劉正寅 鄭之光 謝燕剛

【摘? 要】安防系統(tǒng)作為軌道交通的重要組成部分，在保證人民生命財(cái)產(chǎn)安全和軌道交通系統(tǒng)的正常運(yùn)行方面具有不可替代的意義。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的技術(shù)和設(shè)備也在越來越多的場景中得到了應(yīng)用。論文通過介紹目前主流的UWB（超寬帶）物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和特點(diǎn)，結(jié)合目前軌道交通安防平臺的需求和應(yīng)用特點(diǎn)進(jìn)行分析，研究超寬帶技術(shù)在軌道交通領(lǐng)域的適用性，探討相關(guān)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在軌道交通方面應(yīng)用和發(fā)展的可行性。

【Abstract】As an important part of rail transit， security and protection system has irreplaceable significance in ensuring the security of people's lives and property and the normal operation of rail transit system. With the development of science and technology， technology and equipment related to the internet of things have been applied in more and more scenarios. By introducing the current mainstream technology and characteristics of UWB （ultra wide band） internet of things， the paper analyzes the current demand and application characteristics of rail transit security and protection platform， studies the applicability of ultra wide band technology in the field of rail transit， and discusses the feasibility of the application and development of related technology of internet of things in rail transit.

【關(guān)鍵詞】軌道交通;超寬帶;應(yīng)用;安防系統(tǒng);UWB

【Keywords】rail transit; ultra wide band; application; security and protection system; UWB

【中圖分類號】U231+.7? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號】1673-1069（2021）01-0176-02

1 引言

隨著軌道交通領(lǐng)域中安防平臺的功能需求日益增長，導(dǎo)致軌道交通管控系統(tǒng)所涉及的場景也越來越多樣化。而安防作為軌道交通建設(shè)管理的重要組成部分，在軌道交通系統(tǒng)的日常運(yùn)行中，發(fā)揮著重要的作用。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，也為軌道交通安防領(lǐng)域的發(fā)展提供了技術(shù)支持。本文希望通過將先進(jìn)的超寬帶技術(shù)與軌道交通安防領(lǐng)域的現(xiàn)實(shí)需求相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)軌道交通相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展，從而滿足軌道交通乘客、管理方的需求。

2 超寬帶技術(shù)簡介

2.1 概述

超寬帶（UWB，Ultra Wide Band）是一種通信技術(shù)，利用納秒（ns）至皮秒（ps）級的非正弦波窄脈沖傳輸數(shù)據(jù)，具有耗電量低、定位準(zhǔn)確的特點(diǎn)。與常見的通信使用的連續(xù)載波方式不同，UWB采用極短的脈沖信號來傳送數(shù)據(jù)。這些脈沖所占用的帶寬極高，使得通訊時的數(shù)據(jù)傳輸速率可以達(dá)到百兆級別。而且因?yàn)槭菢O短脈沖，在高速通信的同時，UWB設(shè)備的發(fā)射功率卻很小，為部署和使用帶來了便利。系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

2.2 技術(shù)優(yōu)勢

超寬帶是一種新興的無線通信技術(shù)，具有高速、低成本、低功耗、寬頻帶等特點(diǎn)。在定位上具有低成本、抗多徑干擾、穿透能力強(qiáng)的優(yōu)勢，可應(yīng)用于靜止或者移動物體以及人的定位跟蹤，能提供十分精確的定位精度。

3 軌道交通安防需求分析

軌道交通行業(yè)發(fā)展至今，安防相關(guān)技術(shù)和設(shè)備已經(jīng)得到了長足的發(fā)展，但是隨著人們對于生命財(cái)產(chǎn)安全的日益重視，傳統(tǒng)的設(shè)備和技術(shù)已經(jīng)無法滿足或解決新的問題。目前，軌道交通安防領(lǐng)域亟待解決的問題如下。

3.1 遠(yuǎn)程實(shí)時定位

傳統(tǒng)的軌道交通安防平臺或軟件，多是通過視頻攝像、實(shí)時語音通話、人工巡查等方式，確定相關(guān)人員或物資的具體位置，而且大多不能實(shí)時跟蹤并進(jìn)行展示。通過應(yīng)用UWB技術(shù)，可以對人員或物資進(jìn)行精確定位，并在管理平臺上實(shí)時更新展示，從而方便進(jìn)行實(shí)時管理。

