基于UWB技术的隧道定位系统方案详情

为了推动隧道施工智能化管理体系平台应用，从根本上降低施工事故发生率，保障施工人员安全，利用现代信息技术弥补传统管理体系的薄弱环节，打造数字化、信息化的预警式安全管理体系，是解决隧道建设安全问题的重要手段之一。四相科技利用物联网、移动通信、云计算、大数据等技术，基于基于厘米级UWB、蓝牙多模融合定位技术，提供具有定位、感知、预警和视频应急一体化的隧道施工人员定位系统
隧道精确定位系统硬件设备部署方案
通过在隧道内的开挖台车、防水台车、二衬台车、隧道洞口等位置部署定位基站，以及为施工人员佩戴定位标签的方式，来实现对人员、车辆或施工机械（挖掘机、装载机）的精确位置定位，可实现空间一维、二维定位、三维定位。
定位标签附着于定位对象的表面，当标签进入基站的信号覆盖范围内，即自动与基站建立联系，发送电磁波信号来确定标签位置。每一个标签都有唯一的ID号，可通过这个ID号将定位的对象联系起来，使定位基站通过标签找到实际定位的位置。

UWB基站分布于定位区域的几何边缘，并对该区域进行信号覆盖。室内定位基站主要功能就是探测标签的数据信息并上传至服务器进行汇总分析。
一个定位系统一般要由三个以上的定位基站组成，它们可以接收定位终端（即定位标签）发送的UWB信号，并进行互相关系分析，计算信号传播时延，再通过特定的算法计算出待定位标签与基站之间的距离，再通过有线网络或WLAN传递给定位引擎。
在设备数据采集模块中应用了UWB技术，有效提高了工程管理效率、有助于及时处理施工过程中出现的隐患问题，减少安全事故的发生。
隧道施工人员定位应用与功能
1.实时定位管理
可视化查看人员、车辆的位置分布，便于工作调遣，提升生产效率；在发生危险时，可依据人员分布位置信息快速救援。
2.长时间静止预警
UWB定位系统具有“静止不动”行为监测功能，当员工处于危险状态（如昏迷）而无法主动报警，静止不动的时间超过了设定的时长，系统会发出预警信息，提醒管理者及时救援，防止无人发现而错失救援最佳时机的情况发生。
3.视频联动
将UWB定位系统与监控设备相结合，还能够实现视频联动的功能。当某区域作业人员主动发起报警求助信息，或是电子围栏被触发，管理人员可查看现场视频画面，便于管理人员第一时间了解现场情况并进行处理，提升应急处理能力，减少事故伤亡。
4.电子围栏
UWB定位系统可对不同区域进行划分，并为对应的工作人员设置进出权限，当人员或物品进入自己权限范围以外的区域时，系统进行预警。电子围栏功能将保证特殊区域的生产安全，使得企业得以正常顺利地运行，提高企业的生产效率和管理水平。
5.移动轨迹追溯
可长时间存储人员、车辆运动轨迹，为事件处理提供决策依据。并且可按人员、车辆或区域回放指定时间段内的人员、车辆的运动轨迹。
6.SOS报警
人员随身佩戴的UWB定位标签具有紧急求助功能，当人员遭遇意外情况，可立即进行按键求救，后台可依据求救位置进行及时救援，减少事故损失与人员伤亡。
7.超员/缺员预警
管理后台可设置每个施工区域的限制人数，实现超员预警和缺员预警功能。如果该区域的总人数已经满员或未达标，系统发出预警信息，提醒管理人员及时予以干预。
8.超时预警
当人员或车辆在某个区域滞留时间过长，系统可发出预警信息，防止外来车辆或访客长时间滞留在危险区域，保障区域或人员安全。
为了推动隧道智慧空间高精度定位导航系统的实际应用，四相科技将隧道人员定位系统融入隧道设施监控及应急管理平台，创建一体化多设备联动的隧道智能管控应用模式，实现了实时记录各类型车辆、设备、人员在隧道内的准确位置，对于突发告警情况，可就近调度监控设备以查看事件状况；无人值守时，可自动生成预案，引导人员疏散，调度人员实地处置。

审核编辑 黄昊宇