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 d'envergure nationale située dans la province du Hebei, à environ 120 kilomètres de Pékin. Le projet a été lancé en 2017 pour accueillir les entreprises, les agences gouvernementales et les centres de recherche et développement délocalisés de Pékin. Dès la conception, la construction d'un labyrinthe souterrain était prévue sous la ville. Les canalisations techniques, telles que l'électricité, les lignes de réseau, le gaz et l'eau, sont souterraines. Des voies rapides de 4 mètres de haut et 16 mètres de large sont construites pour le transport de marchandises. De plus, de nombreux parkings souterrains sont prévus pour les zones résidentielles et les centres commerciaux.

Ensemble, ils forment un labyrinthe souterrain de trois niveaux principaux et d'une profondeur de 22,5 m. Au total, plus de 380 km de tunnels et 22 km² de parking souterrain sont en construction. Au-dessus de ce complexe se trouve un réseau de routes souterraines reliant toutes les communautés et parkings en surface. Une fois terminé, le projet battra le record de la plus grande ville souterraine du monde, détenu par Montréal. La mégapole canadienne ne compte que 32 km de tunnels couvrant 12 km². La ville souterraine d'Helsinki, en Finlande, quant à elle, compte environ 1 km² d'espace souterrain pour 100 m² de surface en surface. Le ratio à Xiong'an est de 1/80.

L'ampleur du labyrinthe pose un défi particulier pour la navigation, car il est facile de se perdre dans cet espace immense. Pour résoudre ce problème, l'École d'ingénierie de l'information et de la communication de la BUPT, forte de son expérience en 5G et en positionnement des signaux, dirige les recherches 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 », explique Lu.

Ces amplificateurs captent un signal 5G terrestre et le transmettent dans l'espace proche. L'équipe du BUPT a utilisé ce dispositif comme point de départ. S'ils parvenaient à transmettre les signaux de positionnement BeiDou à l'aide d'un système de relais existant, ils pourraient créer un système de positionnement souterrain précis et économique. Les chercheurs ont d'abord développé un équipement intérieur spécialisé pour amplifier le faible signal transmis par satellite au sol. Le dispositif pourrait également filtrer les signaux non pertinents tout en prévenant les effets nocifs, selon Chu Xinghe, chercheur postdoctoral au BUPT.

Cependant, la précision du système Beidou, à 10 mètres au-dessus du sol, ne sera probablement pas suffisante pour les applications souterraines, car les parkings, en particulier, exigent une grande précision de positionnement. L'équipe a donc développé un algorithme de positionnement intégrant les signaux satellites Beidou, les signaux 5G et le retour d'information des appareils. Ce nouvel algorithme atteint une précision de localisation des véhicules sans précédent, à 2-3 mètres près. La combinaison des signaux satellite et 5G pose également des défis, notamment en raison du risque d'interférences. L'équipe a donc ajusté les capacités de filtrage et les paramètres de puissance afin de transmettre efficacement les signaux Beidou sous terre sans affecter les canaux de communication existants.

Après avoir testé la technologie sur le campus de la BUPT, des essais sur le terrain à Xiong'an ont permis d'affiner le système de navigation sur des tronçons routiers complexes. Un véhicule reçoit des instructions de navigation dès son entrée dans le parking, le conduisant à la bonne place. Le système a été déployé sur une superficie de plus de 700 000 mètres carrés sous terre à Xiong'an.

Comparé à d'autres technologies de géolocalisation intérieure basées sur le Wi-Fi ou le Bluetooth, le projet coûte environ la moitié du prix et pourrait être étendu aux hôpitaux, complexes commerciaux, mines, terminaux aéroportuaires et autres environnements complexes. Lu espère que cette technologie pourra être déployée dans d'autres régions comme le Henan, le Fujian et le Guangdong.

An Khang (selon The Star )

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