基于无线多跳的UWB精准隧道人员定位系统

华云时空研制的UWB精准定位系统（LocYuen）适用于隧道场景的开挖、铺轨和运维阶段，可以实现对隧道施工人员、物资、车辆的实时定位，有效获取人员、物资、车辆位置信息、时间信息、轨迹信息等，及时发现遗漏异常行为，实现自动化监管设施联合动作，提高应急响应速度和事件的处置速度，有效提高施工现场的管理水平和管理效率。

1）系统采用典型的物联网架构。

   a.基础层：包括网关、基站、标签及配套网络设备；

   b.数据层：华云时空自研的核心定位算法；

   c.平台层：提供对外的数据接口和定位数据；

   d.应用层：面向行业及场景的定制化精准位置服务及其他配套应用软件。

2）系统由应用软件（支持云端和本地引擎）、核心网关、定位基站及各类型标签组成。

1、技术方案的适用范围

1）铁路、公路隧道

适用范围：适用于铁路、公路隧道开挖和运维阶段。

   a.作业人员安全管理；

   b.气体检测；

   c.防碰撞预警；

   d.定位跟踪；

   e.轨迹查询。

2）城轨隧道

适用范围：适用于城市轨道交通隧道盾构、铺轨及运维阶段。

   a.作业人员安全管理；

   b.气体检测；

   c.防碰撞预警；

   d.定位跟踪；

   e.轨迹查询。

3）矿山隧道

适用范围：适用于煤矿、金属非金属矿井下人员精准定位应用。

   a.人员定位；

   b.车辆定位。

4）其他集成类应用

   适用于隧道类应用场景，可集成到施工安全综合管理系统中。可兼容门禁、有毒有害、LED显示及电话通讯系统等应用。

2、典型场景应用

根据隧道的施工阶段不同，华云时空基于UWB的隧道场景精准定位技术方案适应于包括土建期、铺轨期、运营期等阶段的水利水电、道路交通、轨道交通及矿山隧道。

2.1、土建期

隧道建设阶段，存在大量的安全隐患。施工现场需要对作业人员进行实时在线安全管控。

通过定位基站架设、无线Wi-Fi Mesh数据回传，简单快速实现施工作业面的人员、车辆精准定位。

2.2、铺轨期

地铁隧道铺轨阶段，施工方需要快速有效进行人员调度和安全管控。在这个阶段存在多个系统集成和通信链路，如何有效进行系统整合和维护管理是项目能否落地的关键。

我们提供的技术方案即可基于Wi-Fi Mesh的数据回传链路，快速构建定位系统；亦可通过有线以太网方式集成到其他系统和通信链路中，实现统一管控和运维。

2.3、运营期

隧道运营阶段，配套的设备管理、视频监控、运营商信号等已经建设完善，有统一的系统运营商。

我们提供标准的数据协议和传输接口，融合到运营商平台中，提供集成和二次开发应用。

3、系统创新点

创新1：全无线部署，工程简单，维护便捷。

创新2：定位精度高，标签定位精度10cm。

创新3：定位频度0.1Hz~1Hz可调。

4、系统特点

1）技术先进性：自主研究基于TOF/TDOA/TOA的核心算法，以及基站自主标定算法；

2）产品可靠性：高防护、电磁兼容、高低温；

3）系统安全性：自主研发、软件可授权开放。

4）全无线部署：全无线部署，支持Wi-Fi Mesh组网方式，支持24个基站级联。

5）自动测距：基站内置6轴传感器，能够实时监测基站姿态，根据检测到移动基站运动状态，后台可自动重新标定距离。

6）定位精度高：精度高达10cm，对于多路径衰弱有更强的抗干扰能力，在高衰弱环境下也可以进行可靠的通信。

7）便捷维护：基站全部OTA无线升级，维护简单。

8）融合多种无线通信技术：支持UWB定位、蓝牙辅助定位及Wi-Fi远距离传输。

9）多场景应用

适配单导洞、多导洞、长隧道等一维线性定位场景。

可拓展应用于无人机、AGV、工业制造、公检司法、物料仓库、电力工厂、建筑工地、石油化工及其他二、三维定位场景。