세계 최대 지하도시의 위치 시스템

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

슝안 신구는 지하 터널망 위에 위치해 있습니다. 사진: 신화통신 — 슝안 신구는 지하 터널망 위에 위치해 있습니다. 사진: *신화통신*

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

슝안신구는 베이징에서 약 120km 떨어진 허베이성에 위치한 국가급 스마트 시티입니다. 이 프로젝트는 베이징에서 이전된 기업, 정부 기관, 연구 개발 시설을 수용하기 위해 2017년에 시작되었습니다. 설계 단계부터 도시 지하에 지하 미로를 건설할 계획이었습니다. 전기, 네트워크, 가스, 상하수도 등 기술 파이프라인이 지하에 매설되었습니다. 화물 운송을 위해 높이 4m, 폭 16m의 고속도로가 건설되었습니다. 또한, 주거 지역과 쇼핑몰을 위한 대규모 지하 주차장도 마련되어 있습니다.

이 두 터널은 3개의 주요 층으로 이루어져 있으며, 깊이는 22.5m에 달합니다. 현재 380km가 넘는 터널과 22km²가 넘는 지하 주차장이 건설 중입니다. 이 단지 위에는 모든 지상 커뮤니티와 주차장을 연결하는 지하 도로망이 있습니다. 이 프로젝트가 완료되면 몬트리올을 제치고 세계 최대 지하 도시 기록을 경신하게 됩니다. 캐나다의 거대 도시 몬트리올은 12km²에 달하는 32km의 터널만 있습니다. 반면 핀란드 헬싱키의 지하 도시는 지상 면적 100m²당 약 1km²의 지하 공간을 보유하고 있습니다. 슝안 신도시는 이 비율이 1/80입니다.

미로의 규모는 사람들이 광활한 공간에서 쉽게 길을 잃을 수 있기 때문에 항해에 특히 큰 어려움을 야기합니다. 이 문제를 해결하기 위해 5G 및 신호 측위 분야의 경험을 보유한 BUPT 정보통신공학부는 2020년부터 연구를 주도해 왔습니다. 루 씨는 "휴대폰이 신호 증폭기에서 신호를 수신하기 때문에 지하 공간에서도 전화를 걸고 웹사이트를 볼 수 있습니다."라고 말했습니다.

이러한 증폭기는 지상에서 5G 신호를 수신하여 인근 우주로 전송합니다. BUPT 연구팀은 이 장치를 시작점으로 삼았습니다. 기존 중계 시스템을 사용하여 베이더우 위치 신호를 전송할 수 있다면 저렴하면서도 정확한 지하 위치 시스템을 구축할 수 있을 것입니다. 연구진은 먼저 위성에서 지상으로 전송되는 미약한 신호를 증폭하기 위한 특수 실내 장비를 개발했습니다. BUPT 박사후연구원인 추 싱허에 따르면, 이 장치는 유해한 영향을 방지하는 동시에 관련 없는 신호를 걸러낼 수도 있다고 합니다.

하지만 베이더우 시스템의 지상 10m 정확도는 지하 환경에서는 충분하지 않을 것으로 보입니다. 특히 주차장은 높은 위치 정확도가 요구되기 때문입니다. 따라서 연구팀은 베이더우 위성 신호, 5G 신호, 그리고 기기 피드백을 통합하는 위치 알고리즘을 개발했습니다. 이 새로운 알고리즘은 2~3m 이내의 전례 없는 차량 위치 정확도를 달성합니다. 위성 신호와 5G 신호를 결합하는 것은 간섭 가능성이라는 과제를 안고 있습니다. 따라서 연구팀은 기존 통신 채널에 영향을 주지 않고 지하에서 베이더우 신호를 성공적으로 전송할 수 있도록 필터링 기능과 전력 매개변수를 조정했습니다.

BUPT 캠퍼스에서 기술을 테스트한 후, 슝안 신도시에서 현장 시험을 통해 복잡한 도로 구간에서 내비게이션 시스템을 개선하는 데 도움이 되었습니다. 차량이 주차장에 진입하면 내비게이션 안내를 받아 올바른 주차 위치로 안내합니다. 이 시스템은 슝안 신도시 지하 70만 제곱미터가 넘는 면적에 구축되었습니다.

Wi-Fi나 블루투스 기반 다른 실내 위치 추적 기술과 비교했을 때, 이 프로젝트는 비용이 약 절반 정도이며 병원, 상업 단지, 광산, 공항 터미널 및 기타 복잡한 환경으로 확장될 가능성이 있습니다. 루는 이 기술이 허난성, 푸젠성, 광둥성 등 다른 지역에도 도입되기를 희망합니다.

안캉 ( The Star 에 따르면)

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