Sistema de posicionamiento para la ciudad subterránea más grande del mundo

Investigadores chinos desarrollan un sistema de posicionamiento de alta precisión y bajo costo para una red de túneles de 380 kilómetros que corre bajo la Nueva Área de Xiong'an.

La Nueva Área de Xiong'an se encuentra sobre una red de túneles subterráneos. Foto: Xinhua — La Nueva Área de Xiong'an se encuentra sobre una red de túneles subterráneos. Foto: *Xinhua*

Un equipo de investigación de la Universidad de Correos y Telecomunicaciones de Beijing (BUPT), dirigido por el profesor asociado Lu Zhaoming, combinó la tecnología BeiDou de China y las redes 5G para crear un sistema de posicionamiento para lo que se convertirá en la ciudad subterránea más grande del mundo.

Xiong'an es una ciudad inteligente de nivel nacional en la provincia de Hebei, a unos 120 kilómetros de Beijing. El proyecto se inició en 2017 para albergar empresas, agencias gubernamentales e instalaciones de investigación y desarrollo que se mudarán desde Beijing. Desde la etapa de diseño se planeó construir un laberinto subterráneo debajo de la ciudad. Las tuberías técnicas como las de electricidad, redes, gas y agua se encuentran bajo tierra. Los corredores de la autopista de 4 m de alto y 16 m de ancho fueron construidos para servir al transporte de mercancías. Además, hay una gran cantidad de aparcamiento subterráneo para zonas residenciales y comerciales.

Se combinan para formar un laberinto subterráneo que consta de tres plantas principales y 22,5 m de profundidad. En total, se están construyendo más de 380 km de túneles y 22 km2 de aparcamientos subterráneos. Por encima de este complejo hay una red de carreteras subterráneas que conecta todas las comunidades residenciales sobre el nivel del suelo y los estacionamientos. Una vez finalizado, el proyecto arrebatará a Montreal el récord de la ciudad subterránea más grande del mundo. La megalópolis de Canadá tiene sólo 32 kilómetros de túneles que cubren 12 kilómetros cuadrados. Mientras tanto, la ciudad subterránea de Helsinki, Finlandia, tiene alrededor de un kilómetro cuadrado de espacio subterráneo por cada 100 metros cuadrados de superficie sobre el suelo. La proporción en Hung An es 1/80.

La escala del laberinto anterior plantea un desafío particular para la navegación, ya que los humanos pueden perderse fácilmente en el vasto espacio. Para resolver el problema, la Escuela de Ingeniería de Información y Comunicación de BUPT, con experiencia en 5G y posicionamiento de señales, ha liderado la investigación desde 2020. "Podemos hacer una llamada telefónica y ver un sitio web en el espacio subterráneo porque el teléfono móvil recibe una señal del amplificador de señal", dijo Lu.

Estos amplificadores reciben señales 5G desde la Tierra y las transmiten a través del espacio cercano. El equipo de investigación de BUPT utilizó este dispositivo como punto de partida. Si pudieran transmitir la señal de posicionamiento Beidou utilizando un sistema de relé existente, crearían un sistema de posicionamiento subterráneo preciso y de bajo costo. En primer lugar, los investigadores desarrollaron equipos especializados para interiores para amplificar las señales débiles transmitidas desde los satélites a la Tierra. El dispositivo también puede filtrar señales irrelevantes y bloquear efectos dañinos, según Chu Xinghe, investigador postdoctoral en BUPT.

Pero es poco probable que la precisión del sistema Beidou a 10 metros sobre el suelo sea suficiente para satisfacer los requisitos subterráneos, ya que los estacionamientos en particular requieren una alta precisión de posicionamiento. Entonces, el equipo desarrolló un algoritmo de posicionamiento que integra señales de satélite BeiDou, señales 5G y retroalimentación de los dispositivos. El nuevo algoritmo ayuda a calcular la ubicación del vehículo con una precisión sin precedentes entre 2 y 3 m. La combinación de señales satelitales y 5G también plantea desafíos, con el potencial de generar interferencias. Por lo tanto, el equipo ajustó las capacidades de filtrado y los parámetros de potencia para transmitir con éxito la señal Beidou bajo tierra sin afectar los canales de comunicación disponibles.

Después de probar la tecnología en BUPT, las pruebas de campo en Hung An ayudaron a perfeccionar el sistema de posicionamiento en secciones de carreteras complejas. Un vehículo comienza a recibir instrucciones de navegación desde el momento en que ingresa al estacionamiento, llevándolo al espacio exacto para estacionar. El sistema se ha desplegado en un área subterránea de más de 700.000 m2 en Hung An.

En comparación con otras tecnologías de posicionamiento en interiores basadas en Wi-Fi o Bluetooth, el proyecto cuesta aproximadamente la mitad y tiene el potencial de expandirse a hospitales, complejos comerciales, minas, terminales de aeropuertos y muchos otros entornos complejos. Lu espera que la tecnología pueda implementarse en otras regiones como Henan, Fujian y Guangdong.

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