세계 최대 지하도시를 위한 위치 시스템

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중국 연구진은 슝안 신구 지하를 지나는 380km 터널 네트워크를 위한 저렴하고 고정밀의 위치 지정 시스템을 개발했습니다.

슝안신구는 지하 터널망 위에 위치해 있습니다. 사진: 신화통신 — 슝안신구는 지하 터널망 위에 위치해 있습니다. 사진: *신화통신*

루 자오밍 부교수가 이끄는 베이징 우정통신대학(BUPT) 연구팀은 중국의 베이더우 기술과 5G 네트워크를 결합하여 세계 최대 규모의 지하 도시를 위한 위치 기반 시스템을 개발했습니다.

슝안신구는 베이징에서 약 120km 떨어진 허베이성에 있는 국가급 스마트 시티입니다. 이 프로젝트는 베이징에서 이전되는 기업, 정부 기관, 연구 개발 시설을 수용하기 위해 2017년에 착공되었습니다. 설계 단계부터 도시 아래에 지하 미궁을 건설할 계획이었습니다. 전기, 네트워크 라인, 가스, 물과 같은 기술적 파이프는 지하에 위치해 있습니다. 높이 4m, 폭 16m의 고속도로 복도는 물품 운송을 위해 건설되었습니다. 또한 주거 및 쇼핑 지역을 위한 대규모 지하 주차장도 마련되어 있습니다.

이들은 3개의 주요 층으로 이루어져 있고 깊이가 22.5m인 지하 미로를 형성합니다. 현재 총 380km가 넘는 터널과 22km²의 지하 주차장이 건설 중입니다. 이 단지 위에는 모든 지상 주거 지역과 주차장을 연결하는 지하 도로망이 있습니다. 이 프로젝트가 완료되면 몬트리올은 세계에서 가장 큰 지하 도시라는 기록을 세울 것입니다. 캐나다의 대도시에는 12km2에 달하는 32km의 터널이 있습니다. 핀란드 헬싱키의 지하 도시는 지상 면적 100제곱미터당 약 1제곱킬로미터의 지하 공간이 있습니다. 흥안의 비율은 1/80입니다.

위의 미로의 규모는 특히 탐색에 어려움을 줍니다. 왜냐하면 사람들은 그 광활한 공간에서 쉽게 길을 잃을 수 있기 때문입니다. 이 문제를 해결하기 위해 5G 및 신호 위치 측정 분야의 경험을 보유한 BUPT 산하 정보통신공학과가 2020년부터 연구를 주도해 왔습니다. 루 씨는 "휴대폰이 신호 증폭기에서 신호를 수신하기 때문에 지하 공간에서 전화를 걸고 웹사이트를 볼 수 있습니다."라고 말했습니다.

이러한 증폭기는 지상에서 5G 신호를 수신하여 인근 우주로 전송합니다. BUPT의 연구팀은 이 장치를 시작점으로 삼았습니다. 만약 그들이 기존의 중계 시스템을 사용하여 베이더우 위치 신호를 전송할 수 있다면, 저렴하면서도 정확한 지하 위치 시스템을 만들 수 있을 것입니다. 먼저, 연구자들은 위성에서 지상으로 전송되는 약한 신호를 증폭시키는 특수 실내 장비를 개발했습니다. BUPT의 박사후 연구원인 추 싱허에 따르면, 이 장치는 유해한 영향을 차단하는 동시에 관련 없는 신호를 걸러낼 수도 있다고 합니다.

하지만 지상 10m 이내의 베이더우 시스템의 정확도는 지하 공간에서의 요구사항을 충족시키기에 충분하지 않을 가능성이 높습니다. 특히 주차장은 높은 위치 정확도가 요구되기 때문입니다. 그래서 연구팀은 BeiDou 위성 신호, 5G 신호, 기기 피드백을 통합하는 위치 알고리즘을 개발했습니다. 새로운 알고리즘은 2~3m 이내의 전례 없는 정확도로 차량 위치를 계산하는 데 도움이 됩니다. 위성과 5G 신호를 결합하는 것도 잠재적으로 간섭이 발생할 수 있다는 과제를 안고 있습니다. 따라서 연구팀은 필터링 기능과 전력 매개변수를 조정해 사용 가능한 통신 채널에 영향을 주지 않고 베이더우 신호를 지하에서 성공적으로 전송했습니다.

BUPT에서 기술을 테스트한 후, Hung An에서 현장 테스트를 실시하여 복잡한 도로 구간에서 위치 지정 시스템을 개선하는 데 도움이 되었습니다. 차량은 주차장에 들어서는 순간부터 정확한 주차 공간으로 안내하는 내비게이션 지침을 받기 시작합니다. 이 시스템은 흥안성의 지하 70만m2가 넘는 지역에 구축되었습니다.

Wi-Fi나 블루투스를 기반으로 한 다른 실내 위치 지정 기술과 비교했을 때, 이 프로젝트는 비용이 약 절반 정도 소요되며 병원, 상업 단지, 광산, 공항 터미널 및 기타 여러 복잡한 환경으로 확장될 가능성이 있습니다. 루는 이 기술이 허난성, 푸젠성, 광동성 등 다른 지역에도 도입되기를 바라고 있습니다.

안캉 ( The Star 에 따르면)

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