3.5.1 UWB定位技术原理

　　　Uwb定位基站采用TOF双向测距技术，测距基站误差更低，精度测量的距离更远。利用基站与定位标签的信号通信飞行时间计算出定位标签与每个基站的距离，那么通过几何原理即可计算，定位标签的位置一定在以基站的位置为圆心，R为半径的圆周上，即若定位标签的位置（X0，Y0）,基站位置为（Xi,Yi）,基中i=1,2,3,如下图所示。

现场设计

　　 由项目知道，现场有一条1.5公里的隧道与一条2.5公里的隧道，全部采用全线覆盖定位方式，定位精度30CM,定位技术采用UWB定位技术方案。

　　 1.5公里的隧道需要2台就可以，在隧道口500米位置安装一台，隧道口900米装一台，后一台安装在二衬台车上。

　　 2.5公里的隧道需要3台，在隧道口500米位置安装一台，隧道口1400米装一台，距隧道口2200米装一台，后一台安装在二衬台车上。

　　定位基站将采集到进入该区域内的定位卡信号，通过无线网桥传输到后台管理系统中。

经过软件处理，得出各具体信息（如：姓名，距离洞口多远，具体时间）， 同时可把它动态显示（实时）在监控中心的电脑上或隧道外的 LED大屏幕上，并作好备份。管理人员可随时了解隧道中人员的状态。管理者也可以根据电脑上的分布示意图查看某一区域，计算机即会把这一区域的人员情况统计并显示出来。管理者能实时的观察到隧道内工作人员的即时区域位臵，实现隧道内人员定位。另外一旦隧道内发生事故，可根据电脑中的人员定位分布信息马上查出事故地点的人员情况，以便帮助营救人员以准确快速 的方式营救出被困人员。一旦隧道内发生突发情况，隧道内人员可通过所携带的定位仪（识别卡）发出警报。 隧道内人员只要按定位仪上的报警按钮即可发出报警。在监控室的动态显示界面会立即弹出红色报警信号。

定位系统功能

人员实时定位：运用UWB无线脉冲技术实现对人员实时定位的监控。基于实时定位信息，实现人员实时管理。 人员实时定位可提供人员实时位置信息，方便观察其在岗情况，或者方便寻找所需对象；另可对区域进行分类管理，限制未 经授权的人进入危险区域，防止意外事故的发生。

人员考勤：通过给隧道人员佩带定位卡，地面监控人员可在隧道地图实时观测到 所有隧道人员的真实分布情况、数量、姓名，可对人员进行定位，从而可进行人 员考勤管理。

人员轨迹回放：系统通过对采集的数据进行存储，形成了人员历史轨迹数据，该 数据可动画显示人员历史行进路线，其主要作用在于：为已发生的事故提供基础 数据；另一个方便主要是为人员管理提供基础数据，如有无脱岗现象、巡查人员 是否按时巡查等，以提升企业管理效率，提高服务水平。

人员统计：人员定位系统具有数据实时统计功能，可实时统计出人员总数、各区域内人员数量及各班组的人员数量。该功能通过对人员分布的统计分析，为管理者对人员的合理调配提供基础数据。

求救报警：当员工遇到紧急情况时，可按下定位卡上的求救报警按钮，报警信息 可以立刻传送到监控室，并进行声光报警提示，管理人员可根据报警信息及报警位置，迅速做出响应。

随着新技术的发展，特别是云计算以及大数据概念的推广，隧道健康监测工程可描述成一个大数据采集分析过程。隧道健康监测系统是基于大数据分析概念而开发的，其将“量大、多样、高复杂度”的隧道结构化和非结构化数据，在分布式技术、云数据库技术、云计算模式的支持下对数据提取、存储、管理、分析，获取隧道系统及隧道环境系统的综合状态，对隧道的使用性能和风险控制进行智能化管理，提供准确的管养决策支持。发展基于云平台技术的监测系统有以下优势：

（1）国家“十二五”规划纲要明确指出，将云计算服务平台列入重点培养发展的战略性新兴产业，并把加强云计算、大数据服务平台建设提升到构建新一代信息基础设施的重要举措的地位上。隧道监测平台是以云计算为核心技术的隧道自动化养护管理平台，是对“十二五”计划的积极响应，是一种面向未来科学的隧道养护管理模式。

（2）中共十四届两会期间，与大数据相关的提案呈现出井喷之势，大数据应用的重要性正在从科研理论群体转向政府决策部门。隧道健康监测系统，从信息的角度上说，是一个大数据的采集分析过程。在监测大数据的背景下，健康监测平台可实现时智能化、时效化、标准化的隧道运营管理，可对未来的结构发展趋势进行安全评估。

（3）搭建结构健康监测平台，与智能交通系统接轨，从项目级隧道管理逐渐向路网级综合管理升级。通过对整个辖区范围内所有隧道状况的检查结果进行分析与评定，将隧道划分成完好、需要检测和需要立即加固维修等几种状态，进行隧道分级排序，同时根据这种分级排序对这些隧道的有限的维护资金进行合理有序配置。