隨著我國城市軌道交通建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，確保運(yùn)營安全已成為城市軌道交通行業(yè)的首要任務(wù)。全圖通位置網(wǎng)絡(luò)有限公司通過建設(shè)連續(xù)運(yùn)行的參考基準(zhǔn)站，并在線路沿線部署超寬帶（UWB）定位基站，為智慧地鐵提供實(shí)時(shí)、快速的高精度定位服務(wù)，實(shí)現(xiàn)人員、設(shè)備和物資的精準(zhǔn)管理。

 室內(nèi)外連續(xù)定位解決方案

室內(nèi)外一體化定位技術(shù)是導(dǎo)航定位的重要研究領(lǐng)域。一直以來，定位技術(shù)的精度與其成本是一對(duì)矛盾體，成本太高會(huì)使大部分應(yīng)用望而卻步，而低成本方案的定位精度則差強(qiáng)人意。隨著全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）技術(shù)的不斷成熟，基于GNSS的增強(qiáng)技術(shù)也隨之成熟。在城市應(yīng)用中，連續(xù)運(yùn)行參考站（CORS）技術(shù)已成為主流技術(shù)。將CORS技術(shù)和室內(nèi)定位技術(shù)結(jié)合，形成室內(nèi)外一體化定位，可以在地鐵中取得較好的效果。

 室內(nèi)定位技術(shù)

從地鐵應(yīng)用需求而言，定位的精度是越高越好。目前室內(nèi)定位技術(shù)，先后經(jīng)歷了WiFi定位、藍(lán)牙定位、地磁定位、慣性器件定位等多種技術(shù)手段。但不能滿足室內(nèi)空間的高精度定位要求。

超寬帶（Ultra-Wideband, UWB）是一種高速、低成本和低功耗新興無線通信技術(shù)，在非暴露空間的高精度定位方面具有定位精度高、抗多徑干擾、穿透能力強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。超寬帶室內(nèi)定位技術(shù)通常采用到達(dá)時(shí)間（TOA）測(cè)距定位算法，通過信號(hào)到達(dá)時(shí)間的差值來確定位置。

而超寬帶室內(nèi)定位系統(tǒng)則包括UWB接收器、UWB參考標(biāo)簽和主動(dòng)UWB標(biāo)簽。定位過程中由UWB接收器接收標(biāo)簽發(fā)射的UWB信號(hào)，通過過濾電磁波傳輸過程中夾雜的各種噪聲干擾，得到含有效信息的信號(hào)，再通過中央處理單元進(jìn)行測(cè)距定位計(jì)算分析。

UWB技術(shù)的定位精度可保持在0.1m — 0.5m。工作頻率范圍7163-8812MHz。

室外定位技術(shù)

連續(xù)運(yùn)行參考站（CORS，Continuously Operating Reference Station）技術(shù)在室外定位中廣泛應(yīng)用，特別是在需要高精度定位的領(lǐng)域，如測(cè)繪、導(dǎo)航、工程建設(shè)等。CORS系統(tǒng)通過在固定位置安裝高精度的GNSS接收器，全天候、連續(xù)地接收來自GNSS衛(wèi)星的信號(hào)，并實(shí)時(shí)傳輸這些數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)處理中心。數(shù)據(jù)處理中心對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行分析和處理，生成高精度的差分修正數(shù)據(jù)。用戶設(shè)備通過網(wǎng)絡(luò)連接到CORS服務(wù)器，接收這些差分修正數(shù)據(jù)，從而提高定位精度。

系統(tǒng)基本功能

UWB定位系統(tǒng)主要是通過為人、物、料配發(fā)UWB定位標(biāo)簽來實(shí)現(xiàn)室內(nèi)非暴露空間的精準(zhǔn)定位。人員在打卡上班后佩戴工卡式定位標(biāo)簽，固定資產(chǎn)攜帶固定式標(biāo)簽，對(duì)重點(diǎn)人員、列車、物品標(biāo)簽綁定，進(jìn)行位置管理。通過位置信息進(jìn)行分析，從而實(shí)現(xiàn)人員定位、位置軌跡回溯等功能的實(shí)現(xiàn)。

