隧道人员定位技术选型方案

隧道/轨交施工人员定位技术选型方案

广州拙进通信技术有限公司

1. 应用场景需求

    a)   监控入洞人数，进入工作面的人数，遏制超定员生产。

    b)   监控进入危险区域的人员，及时发现误入危险区域人员，防止发生  伤亡事故。

    c)   实时监测人员出/入洞，及时发现超时作业和未出洞人员，以便及时采取措施，防止发生意外。

    d)   通过对入洞作业人员，出/入洞和路径监测，及时掌握入井工作人员是否按规定出/入洞，是否按规定到达指定作业地点等。

    e)   及时了解事故时入洞人员总数、分布区域、人员信息等基本情况，在事故后，可通过软件历史轨迹，判断被困人员和尸体大致位置，以便及时搜救和清理。

 2. 前期试点技术路线与试点结果

       最近十年隧道/轨交施工人员定位项目实施了较多的案例，主要采用两种技术方案：有源RFID与UWB，其它如蓝牙BLE、ZigBee之类技术也有试点，逐渐少用了。

      采用有源RFID还是UWB技术主要取决于客户对精准定位是否要求强烈且是否愿意承担何种成本。一般而言，有源RFID技术与UWB技术在隧道/轨交施工人员定位应用场景各有优缺点。

  a） 有源RFID技术优缺点如下：

        优点：

           电子标签使用时间长

           标签成本以及设备成本低

           基本能满足上面所列管理需求

         缺点：

           只能实现区域人数统计以及轨迹，无法实现人员的精准定位。

      b） UWB技术的优缺点如下：

         优点：

            能实现精准的人员定位

         缺点：

           建设与维护成本高

           标签耗电，续航时间短

3） 核心用户体验需求

       根据前期试点反馈，隧道/轨交施工人员定位应用核心用户体验如下：

        a)    区域人员数量统计准确。

        b)   人员批量进出洞方向识别准确 。

        c)    标签续航时间长，减少维护成本。

        d)   特殊情况下能实现精准定位。

4. 拙进通信的探索

      针对隧道/轨交施工人员定位应用场景，拙进通信提供2种技术（RFID、UWB）不同配置方案以满足不同用户成本体验的综合需求。

     A .有源RFID技术标准配置方案

      此种方案只在隧道出入口以及内部隧道交叉口部署RFID设备，在敏感区域部署RFI识别设备。设备配置如下图所示，在隧道出入口以及各交叉洞口部署能自动批量识别进出方向的RFID识别设备，识别人员进出方向，从而自动统计该区域人数，同时实现人员轨迹追踪。

      此种配置可实现如下功能性能：

        a)   100%人员进出方向识别，从而准确实现实时进出人员统计，入洞人员统计，超时未出告警等功能。

        b)    危险区域告警。

        c)   入洞人员路径监测

        d)   各个分支通道人数统计

        e)   标签使用时间大于6年

   如上，基于有源RFID技术标准配置方案基本可以满足实际应用场景需求，成本低，维护少，是推荐选择的方案。

  B. 有源RFID技术增强配置方案

   基于有源RFID技术的增强方案是在标准方案配置基础上，通过在隧道路径上每隔50-100米部署RFID区域识别设备，实现更小区域范围的人数统计以及更高精度的人员轨迹识别，相应的也增加部分成本。

  C. 多模UWB技术方案

      分对精准定位需求强烈，且有较高成本承受能力的客户可以选择多模UWB技术方案产品，多模UWB方案产品可以实现RFID产品的全部功能与识别准确率，同时可以实现精准定位，相应的成本也较高。

   多模UWB定位方案配置如下图所示：

   在隧道出入口以及隧道交叉口部署RFID识别设备，实现100%人员进出方向识别。在隧道沿途，部署复合UWB设备，实现人员精准定位。

      与传统UWB技术比较，多模UWB技术方案具备如下优点：

       a)   UWB基站无需组网

       b)   进出方向判断准确率100%。

       c)   标签电池续航时间至少增加3倍

       d)   系统建设成本只需传统UWB技术的1/2。