“轻部署”实现综合管廊人员定位

发布时间:2019-03-21 14:54阅读次数:

       当前我国综合实力不断增强,城市化建设取得了巨大成就。城市地下综合管廊是衡量城市现代化、科技化、集约化的重要标志, 是城市地下空间充分利用、保障城市安全、完善城市功能、美好城市景观、促进城市集约高效和转型发展的重要基础设施。综合管廊亦称综合管沟、共同沟或地下共同沟,是建于城市地下的将电力、通信、燃气、排水、供水、热力、广播电视等两种以上市政公用管线,实施统一规划、设计、施工、管理和维护的市政公用隧道空间。综合管廊的建设可以促进统筹协调、节约空间资源、保障城市安全、降低城市运营成本、提高管理水平,解决城市发展过程中各类管线的维修、扩容造成的“拉链路”和空中“蜘蛛网”的问题,对提升城市总体形象、创造城市和谐生态环境可起到积极推动作用,虽然其直接投资相对于直埋敷设方式较高,但从项目的全生命周期分析,总体经济效益更具优势。

城市地下综合管廊示意图

国外城市地下综合管廊铺设时期较早,已经存在了一个多世纪。国内综合管廊建设发展起步较晚,1958年在北京天安门广场下建设了第一条综合管廊(共同沟),直到90年代,天津新客站、上海浦东新区才开始建设较具规模的综合管廊,2010年以后开始建设高度集约化、预制拼装产品化、运维智能化、BIM+GIS技术信息化、建设市场化等特征的现代综合管廊,代表案例有珠海横琴管廊等。

2 综合管廊集成化智能信息系统示意图

综合管廊是保障城市运行的重要基础设施和“生命线”,其内部的电力电缆、通信电缆、天然气管道、供排水管道等众多设施与人们的生活息息相关,消防、环境和设备监控、控制、通信、安防、预警与报警等不少智能信息系统的稳定性也非常重要,为保障整个管廊系统的正常工作,不同部门的工作人员会定期、不定期的对相应的设施进行巡视、检修、维护。业内也有采用高清摄像头、红外成像、无线传感器等集成于一体的智能巡检机器人来尝试代替人的工作,减少工作人员出入廊内的时间,增强人员和管廊的安全系数,但从建设成本、维护成本、完成任务能力等因素来考虑的话无法大规模推广。随着“以人为本、安全至上”理念在各行各业的推广,对综合管廊管理也提出了包括人员考勤、跟踪定位、灾后急救、日常管理的新的更高的需求,这其中的关键就是高效、准确、便捷的人员定位,目前业内基本上只能通过视频来监控管理、巡检和作业人员的位置,无法满足实时、连续、精确的需求。

综合管廊人员定位属于“室内定位”领域,由于信号遮挡及干扰,GPS、北斗等卫星导航技术无法满足其定位需求;UWB定位技术功率高、部署难(基站需线缆供电、同步)、成本高,且受限于“长宽比”过大的管廊应用场景,易受多径、折射的影响;应用普及率较高的蓝牙、WiFi、Zigbee、RFID等定位技术,存在着定位精度低、覆盖不连续、维护工作量大等问题;惯导定位技术抗干扰性强,但易产生累积误差。。。。。。这些定位技术各有利弊,单一定位技术难以满足在管廊环境中连续、稳定、可靠定位的需求,解决这个问题必须采用多种传感器进行融合。还有一个重要因素要考虑:只有定期、不定期巡视、检修人员进入管廊,平时大部分时间管廊内基本无人驻留,为了解决人员定位问题而添加过多的设施会导致性价比过低而难以大规模推广。

湖南格纳微信息科技有限公司是一家以微惯导为核心技术的创业型公司,研发了具有完全自主知识产权的一系列室内自主定位产品,精度和稳定度稳居业内领先地位,产品适用于军警/消防单兵定位、应急救援人员定位、石化/电力/矿区/船舶/管廊等重点区域人员管控、老人儿童防走丢、车辆/AGV/机器人定位等领域。根据不同的应用场景,格纳微科技将微惯导和北斗/GPS、蓝牙、UWB 、激光、视觉等进行融合,以其独特的算法优势为行业伙伴提供全面专业的“室内外全域定位”解决方案。

综合管廊人员高精度连续定位系统部署示意图

办公区域走廊模拟演示场景

5  办公区域走廊模拟演示结果

针对地下综合管廊的特殊场景,格纳微科技推出了“轻部署”的“综合管廊人员高精度连续定位系统”,采用“微惯导+蓝牙+地图匹配”定位技术,通过在人员腰部(或者头部、肩部、足部)佩戴自主研发的定位标签,在定位区域布设少量的蓝牙信标(信标间隔50~150米),并融合定位区域的管廊地图信息,实现人员的实时、连续、准确定位,总体定位精度可达到1~3m。这些人员定位信息,跟地下管廊配置的压力、温度、湿度、气体等其他传感器及报警设备的数据一起,通过通信设备引出到地面上,进而通过诸如GPRS4G等无线通信方式,将数据信息传输到监控中心。我们在办公区域走廊模拟测试了这套定位系统,演示视频地址:http://www.glonavin.com/index.php?id=111。“轻部署”的“综合管廊人员高精度连续定位系统”具备以下特点:

(1)定位信标稀疏部署,无线缆,无弱电施工,部署、维护、迁移简便;

(2)定位设备功耗小、成本低;

(3)抗遮挡、多径,连续稳健定位;

(4)可利用管廊现有的通信手段将人员定位数据便捷的传输至监控中心;

(5)覆盖范围广,特别适合综合管廊、隧道等“巷道式”的应用场景。

随着“海绵城市”、“雄安新区”新概念的提出以及地下管线入廊建设等政策的进一步落实,产业与城市将逐步建立互动并促进,从而真正实现产城结合,综合管廊建设市场将持续扩张并进入爆发期,成为资本、技术聚焦的新“风口”,格纳微科技携自研核心技术及方案,期待与综合管廊领域的系统集成商和研究部门通力合作,推动这一领域信息化、智能化的跨越发展。

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