一種用在隧道定位系統中的uwb定位技術 

自十一五以來，我國加大了基礎設施建設力度，中國交通建設事業進入了快 速發展軌道。尤其在高速公路、鐵路、城市軌道方面的建設突飛猛進。在公路、 鐵路建設方面，道路建設路線逐漸由平原、微丘向山區高原挺進，隧道、橋梁等 結構物占線路的比重越來越大，隧道建設工程數量持續增長；在城市軌道建設方 面，地鐵具有節省土地、減少噪音、減少污染、節省資源等優點，成為各城市解 決擁堵、提升城市交通運輸能力的重要手段。由于隧道及城市地鐵建設的造價高、 運營管理相對復雜、施工環境惡劣、事故發生頻率較高，常要求對隧道中人員數 量進行統計、對施工現場環境進行監控。 目前市場上隧道安全監控系統中都沒有與外界直接通話的無線通信系統，在 遇到突發事故，如崩塌、涌水涌泥等事故，不能及時向隧道監控室匯報，很容易 貽誤搶險時機。如果有無線通信系統，施工人員在隧道中工作，可隨時將隧道的 掘進和安全情況匯報到隧道監控室，便于調度和及時處理突發事故。 當遇到隧道突發事故，對隧道施工人員的搶救缺乏可靠的位臵信息，也缺乏 語音通信手段，搶險救災、安全救護的效率仍然不高，效果不理想。由于通信網 絡不暢，通信手段單一，網絡承受能力差，往往造成領導層信息不暢通，指揮不 足，數字不準，不利于事故的搶險，極易造成事故損失的擴大。隧道對利用相應 的人員跟蹤定位設備，全天候對施工人員進行實時自動跟蹤和考勤，隨時掌握每個員工在隧道的位臵及活動軌跡、全隧道人員的位臵分布情況等需求迫切。 深圳新程智能致力于隧道安全建設，通過深入研究我國隧道現狀，推出了“隧道安全綜合監測系統”。

2.2.2.1 系統特點： 

（1）、系統采用先進的UWB技術TOF算法，對隧道內人員從隧道口到隧道內工作面能全天候不間斷地進行實時的精確定位與跟蹤，定位精度達到30厘米;

（2）保證隧道全部位于無信號死角，做到信號全覆蓋;

（3）在緊急情況下，可通過定位卡上一鍵報警按鈕，及時通知監控室管理人員；

（4）通過無線方式傳輸數據到隧道口監控室;

（5）可顯示任意選定人員的實時的位置信息，并可按時間段對指定 的隧道內人員的行走軌跡進行歷史回放顯示單基站定位技術;

（6）可實現考勤、路徑跟蹤、安全管理、區域統計、數據存儲、系 統自診斷、出洞異常提示、數據備份、操作記錄、用戶權限管理、遠 程登錄等一系列功能;

（7） 隧道工程施工災難發生后，系統可實時顯示隧道內所有人員地 理位臵信息，并啟動相應應急預案；

（8）能夠顯示隧道圖形及隧道內部人員動態分布情況，可對人員進 行查找定位、實時跟蹤、歷史軌跡回放等;

（9）人員定位系統出口協議應開放，人員的所有信息均可以調用；

（10）人員定位系統服務器應配備外部網絡，以供外網用戶訪問和系 統平臺對接；

   系統設計原則

首先根據項目實際需要結合隧道長度等現場具體情況，可作全線覆蓋精準定位和危險施工區域精準定位（即掌子面定位）兩種。

全線覆蓋主要針對一些特長隧道，施工條件難度大，項目管理要求高的一些重點隧道工程，采用全線信號覆蓋精準人員定位，每隔600米安裝一臺定位基站，可做到隧道內的無線定位信號全覆蓋，定位精度最大可達30CM。

危險施工區域精準定位又稱掌子面區域精準定位，即在防水板臺車上安裝1臺高精度定位基站即可，基站將采集到進入該區域內的定位卡信號，通過無線網橋傳輸到后臺管理系統中。

經過軟件處理，得出各具體信息（如：是誰，距離洞口多遠，具體時間）， 同時可把它動態顯示（實時）在監控中心的電腦上或隧道外的 LED大屏幕上，并作好備份。監管人員可隨時了解隧道中人員的狀態。管理者也可以根據電腦上的分布示意圖查看某一區域，計算機即會把這一區域的人員情況統計并顯示出來。管理者能實時的觀察到隧道內工作人員的即時區域位臵，實現隧道內人員精確定位。另外一旦隧道內發生事故，可根據電腦中的人員定位分布信息馬上查出事故地點的人員情況，以便幫助營救人員以準確快速 的方式營救出被困人員。一旦隧道內發生突發情況，隧道內人員可通過所攜帶的定位儀（識別卡）發出警報。 隧道內人員只要按定位儀上的報警按鈕即可發出報警。在監控室的動態顯示界面會立即彈出紅色報警信號。