以干預(yù)。
8.超時預(yù)警
當(dāng)人員或車輛在某個區(qū)域滯留時間過長，系統(tǒng)可發(fā)出預(yù)警信息，防止外來車輛或訪客長時間滯留在危險區(qū)域，保障區(qū)域或人員安全。
為了推動隧道智慧空間高精度定位導(dǎo)航系統(tǒng)的實際應(yīng)用，四相科技將隧道人員定位系統(tǒng)融入隧道設(shè)施監(jiān)控及應(yīng)急管理平臺，創(chuàng)建一體化多設(shè)備聯(lián)動的隧道智能管控應(yīng)用模式，實現(xiàn)了實時記錄各類型車輛、設(shè)備、人員在隧道內(nèi)的準(zhǔn)確位置，對于突發(fā)告警情況，可就近調(diào)度監(jiān)控設(shè)備以查看事件狀況；無人值守時，可自動生成預(yù)案，引導(dǎo)人員疏散，調(diào)度人員實地處置。

審核編輯 黃昊宇