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一种用在隧道定位系统中的uwb定位技术 

自十一五以来，我国加大了基础设施建设力度，中国交通建设事业进入了快 速发展轨道。尤其在高速公路、铁路、城市轨道方面的建设突飞猛进。在公路、 铁路建设方面，道路建设路线逐渐由平原、微丘向山区高原挺进，隧道、桥梁等 结构物占线路的比重越来越大，隧道建设工程数量持续增长；在城市轨道建设方 面，地铁具有节省土地、减少噪音、减少污染、节省资源等优点，成为各城市解 决拥堵、提升城市交通运输能力的重要手段。由于隧道及城市地铁建设的造价高、 运营管理相对复杂、施工环境恶劣、事故发生频率较高，常要求对隧道中人员数 量进行统计、对施工现场环境进行监控。 目前市场上隧道安全监控系统中都没有与外界直接通话的无线通信系统，在 遇到突发事故，如崩塌、涌水涌泥等事故，不能及时向隧道监控室汇报，很容易 贻误抢险时机。如果有无线通信系统，施工人员在隧道中工作，可随时将隧道的 掘进和安全情况汇报到隧道监控室，便于调度和及时处理突发事故。 当遇到隧道突发事故，对隧道施工人员的抢救缺乏可靠的位臵信息，也缺乏 语音通信手段，抢险救灾、安全救护的效率仍然不高，效果不理想。由于通信网 络不畅，通信手段单一，网络承受能力差，往往造成领导层信息不畅通，指挥不 足，数字不准，不利于事故的抢险，极易造成事故损失的扩大。隧道对利用相应 的人员跟踪定位设备，全天候对施工人员进行实时自动跟踪和考勤，随时掌握每个员工在隧道的位臵及活动轨迹、全隧道人员的位臵分布情况等需求迫切。 深圳新程智能致力于隧道安全建设，通过深入研究我国隧道现状，推出了“隧道安全综合监测系统”。

2.2.2.1 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精确定位与跟踪，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；

   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，可作全线覆盖精准定位和危险施工区域精准定位（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，采用全线信号覆盖精准人员定位，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，定位精度最大可达30CM。

危险施工区域精准定位又称掌子面区域精准定位，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，实现隧道内人员精确定位。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。