Система позиционирования для крупнейшего в мире подземного города

Китайские исследователи разрабатывают недорогую и высокоточную систему позиционирования для сети туннелей протяженностью 380 км, проходящей под новым районом Сюнъань.

Новый район Сюнань расположен над сетью подземных туннелей. Фото: Синьхуа — Новый район Сюнань расположен над сетью подземных туннелей. Фото: *Синьхуа*

Исследовательская группа Пекинского университета почты и телекоммуникаций (BUPT) под руководством доцента Лу Чжаомина объединила китайскую технологию BeiDou и сети 5G, чтобы создать систему позиционирования для того, что станет крупнейшим в мире подземным городом.

Сюнъань — умный город национального уровня в провинции Хэбэй, примерно в 120 километрах от Пекина. Реализация проекта началась в 2017 году с целью размещения предприятий, государственных учреждений и научно-исследовательских центров, переезжающих из Пекина. Еще на стадии проектирования планировалось построить под городом подземный лабиринт. Технические трубы, такие как электропроводка, сетевые линии, газопроводы и водопроводы, проложены под землей. Коридоры скоростной автомагистрали высотой 4 м и шириной 16 м были построены для перевозки грузов. Кроме того, имеется большое количество подземных парковок для жилых и торговых зон.

Вместе они образуют подземный лабиринт, состоящий из трех основных этажей и глубиной 22,5 м. Всего в стадии строительства находится более 380 км тоннелей и 22 км2 подземных парковок. Над этим комплексом проходит подземная дорожная сеть, соединяющая все надземные жилые комплексы и парковки. После завершения проекта, Монреаль станет крупнейшим подземным городом в мире. В мегаполисе Канады всего 32 км туннелей общей площадью 12 км2. Между тем, в подземном городе в Хельсинки, Финляндия, на каждые 100 квадратных метров надземной площади приходится около одного квадратного километра подземного пространства. Соотношение в Хунгане составляет 1/80.

Масштаб лабиринта, представленного выше, представляет особую сложность для навигации, поскольку человек может легко заблудиться в огромном пространстве. Чтобы решить эту проблему, школа информационной и коммуникационной инженерии при BUPT, имеющая опыт в области 5G и позиционирования сигнала, возглавляет исследования с 2020 года. «Мы можем совершать телефонные звонки и просматривать веб-сайты, находясь под землей, потому что мобильный телефон получает сигнал от усилителя сигнала», — сказал Лу.

Такие усилители принимают сигналы 5G с Земли и передают их через ближнее пространство. Исследовательская группа BUPT использовала это устройство в качестве отправной точки. Если бы они могли передавать сигнал позиционирования Beidou с помощью существующей релейной системы, они создали бы недорогую и точную подземную систему позиционирования. Сначала исследователи разработали специализированное внутреннее оборудование для усиления слабых сигналов, передаваемых со спутников на землю. По словам Чу Синхэ, научного сотрудника BUPT, устройство также может отфильтровывать ненужные сигналы, блокируя при этом вредные эффекты.

Однако точность системы Beidou в пределах 10 метров над землей вряд ли будет достаточной для подземных нужд, поскольку именно парковки требуют высокой точности позиционирования. Поэтому команда разработала алгоритм позиционирования, который объединяет спутниковые сигналы BeiDou, сигналы 5G и обратную связь от устройств. Новый алгоритм позволяет рассчитывать местоположение транспортного средства с беспрецедентной точностью в пределах 2–3 м. Объединение спутниковых сигналов и сигналов 5G также создает проблемы из-за возможности возникновения помех. Поэтому команда скорректировала возможности фильтрации и параметры мощности для успешной передачи сигнала Beidou под землей, не влияя на доступные каналы связи.

После тестирования технологии в BUPT полевые испытания в Хунгане помогли усовершенствовать систему позиционирования на сложных участках дорог. С момента въезда на парковку транспортное средство начинает получать навигационные инструкции, ведущие к точному парковочному месту. Система развернута на площади более 700 000 м2 под землей в Хынгане.

По сравнению с другими технологиями позиционирования внутри помещений, основанными на Wi-Fi или Bluetooth, проект обходится примерно в два раза дешевле и имеет потенциал для расширения на больницы, коммерческие комплексы, шахты, аэропортовые терминалы и многие другие сложные среды. Лу надеется, что эту технологию можно будет внедрить и в других регионах, таких как Хэнань, Фуцзянь и Гуандун.

Ан Кханг (по данным The Star )

Ссылка на источник