人員及固定資產(chǎn)室內(nèi)、外實(shí)時(shí)連續(xù)定位監(jiān)控；

·電子地圖可縮放、拖拽，多地圖切換

·點(diǎn)擊任意標(biāo)簽查看詳情

·地圖實(shí)時(shí)截屏

·適配監(jiān)控中心大屏的全景地圖展示

人員和設(shè)備軌跡回放及電子圍欄告警；

·任意標(biāo)簽實(shí)時(shí)追蹤模式，軌跡在地圖上顯示

·標(biāo)簽電量監(jiān)視，低電量提示

·半年內(nèi)任意時(shí)段定位數(shù)據(jù)快速檢索

·出入電子圍欄告警

·告警事件在標(biāo)簽端與監(jiān)控端雙重提示

人員SOS緊急報(bào)警；

·一鍵SOS報(bào)警

·實(shí)時(shí)位置共享

·系統(tǒng)應(yīng)用內(nèi)彈窗緊急報(bào)警提示

·報(bào)警記錄存儲(chǔ)與查詢

日常巡檢任務(wù)、考勤分析統(tǒng)計(jì)與管理；

·巡檢任務(wù)分配與管理：

任務(wù)創(chuàng)建：管理人員可通過系統(tǒng)創(chuàng)建巡檢任務(wù)，指定巡檢人員、巡檢路線和時(shí)間。

任務(wù)通知：系統(tǒng)自動(dòng)將巡檢任務(wù)通知巡檢人員，確保任務(wù)信息準(zhǔn)確傳達(dá)。

·巡檢過程監(jiān)控與記錄：

實(shí)時(shí)位置監(jiān)控：系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控巡檢人員的位置，確保巡檢任務(wù)按計(jì)劃執(zhí)行。

巡檢記錄：系統(tǒng)自動(dòng)記錄巡檢路線、時(shí)間和完成情況，生成巡檢日志。

異常情況上報(bào)：巡檢過程中遇到異常情況時(shí)，巡檢人員可通過系統(tǒng)上報(bào)，系統(tǒng)同步通知管理人員。

·考勤統(tǒng)計(jì)與分析：

自動(dòng)考勤記錄：系統(tǒng)根據(jù)人員的位置信息自動(dòng)記錄考勤情況，包括上下班時(shí)間、工作時(shí)長(zhǎng)等。

考勤異常提醒：系統(tǒng)自動(dòng)識(shí)別考勤異常情況，如遲到、早退、缺勤等，并及時(shí)提醒管理人員。

考勤數(shù)據(jù)分析：系統(tǒng)對(duì)考勤數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，生成考勤報(bào)表，支持多維度數(shù)據(jù)分析

系統(tǒng)基本指標(biāo)：

室內(nèi)定位精度：10cm—50cm；

室外定位精度：定位精度1米；

標(biāo)簽充電周期：不低于一周；

標(biāo)簽定位頻率：1s、2s、10s、60s可調(diào)。

部署方案

針對(duì)地鐵沿線的站點(diǎn)分布和區(qū)間環(huán)境，設(shè)計(jì)基站和系統(tǒng)的部署策略和方式。根據(jù)城市軌道交通定位試驗(yàn)系統(tǒng)的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)地鐵非暴露空間定位系統(tǒng)的基站部署和系統(tǒng)架構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。在車站的站臺(tái)和站廳，可在距離墻面或廊柱15cm處，或進(jìn)行吊頂安裝部署，每?jī)蓚€(gè)基站之間的距離約為40米，在電梯廳、屏蔽門、轉(zhuǎn)角等特殊區(qū)域補(bǔ)充部署基站，實(shí)現(xiàn)二維定位。在區(qū)間，封閉隧道內(nèi)根據(jù)實(shí)際情況每50米部署一個(gè)基站，基站部署位置根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，最大限度利用現(xiàn)有資源，簡(jiǎn)化施工安裝工作，實(shí)現(xiàn)一維定位。在關(guān)鍵機(jī)房或機(jī)房通道處部署一個(gè)基站，判斷有無人員、物資和設(shè)備，實(shí)現(xiàn)零維定位。

通過在地鐵站廳站臺(tái)和隧道中室內(nèi)外的房間、樓層、廣場(chǎng)、圍墻、通道走廊等不同區(qū)域，按照用戶需求布設(shè)合理數(shù)量固定基站和微基站，實(shí)時(shí)精確地定位內(nèi)部人員、和設(shè)備上的標(biāo)簽位置，無延時(shí)地將各類重點(diǎn)監(jiān)管對(duì)象的位置信息顯示在內(nèi)部管理控制中心的軟件系統(tǒng)平臺(tái)上，模擬形成直觀的三維動(dòng)態(tài)場(chǎng)景，大幅提高地鐵的智能化管理水平以工作效率。

