隧道安全定位系统新技术:远距离uwb技术

系统特点： 

（1）、系统采用先进的uwb技术tof算法，对隧道内人员从隧道口到隧道内工作面能全天候不间断地进行实时的定位与跟踪，定位精度达到30厘米;

（2）保证隧道全部位于无信号死角，做到信号全覆盖;

（3）在紧急情况下，可通过定位卡上一键报警按钮，及时通知监控室管理人员；

（4）通过无线方式传输数据到隧道口监控室;

（5）可显示任意选定人员的实时的位置信息，并可按时间段对指定的隧道内人员的行走轨迹进行历史回放显示单基站定位技术;

（6）可实现考勤、路径跟踪、安全管理、区域统计、数据存储、系统自诊断、出洞异常提示、数据备份、操作记录、用户权限管理、远 程登录等一系列功能;

（7） 隧道工程施工灾难发生后，系统可实时显示隧道内所有人员地理位臵信息，并启动相应应急预案；

（8）能够显示隧道图形及隧道内部人员动态分布情况，可对人员进行查找定位、实时跟踪、历史轨迹回放等;

（9）人员定位系统出口协议应开放，人员的所有信息均可以调用；

（10）人员定位系统服务器应配备外部网络，以供外网用户访问和系统平台对接；

2.2.2.2设计原则与依据

   系统设计原则

首先根据项目实际需要结合隧道长度等现场具体情况，可作全线覆盖定位和危险施工区域定位（即掌子面定位）两种。

全线覆盖主要针对一些特长隧道，施工条件难度大，项目管理要求高的一些重点隧道工程，采用全线信号覆盖人员定位，每隔600米安装一台定位基站，可做到隧道内的无线定位信号全覆盖，定位精度大可达30cm。

危险施工区域定位又称掌子面区域定位，即在防水板台车上安装1台高精度定位基站即可，基站将采集到进入该区域内的定位卡信号，通过无线网桥传输到后台管理系统中。

经过软件处理，得出各具体信息（如：是谁，距离洞口多远，具体时间），同时可把它动态显示（实时）在监控中心的电脑上或隧道外的led大屏幕上，并作好备份。监管人员可随时了解隧道中人员的状态。管理者也可以根据电脑上的分布示意图查看某一区域，计算机即会把这一区域的人员情况统计并显示出来。管理者能实时的观察到隧道内工作人员的即时区域位臵，实现隧道内人员定位。另外一旦隧道内发生事故，可根据电脑中的人员定位分布信息马上查出事故地点的人员情况，以便帮助营救人员以准确快速的方式营救出被困人员。一旦隧道内发生突发情况，隧道内人员可通过所携带的定位仪（识别卡）发出警报。隧道内人员只要按定位仪上的报警按钮即可发出报警。在监控室的动态显示界面会立即弹出红色报警信号。

2.2.3人员定位管理系统  

1)系统能够覆盖隧道大部分区域。

2) 系统能可靠识别静态或≤40km/h的移动目标。

3) 单台基站可同时识别 200 张以上的人员标识卡。

4)人员定位标识卡采用有源工作方式（独立供电），超低能耗设计，一次充电可使用30日，可充电 10000次，并具有欠压指示功能，出现欠压报 警指示后定位卡可以正常工作 3 天。

5)系统具有强大实用的隧道人员应急救援功能：当隧道内人员遇险时，可触发“求救”按钮，当工人发现隧道塌方、涌水涌泥时，也可通过定位卡按键向监控中心发出对应报警信号，监控中心将及时报警，并可查询显示是谁、在什么时间、什么地点发出的报警

6)能准确地统计全隧道的人员数量。并且知道该人员距离洞口的实时距离，以及桩号。

7) 可实时跟踪查询、打印当前及某时间段隧道内人员数量、活动轨迹及分布情况。

8) 基站和人员定位标识卡具有完全独立的发射与接收部件，其核心技术均由嵌入式微处理器和嵌入式软件组成。

9)人员定位标识卡采用嵌入式微处理器，在嵌入式软件的控制下，实现编码、解码、通信及信息碰撞处理等功能。

10) 系统软件具有人员标识卡电池管理功能。

11) 自动识别功能：乘车出入的工作人员无需下车，在车辆进入监测区域后，就可自动完成人员考勤及定位功能。

12)系统在进行实时数据采集时，可进行记录、显示、查询、编辑、人工录 入、网络通信等。

13)系统中心站及网络终端可以联网运行,使网上所有终端在使用权限范围内都能共享监测信息，查询、打印各类数据报表。

14)报警功能：可以对进入隧道人员限制出入时间及地点，如果超过授权时间会触发报警设备发出警示，以便控制人员迅速做出反映，采取安全措施。

15)系统可自动生成人员信息数据库，实现考勤作业的统计与管理等方面的 报表资料，提高管理效益。

uwb无线室内定位体系使用先进的超窄脉冲丈量飞行时刻技能，完成了底层的测距/计时；结合方位解算算法，完成了上层的定位。

整体上，uwb无线室内定位体系由定位硬件层、网络连接层、数据解算层和使用层组成。定位硬件层是无线定位体系完成定位功能的主体部分，包含定位微基站和定位微标签；网络连接层用于将定位微基站采集的数据回传到数据中心；数据解算层则是完成标签方位计算的关键；使用层针对客户的需求，完成了事务层面的出现，

随着近距离无线电技能的高速发展和无线局域网技能的前进，使得室内定位方案技能突飞猛进。在开阔的室外环境中，全球定位体系gps供给了十分的定位信息，与此同时，人们对室内定位信息的需求也日积月累，机场、展厅、写字楼、库房、地下停车、监狱、军事训练基地等都需要使用的室内定位信息，对可用空间和库存物资完成高效的管理。超宽带技能作为近年来新式发展起来的一种无线电技能，因其特有的性能，可以供给的室内方位信息，十分适用于室内定位体系的使用。下面咱们来看看uwb室内定位基站的安置原则吧！

uwb技能是一种传输速率高，发射功率较低，穿透才能较强并且是根据极窄脉冲的无线技能，无载波。正是这些长处，使它在室内定位领域得到了较为的成果。超宽带室内定位技能常选用tdoa演示测距定位算法，便是经过信号抵达的时刻差，经过双曲线交叉来定位的超宽带体系包含发生、发射、接纳、处理极窄脉冲信号的无线电体系。而超宽带室内定位体系则包含uwb接纳器、uwb参考标签和自动uwb标签。定位过程中由uwb接纳器接纳标签发射的uwb信号，经过过滤电磁波传输过程中夹杂的各种噪声搅扰，得到含有用信息的信号，再经过中央处理单元进行测距定位计算分析。