Système de positionnement pour la plus grande ville souterraine du monde

Des chercheurs chinois développent un système de positionnement à faible coût et de haute précision pour un réseau de tunnels de 380 km passant sous la nouvelle zone de Xiong'an.

La nouvelle zone de Xiong'an se trouve au-dessus d'un réseau de tunnels souterrains. Photo : Xinhua — La nouvelle zone de Xiong'an se trouve au-dessus d'un réseau de tunnels souterrains. Photo : *Xinhua*

Une équipe de recherche de l'Université des postes et télécommunications de Pékin (BUPT), dirigée par le professeur associé Lu Zhaoming, a combiné la technologie chinoise BeiDou et les réseaux 5G pour créer un système de positionnement pour ce qui deviendra la plus grande ville souterraine du monde.

Xiong'an est une ville intelligente de niveau national située dans la province du Hebei, à environ 120 kilomètres de Pékin. Le projet a débuté en 2017 pour accueillir les entreprises, les agences gouvernementales et les installations de recherche et développement quittant Pékin. Dès la conception, il était prévu de construire un labyrinthe souterrain sous la ville. Les conduites techniques telles que l’électricité, les lignes de réseau, le gaz et l’eau sont situées sous terre. Les couloirs autoroutiers de 4 m de haut et de 16 m de large ont été construits pour servir au transport de marchandises. De plus, il existe un grand nombre de parkings souterrains pour les zones résidentielles et commerciales.

Ensemble, ils forment un labyrinthe souterrain composé de trois étages principaux et d'une profondeur de 22,5 m. Au total, plus de 380 km de tunnels et 22 km2 de parkings souterrains sont en construction. Au-dessus de ce complexe se trouve un réseau routier souterrain reliant toutes les communautés résidentielles et les parkings en surface. Une fois terminé, le projet battra le record de la plus grande ville souterraine du monde, détenu par Montréal. La mégalopole canadienne ne compte que 32 km de tunnels couvrant 12 km2. Pendant ce temps, la ville souterraine d’Helsinki, en Finlande, dispose d’environ un kilomètre carré d’espace souterrain pour 100 mètres carrés de surface au-dessus du sol. Le ratio dans Hung An est de 1/80.

L’ampleur du labyrinthe pose un défi de navigation particulier, car les humains peuvent facilement se perdre dans ce vaste espace. Pour résoudre le problème, l'école d'ingénierie de l'information et de la communication de BUPT, avec une expérience dans la 5G et le positionnement du signal, dirige la recherche depuis 2020. « Nous pouvons passer un appel téléphonique et consulter un site Web dans l'espace souterrain car le téléphone portable reçoit un signal de l'amplificateur de signal », a déclaré Lu.

Ces amplificateurs reçoivent les signaux 5G du sol et les transmettent à travers l’espace proche. L’équipe de recherche du BUPT a utilisé cet appareil comme point de départ. S’ils pouvaient transmettre le signal de positionnement Beidou en utilisant un système de relais existant, ils créeraient un système de positionnement souterrain précis et peu coûteux. Dans un premier temps, les chercheurs ont développé un équipement d’intérieur spécialisé pour amplifier les signaux faibles transmis par les satellites vers le sol. L'appareil peut également filtrer les signaux non pertinents tout en bloquant les effets nocifs, selon Chu Xinghe, chercheur postdoctoral au BUPT.

Mais la précision du système Beidou à 10 mètres au-dessus du sol ne sera probablement pas suffisante pour les besoins souterrains, car les parkings en particulier nécessitent une précision de positionnement élevée. L’équipe a donc développé un algorithme de positionnement qui intègre les signaux satellites BeiDou, les signaux 5G et les commentaires des appareils. Le nouvel algorithme permet de calculer l'emplacement du véhicule avec une précision sans précédent, dans un rayon de 2 à 3 m. La combinaison des signaux satellite et 5G pose également des défis, avec un risque d’interférence. Par conséquent, l'équipe a ajusté les capacités de filtrage et les paramètres de puissance pour transmettre avec succès le signal Beidou sous terre sans affecter les canaux de communication disponibles.

Après avoir testé la technologie au BUPT, des tests sur le terrain à Hung An ont permis d'affiner le système de positionnement sur des sections de route complexes. Un véhicule commence à recevoir des instructions de navigation dès qu'il entre dans le parking, menant à la place de stationnement exacte. Le système a été déployé sur une superficie de plus de 700 000 m2 sous terre à Hung An.

Comparé à d’autres technologies de positionnement intérieur basées sur le Wi-Fi ou le Bluetooth, le projet coûte environ la moitié du prix et a le potentiel de s’étendre aux hôpitaux, aux complexes commerciaux, aux mines, aux terminaux d’aéroport et à de nombreux autres environnements complexes. Lu espère que la technologie pourra être déployée dans d’autres régions telles que le Henan, le Fujian et le Guangdong.

An Khang (selon The Star )

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