隨著我國城市軌道交通建設(shè)規(guī)模的不斷擴大，確保運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)運行的參考基準站，并在線路沿線部署超寬帶（UWB）定位基站，為智慧地鐵提供實時、快速的高精度定位服務(wù)，實現(xiàn)人員、設(shè)備和物資的精準管理。

 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矛盾體，成本太高會使大部分應(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的增強技術(shù)也隨之成熟。在城市應(yīng)用中，連續(xù)運行參考站（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、穿透能力強的優(yōu)勢。超寬帶室內(nèi)定位技術(shù)通常采用到達時間（TOA）測距定位算法，通過信號到達時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參考標簽和主動UWB標簽。定位過程中由UWB接收器接收標簽發(fā)射的UWB信號，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，再通過中央處理單元進行測距定位計算分析。

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，并實時傳輸這些數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)處理中心。數(shù)據(jù)處理中心對這些信號進行分析和處理，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定位標簽來實現(xiàn)室內(nèi)非暴露空間的精準定位。人員在打卡上班后佩戴工卡式定位標簽，固定資產(chǎn)攜帶固定式標簽，對重點人員、列車、物品標簽綁定，進行位置管理。通過位置信息進行分析，從而實現(xiàn)人員定位、位置軌跡回溯等功能的實現(xiàn)。

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

·電子地圖可縮放、拖拽，多地圖切換

·點擊任意標簽查看詳情

·地圖實時截屏

·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；

·任意標簽實時追蹤模式，軌跡在地圖上顯示

·標簽電量監(jiān)視，低電量提示

·半年內(nèi)任意時段定位數(shù)據(jù)快速檢索

·出入電子圍欄告警

·告警事件在標簽端與監(jiān)控端雙重提示

人員SOS緊急報警；

·一鍵SOS報警

·實時位置共享

·系統(tǒng)應(yīng)用內(nèi)彈窗緊急報警提示

·報警記錄存儲與查詢

日常巡檢任務(wù)、考勤分析統(tǒng)計與管理；

·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、巡檢路線和時間。

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

·巡檢過程監(jiān)控與記錄：

實時位置監(jiān)控：系統(tǒng)實時監(jiān)控巡檢人員的位置，確保巡檢任務(wù)按計劃執(zhí)行。

巡檢記錄：系統(tǒng)自動記錄巡檢路線、時間和完成情況，生成巡檢日志。

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

·考勤統(tǒng)計與分析：

自動考勤記錄：系統(tǒng)根據(jù)人員的位置信息自動記錄考勤情況，包括上下班時間、工作時長等。

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

考勤數(shù)據(jù)分析：系統(tǒng)對考勤數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，生成考勤報表，支持多維度數(shù)據(jù)分析

系統(tǒng)基本指標：

室內(nèi)定位精度：10cm—50cm；

室外定位精度：定位精度1米；

標簽充電周期：不低于一周；

標簽定位頻率：1s、2s、10s、60s可調(diào)。

部署方案

針對地鐵沿線的站點分布和區(qū)間環(huán)境，設(shè)計基站和系統(tǒng)的部署策略和方式。根據(jù)城市軌道交通定位試驗系統(tǒng)的建設(shè)經(jīng)驗，對地鐵非暴露空間定位系統(tǒng)的基站部署和系統(tǒng)架構(gòu)進行設(shè)計。在車站的站臺和站廳，可在距離墻面或廊柱15cm處，或進行吊頂安裝部署，每兩個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)域補充部署基站，實現(xiàn)二維定位。在區(qū)間，封閉隧道內(nèi)根據(jù)實際情況每50米部署一個基站，基站部署位置根據(jù)實際情況進行調(diào)整，最大限度利用現(xiàn)有資源，簡化施工安裝工作，實現(xiàn)一維定位。在關(guān)鍵機房或機房通道處部署一個基站，判斷有無人員、物資和設(shè)備，實現(xiàn)零維定位。

通過在地鐵站廳站臺和隧道中室內(nèi)外的房間、樓層、廣場、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，實時精確地定位內(nèi)部人員、和設(shè)備上的標簽位置，無延時地將各類重點監(jiān)管對象的位置信息顯示在內(nèi)部管理控制中心的軟件系統(tǒng)平臺上，模擬形成直觀的三維動態(tài)場景，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

定位標簽：

                                      

                       標簽類型：資產(chǎn)型                                                                       標簽類型：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

                       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、防拆報警SOS、IP67(密封防水)

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

                       

                         標簽類型：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 

                         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、長距離光纖傳輸和多光口交換為一體。基站外部防護等級為IP65，防塵防水。數(shù)據(jù)接口有四個光纖接口和一個千兆以太網(wǎng)接口?？稍诹阆?0度至55度正常工作，常溫下使用壽命大于五年。

    基站內(nèi)部集成計算處理模塊、信號處理模塊、時間同步模塊、通信模塊、定位模塊等。

    主要優(yōu)勢：

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

            · 基站具備小型交換機功能，支持高速率實時數(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。

            · 基站具備時間同步功能，使用基于IEEE 1588V2 協(xié)議的PTP 時間同步芯片，利用基站間相互的測量和基站的位置，可以精確進行鐘差補償，實現(xiàn)整網(wǎng)的時間同步。

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

                     

                    

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

項目現(xiàn)有工作基礎(chǔ)

已經(jīng)完成的技術(shù)驗證工作

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系統(tǒng)，并進行了應(yīng)用演示。該系統(tǒng)實現(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)管理的厘米級低動態(tài)高精度定位軟、硬件一體化試驗系統(tǒng)。這些關(guān)鍵技術(shù)為地鐵北斗定位系統(tǒng)的建設(shè)奠定了堅實基礎(chǔ)。

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