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 Сюнъань расположен над сетью подземных туннелей. Фото: Синьхуа — Новый район Сюнъань 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 для создания системы позиционирования для того, что станет крупнейшим в мире подземным городом.

Сюнъань — это умный город национального уровня в провинции Хэбэй, примерно в 120 километрах от Пекина. Проект был запущен в 2017 году для размещения предприятий, государственных учреждений и научно-исследовательских центров, перенесённых из Пекина. На этапе проектирования планировалось построить под городом подземный лабиринт. Под землёй проложены технические коммуникации, такие как электроснабжение, сетевые линии, газоснабжение и водоснабжение. Для транспортировки грузов построены коридоры скоростных автомагистралей высотой 4 метра и шириной 16 метров. Кроме того, предусмотрено большое количество подземных парковок для жилых районов и торговых центров.

Вместе они образуют подземный лабиринт с тремя основными уровнями и глубиной 22,5 м. Всего строится более 380 км туннелей и 22 км² подземной парковки. Над этим комплексом проходит сеть подземных дорог, соединяющих все надземные поселения и парковки. После завершения проекта, Монреаль станет рекордсменом по величине подземного города в мире . В канадском мегаполисе всего 32 км туннелей, покрывающих 12 км². Между тем, в подземном городе в Хельсинки, Финляндия, на каждые 100 м² надземной площади приходится около 1 км² подземного пространства. В Сюнъане это соотношение составляет 1/80.

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

Такие усилители принимают сигнал 5G с Земли и передают его в ближнее пространство. Команда BUPT использовала это устройство в качестве отправной точки. Если бы им удалось передавать сигналы позиционирования BeiDou с помощью существующей ретрансляционной системы, они могли бы создать недорогую и точную подземную систему позиционирования. Сначала исследователи разработали специализированное оборудование для использования в помещениях, чтобы усилить слабый сигнал, передаваемый со спутника на Землю. По словам Чу Синхэ, постдокторанта BUPT, устройство также могло бы отфильтровывать ненужные сигналы, предотвращая при этом вредные воздействия.

Однако точность системы Beidou в 10 метров над землей вряд ли будет достаточной для подземного применения, поскольку парковки, в частности, требуют высокой точности позиционирования. Поэтому команда разработала алгоритм позиционирования, который интегрирует спутниковые сигналы Beidou, сигналы 5G и обратную связь от устройств. Новый алгоритм обеспечивает беспрецедентную точность определения местоположения транспортного средства в пределах 2-3 метров. Совмещение спутниковых и 5G сигналов также создает трудности, связанные с возможными помехами. Поэтому команда скорректировала возможности фильтрации и параметры мощности для успешной передачи сигналов Beidou под землей, не влияя на существующие каналы связи.

После тестирования технологии в кампусе BUPT, полевые испытания в Сюнъане помогли усовершенствовать навигационную систему на сложных участках дорог. Автомобиль начинает получать навигационные инструкции при въезде на парковку, что позволяет ему найти нужное место. Система развернута на подземной территории площадью более 700 000 квадратных метров в Сюнъане.

По сравнению с другими технологиями позиционирования внутри помещений, основанными на Wi-Fi или Bluetooth, проект стоит примерно вдвое дешевле и имеет потенциал для расширения на больницы, коммерческие комплексы, шахты, аэропортовые терминалы и другие сложные объекты. Лу надеется, что технология может быть внедрена и в других регионах, таких как Хэнань, Фуцзянь и Гуандун.

Ан Кханг (по данным The Star )

Ссылка на источник