隧道/軌交施工人員定位技術選型方案

廣州拙進通信技術有限公司

1. 應用場景需求

    a)   監控入洞人數，進入工作面的人數，遏制超定員生產。

    b)   監控進入危險區域的人員，及時發現誤入危險區域人員，防止發生  傷亡事故。

    c)   實時監測人員出/入洞，及時發現超時作業和未出洞人員，以便及時采取措施，防止發生意外。

    d)   通過對入洞作業人員，出/入洞和路徑監測，及時掌握入井工作人員是否按規定出/入洞，是否按規定到達指定作業地點等。

    e)   及時了解事故時入洞人員總數、分布區域、人員信息等基本情況，在事故后，可通過軟件歷史軌跡，判斷被困人員和尸體大致位置，以便及時搜救和清理。

 2. 前期試點技術路線與試點結果

       最近十年隧道/軌交施工人員定位項目實施了較多的案例，主要采用兩種技術方案：有源RFID與UWB，其它如藍牙BLE、ZigBee之類技術也有試點，逐漸少用了。

      采用有源RFID還是UWB技術主要取決于客戶對精準定位是否要求強烈且是否愿意承擔何種成本。一般而言，有源RFID技術與UWB技術在隧道/軌交施工人員定位應用場景各有優缺點。

  a） 有源RFID技術優缺點如下：

        優點：

           電子標簽使用時間長

           標簽成本以及設備成本低

           基本能滿足上面所列管理需求

         缺點：

           只能實現區域人數統計以及軌跡，無法實現人員的精準定位。

      b） UWB技術的優缺點如下：

         優點：

            能實現精準的人員定位

         缺點：

           建設與維護成本高

           標簽耗電，續航時間短

3） 核心用戶體驗需求

       根據前期試點反饋，隧道/軌交施工人員定位應用核心用戶體驗如下：

        a)    區域人員數量統計準確。

        b)   人員批量進出洞方向識別準確 。

        c)    標簽續航時間長，減少維護成本。

        d)   特殊情況下能實現精準定位。

4. 拙進通信的探索

      針對隧道/軌交施工人員定位應用場景，拙進通信提供2種技術（RFID、UWB）不同配置方案以滿足不同用戶成本體驗的綜合需求。

     A .有源RFID技術標準配置方案

      此種方案只在隧道出入口以及內部隧道交叉口部署RFID設備，在敏感區域部署RFI識別設備。設備配置如下圖所示，在隧道出入口以及各交叉洞口部署能自動批量識別進出方向的RFID識別設備，識別人員進出方向，從而自動統計該區域人數，同時實現人員軌跡追蹤。

      此種配置可實現如下功能性能：

        a)   100%人員進出方向識別，從而準確實現實時進出人員統計，入洞人員統計，超時未出告警等功能。

        b)    危險區域告警。

        c)   入洞人員路徑監測

        d)   各個分支通道人數統計

        e)   標簽使用時間大于6年

   如上，基于有源RFID技術標準配置方案基本可以滿足實際應用場景需求，成本低，維護少，是推薦選擇的方案。

  B. 有源RFID技術增強配置方案

   基于有源RFID技術的增強方案是在標準方案配置基礎上，通過在隧道路徑上每隔50-100米部署RFID區域識別設備，實現更小區域范圍的人數統計以及更高精度的人員軌跡識別，相應的也增加部分成本。

  C. 多模UWB技術方案

      分對精準定位需求強烈，且有較高成本承受能力的客戶可以選擇多模UWB技術方案產品，多模UWB方案產品可以實現RFID產品的全部功能與識別準確率，同時可以實現精準定位，相應的成本也較高。

   多模UWB定位方案配置如下圖所示：

   在隧道出入口以及隧道交叉口部署RFID識別設備，實現100%人員進出方向識別。在隧道沿途，部署復合UWB設備，實現人員精準定位。

      與傳統UWB技術比較，多模UWB技術方案具備如下優點：

       a)   UWB基站無需組網

       b)   進出方向判斷準確率100%。

       c)   標簽電池續航時間至少增加3倍

       d)   系統建設成本只需傳統UWB技術的1/2。