系統(tǒng)三維模型示意圖

全圖通定位設(shè)備

定位標(biāo)簽：

                                      

                       標(biāo)簽類型：資產(chǎn)型                                                                       標(biāo)簽類型：腕表型                           

                       尺寸：50*36*20mm                                                                    尺寸 ：50 x 50 x 19 mm     

                       供電：可充電鋰電池                                                                    供電 ：Qi無線充電，無觸點(diǎn)

                       電池續(xù)航：>半年（1Hz）                                                            電池壽命 ＞半年（1Hz）            

                       輔助功能：LED、一卡通                                                              輔助功能 ：心率監(jiān)測(cè)、防拆報(bào)警SOS、IP67(密封防水)

                       工作溫度：-30℃~70℃                                                               工作溫度 ：-30℃~70℃

                       

                         標(biāo)簽類型：工卡型

                         尺寸 ：86 x 54 x 4.5 mm

                         供電 ：可充電鋰電池 

                         電池續(xù)航 ＞半年（1Hz）

                         輔助功能 ：SOS、LED、一卡通、蜂鳴器、振動(dòng) 

                         工作溫度 ：-30℃~70℃

定位基站：

                   

                            基站類型：雙頻UWB定位基站

        全圖通第三代UWB定位基站支持雙頻段雙模式工作，集成高精度定位、長(zhǎng)距離光纖傳輸和多光口交換為一體。基站外部防護(hù)等級(jí)為IP65，防塵防水。數(shù)據(jù)接口有四個(gè)光纖接口和一個(gè)千兆以太網(wǎng)接口。可在零下40度至55度正常工作，常溫下使用壽命大于五年。

    基站內(nèi)部集成計(jì)算處理模塊、信號(hào)處理模塊、時(shí)間同步模塊、通信模塊、定位模塊等。

    主要優(yōu)勢(shì)：

             ·基站支持CH9（7737.6～8236.8mhz）頻段服務(wù)，信號(hào)覆蓋范圍達(dá)50m，定位精度小于0.5m，單基站并發(fā)容量大于80個(gè)終端，相鄰基站時(shí)間同步精度≤50ns。

            · 基站具備小型交換機(jī)功能，支持高速率實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換。定位基站光纖網(wǎng)絡(luò)提供的雙向傳輸?shù)挠行挷坏陀?/span>1000Mb/s。

            · 基站具備時(shí)間同步功能，使用基于IEEE 1588V2 協(xié)議的PTP 時(shí)間同步芯片，利用基站間相互的測(cè)量和基站的位置，可以精確進(jìn)行鐘差補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)整網(wǎng)的時(shí)間同步。

            · 基站抗電磁干擾能力強(qiáng)，具有抗1.8G、5.8GHz 通信設(shè)備干擾、其它WLAN系統(tǒng)及藍(lán)牙設(shè)備干擾的能力。

                     

                    

                     基站類型：UWB微型定位基站（可無線傳輸）

項(xiàng)目現(xiàn)有工作基礎(chǔ)

已經(jīng)完成的技術(shù)驗(yàn)證工作

全圖通位置網(wǎng)絡(luò)有限公司先前在北京地鐵一號(hào)線四惠站和四惠東站區(qū)間建設(shè)了城市軌道交通定位試驗(yàn)系統(tǒng)，并進(jìn)行了應(yīng)用演示。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了原型設(shè)備、天線與射頻、空間數(shù)字化等關(guān)鍵技術(shù)的突破，研制了面向維修人員和資產(chǎn)管理的厘米級(jí)低動(dòng)態(tài)高精度定位軟、硬件一體化試驗(yàn)系統(tǒng)。這些關(guān)鍵技術(shù)為地鐵北斗定位系統(tǒng)的建設(shè)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

在此基礎(chǔ)上，本系統(tǒng)通過建設(shè)連續(xù)運(yùn)行的參考基準(zhǔn)站，并在線路車站、區(qū)間和車輛段沿線部署定位基站，為用戶提供實(shí)時(shí)、快速的高精度定位服務(wù)，提供人員、設(shè)備和物資的準(zhǔn)確位置信息。不僅提升了地鐵運(yùn)行和管理效率，還增強(qiáng)了地鐵公共安全和安全生產(chǎn)，促進(jìn)了產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。