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(jiān)控入洞人數(shù)，進入工作面的人數(shù)，遏制超定員生產(chǎn)。

    b)   監(jiān)控進入危險區(qū)域的人員，及時發(fā)現(xiàn)誤入危險區(qū)域人員，防止發(fā)生  傷亡事故。

    c)   實時監(jiān)測人員出/入洞，及時發(fā)現(xiàn)超時作業(yè)和未出洞人員，以便及時采取措施，防止發(fā)生意外。

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

    e)   及時了解事故時入洞人員總數(shù)、分布區(qū)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(yōu)缺點。

  a） 有源RFID技術優(yōu)缺點如下：

        優(yōu)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(xiàn)區(qū)域人數(shù)統(tǒng)計以及軌跡，無法實現(xiàn)人員的精準定位。

      b） UWB技術的優(yōu)缺點如下：

         優(yōu)點：

            能實現(xiàn)精準的人員定位

         缺點：

           建設與維護成本高

           標簽耗電，續(xù)航時間短

3） 核心用戶體驗需求

       根據(jù)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(qū)域人員數(shù)量統(tǒng)計準確。

        b)   人員批量進出洞方向識別準確 。

        c)    標簽續(xù)航時間長，減少維護成本。

        d)   特殊情況下能實現(xiàn)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(qū)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(tǒng)計該區(qū)域人數(shù)，同時實現(xiàn)人員軌跡追蹤。

      此種配置可實現(xiàn)如下功能性能：

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

        b)    危險區(qū)域告警。

        c)   入洞人員路徑監(jiān)測

        d)   各個分支通道人數(shù)統(tǒng)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(qū)域識別設備，實現(xiàn)更小區(qū)域范圍的人數(shù)統(tǒng)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(chǎn)品，多模UWB方案產(chǎn)品可以實現(xiàn)RFID產(chǎn)品的全部功能與識別準確率，同時可以實現(xiàn)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(xiàn)100%人員進出方向識別。在隧道沿途，部署復合UWB設備，實現(xiàn)人員精準定位。

      與傳統(tǒng)UWB技術比較，多模UWB技術方案具備如下優(yōu)點：

       a)   UWB基站無需組網(wǎng)

       b)   進出方向判斷準確率100%。

       c)   標簽電池續(xù)航時間至少增加3倍

       d)   系統(tǒng)建設成本只需傳統(tǒng)UWB技術的1/2。