نظام تحديد المواقع لأكبر مدينة تحت الأرض في العالم

[إعلان 1]

باحثون صينيون يطورون نظام تحديد المواقع منخفض التكلفة وعالي الدقة لشبكة أنفاق بطول 380 كيلومترًا تمر تحت منطقة شيونجان الجديدة.

تقع منطقة شيونجان الجديدة فوق شبكة من الأنفاق تحت الأرض. الصورة: شينخوا — تقع منطقة شيونجان الجديدة فوق شبكة من الأنفاق تحت الأرض. الصورة: *شينخوا*

قام فريق بحثي في جامعة بكين للبريد والاتصالات (BUPT)، بقيادة الأستاذ المشارك لو تشاومينغ، بدمج تكنولوجيا BeiDou الصينية وشبكات الجيل الخامس لإنشاء نظام تحديد المواقع لما سيصبح أكبر مدينة تحت الأرض في العالم.

شيونجان هي مدينة ذكية على المستوى الوطني في مقاطعة خبي، على بعد حوالي 120 كيلومترًا من بكين. بدأ المشروع في عام 2017 لاستضافة الشركات والهيئات الحكومية ومرافق البحث والتطوير التي تنتقل من بكين. منذ مرحلة التصميم، تم التخطيط لبناء متاهة تحت الأرض أسفل المدينة. تتواجد الأنابيب الفنية مثل الكهرباء وخطوط الشبكة والغاز والمياه تحت الأرض. تم إنشاء ممرات الطرق السريعة التي يبلغ ارتفاعها 4 أمتار وعرضها 16 مترًا لخدمة نقل البضائع. بالإضافة إلى ذلك، هناك كمية كبيرة من مواقف السيارات تحت الأرض للمناطق السكنية والتسوقية.

ويشكلان معًا متاهة تحت الأرض تتكون من ثلاثة طوابق رئيسية ويبلغ عمقها 22.5 مترًا. وفي المجمل، يجري العمل على إنشاء ما يزيد عن 380 كيلومترًا من الأنفاق و22 كيلومترًا مربعًا من مواقف السيارات تحت الأرض. فوق هذا المجمع توجد شبكة طرق تحت الأرض تربط جميع المجتمعات السكنية ومواقف السيارات فوق الأرض. وعند اكتماله، سيحمل المشروع الرقم القياسي لأكبر مدينة تحت الأرض في العالم من مونتريال. تحتوي مدينة كندا الكبرى على 32 كيلومترًا فقط من الأنفاق التي تغطي مساحة 12 كيلومترًا مربعًا. وفي الوقت نفسه، تحتوي المدينة تحت الأرض في هلسنكي، فنلندا، على حوالي كيلومتر مربع واحد من المساحة تحت الأرض لكل 100 متر مربع من المساحة فوق الأرض. النسبة في هونغ آن هي 1/80.

يشكل حجم المتاهة أعلاه تحديًا ملاحيًا خاصًا، حيث يمكن للبشر أن يضيعوا بسهولة في المساحة الشاسعة. ولحل هذه المشكلة، تقود كلية هندسة المعلومات والاتصالات التابعة لجامعة بكين للتكنولوجيا، والتي تتمتع بخبرة في مجال تقنية الجيل الخامس وتحديد مواقع الإشارات، الأبحاث منذ عام 2020. وقال لو: "يمكننا إجراء مكالمة هاتفية وعرض موقع ويب في الفضاء تحت الأرض لأن الهاتف المحمول يستقبل إشارة من مكبر الإشارة".

تستقبل هذه المكبرات إشارات الجيل الخامس من الأرض وتنقلها عبر الفضاء القريب. استخدم فريق البحث في جامعة بيتسبرغ للتكنولوجيا هذا الجهاز كنقطة بداية. إذا تمكنوا من إرسال إشارة تحديد المواقع بيدو باستخدام نظام التتابع الحالي، فسوف يتمكنون من إنشاء نظام تحديد المواقع تحت الأرض دقيق ومنخفض التكلفة. في البداية، قام الباحثون بتطوير معدات داخلية متخصصة لتعزيز الإشارات الضعيفة التي تنتقل من الأقمار الصناعية إلى الأرض. ويمكن للجهاز أيضًا تصفية الإشارات غير ذات الصلة مع منع التأثيرات الضارة، وفقًا لتشو شينغهي، الباحث في مرحلة ما بعد الدكتوراه في جامعة بكين للطب الفيزيائي.

ولكن من غير المرجح أن تكون دقة نظام بيدو في حدود 10 أمتار فوق سطح الأرض كافية لتلبية المتطلبات تحت الأرض، حيث تتطلب مواقف السيارات على وجه الخصوص دقة عالية في تحديد المواقع. وبناء على ذلك، قام الفريق بتطوير خوارزمية تحديد المواقع التي تدمج إشارات أقمار BeiDou الصناعية وإشارات 5G وردود الفعل من الأجهزة. تساعد الخوارزمية الجديدة في حساب موقع السيارة بدقة غير مسبوقة في حدود 2 - 3 أمتار. ويشكل الجمع بين إشارات الأقمار الصناعية وإشارات الجيل الخامس أيضًا تحديات، مع إمكانية حدوث تداخل. وبناء على ذلك، قام الفريق بتعديل قدرات التصفية ومعايير الطاقة لنقل إشارة بيدو بنجاح تحت الأرض دون التأثير على قنوات الاتصال المتاحة.

بعد اختبار التكنولوجيا في جامعة BUPT، ساعد الاختبار الميداني في هونغ آن في تحسين نظام تحديد المواقع على أقسام الطرق المعقدة. تبدأ السيارة في تلقي تعليمات الملاحة من لحظة دخولها إلى موقف السيارات، مما يؤدي إلى مكان وقوف السيارات المحدد. تم نشر النظام على مساحة تزيد عن 700 ألف متر مربع تحت الأرض في هونغ آن.

وبالمقارنة بتقنيات تحديد المواقع الداخلية الأخرى التي تعتمد على Wi-Fi أو Bluetooth، فإن تكلفة المشروع أقل بنحو النصف ولديه القدرة على التوسع إلى المستشفيات والمجمعات التجارية والمناجم ومحطات المطارات والعديد من البيئات المعقدة الأخرى. ويأمل لو أن يتم نشر هذه التكنولوجيا في مناطق أخرى مثل خنان وفوجيان وقوانغدونغ.

آن كانج (وفقًا لصحيفة ذا ستار )

[إعلان 2]
رابط المصدر