3.2 風(fēng)險管理

當(dāng)發(fā)生緊急事件時，人員可以使用手機(jī)、單兵設(shè)備等相關(guān)的附帶定位終端設(shè)備，進(jìn)行求助信號的發(fā)送及事件的定位。救援人員可以通過平臺迅速定位求助人員，并通過平臺提供的導(dǎo)航信息前往救助。同時，管理人員也可對系統(tǒng)下轄人員進(jìn)行定位，提高管理效率。

3.3 物資及車輛管理

通過UWB定位精確、干擾低的特點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)對于車輛和相關(guān)物資的管控，當(dāng)車輛和物資進(jìn)行出入庫等操作時，可以通過UWB實(shí)現(xiàn)信息的快速讀取和定位，從而提升管理效率。

3.4 人員引導(dǎo)疏散

當(dāng)有重大事件發(fā)生時，安防管理平臺可通過UWB，將疏散信息推送至范圍內(nèi)的人員，并根據(jù)各人員的位置信息推送疏散方案，從而最大限度避免事故或事件的發(fā)生，可以使用隨身佩戴的定位終端設(shè)備進(jìn)行緊急求助。救援人員可以通過平臺迅速定位求助人員，并通過平臺提供的導(dǎo)航信息前往救助。同時，管理人員也可對系統(tǒng)下轄人員進(jìn)行定位，提高管理效率（見圖2）。

4 超寬帶在軌道交通安防領(lǐng)域的應(yīng)用

4.1 人員定位管理應(yīng)用

安防管理平臺與單兵設(shè)備、個人終端等相結(jié)合，可以通過設(shè)備及相應(yīng)的管理軟件，實(shí)時獲取相關(guān)人員的位置信息，并可結(jié)合BIM技術(shù)進(jìn)行展示，從而直觀體現(xiàn)人員當(dāng)前位置及環(huán)境，方便監(jiān)管人員對于管理區(qū)域內(nèi)的人員的實(shí)時狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。一旦現(xiàn)場有緊急情況發(fā)生，可以調(diào)取預(yù)案，由系統(tǒng)向區(qū)域內(nèi)人員發(fā)送相關(guān)信息，并進(jìn)行引導(dǎo)，保障緊急情況下的預(yù)案執(zhí)行效率，避免人員傷亡。

4.2 緊急救助應(yīng)用

當(dāng)人員遇到危險或需要援助時，可通過手機(jī)、單兵設(shè)備等智能定位終端尋求幫助。功能啟動后，設(shè)備調(diào)動定位模塊，將人員的實(shí)時定位信息發(fā)送至平臺并進(jìn)行位置展現(xiàn)，平臺可根據(jù)求助位置，及時派遣人員進(jìn)行事件處置。

4.3 物資和設(shè)備管理

當(dāng)物資物理位置發(fā)生變化時，UWB基站可以利用高精度定位的特點(diǎn)對于物資的軌跡進(jìn)行追蹤，并在圖上進(jìn)行展示。同時，平臺可以將定位技術(shù)與電子圍欄相結(jié)合，當(dāng)物資超越管理范圍時，進(jìn)行報(bào)警提示，從而最大限度地保證財(cái)產(chǎn)安全。

5 結(jié)語

隨著科技的發(fā)展，定位及導(dǎo)航已經(jīng)越來越多地出現(xiàn)在日常工作和生活中，但是由于導(dǎo)航技術(shù)的制約性，導(dǎo)致室內(nèi)定位的定位精度與應(yīng)用范圍一直較為落后。但是隨著UWB技術(shù)的發(fā)展成熟，其所具備的定位精度高、動態(tài)反饋靈敏、設(shè)備容量大、系統(tǒng)耗能低等優(yōu)點(diǎn)，使得人們逐漸將目光投向了超寬帶技術(shù)的應(yīng)用。國內(nèi)針對該技術(shù)的研究應(yīng)用起步較晚，但國家多次在相關(guān)指導(dǎo)政策中提出發(fā)展相關(guān)技術(shù)，使其逐步成為未來熱點(diǎn)。相信隨著UWB技術(shù)的進(jìn)一步成熟，其在軌道交通安防領(lǐng)域的應(yīng)用也將得到逐步普及。

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