引言
在城市軌道交通飛速發(fā)展的今天，地鐵作為一種高效、便捷的出行方式，承擔(dān)著巨大的客流量。與此同時(shí)，地鐵安檢的重要性也日益凸顯，其關(guān)乎著每一位乘客的出行安全。傳統(tǒng)安檢技術(shù)在應(yīng)對(duì)復(fù)雜多變的安檢場(chǎng)景時(shí)，逐漸暴露出一些局限性。而超寬帶（UWB）技術(shù)作為一項(xiàng)新興的無(wú)線通信技術(shù)，憑借其獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，正逐漸在地鐵安檢領(lǐng)域嶄露頭角，為提升地鐵安檢的效率和準(zhǔn)確性帶來(lái)了新的可能。
UWB 技術(shù)概述
技術(shù)原理
UWB 技術(shù)利用納秒至微微秒級(jí)的非正弦波窄脈沖傳輸數(shù)據(jù) ，不采用傳統(tǒng)的正弦載波，而是通過(guò)發(fā)送和接收脈沖間隔嚴(yán)格受控的高斯單周期超短時(shí)脈沖來(lái)實(shí)現(xiàn)通信與定位。這種超短時(shí)單周期脈沖決定了信號(hào)具有極寬的帶寬 。在定位方面，UWB 系統(tǒng)通常采用到達(dá)時(shí)間差（TDOA）等定位算法。以 TDOA 為例，標(biāo)簽將數(shù)據(jù)包發(fā)送到被錨點(diǎn)覆蓋的區(qū)域內(nèi)，附近的所有錨點(diǎn)都會(huì)收到標(biāo)簽的無(wú)線信號(hào) ，由于錨點(diǎn)與標(biāo)簽的距離間隔不同，消息在不同的時(shí)刻到達(dá)每個(gè)錨點(diǎn)，這些時(shí)間差乘以空間中恒定的光速得到標(biāo)簽和錨點(diǎn)之間的距離差，進(jìn)而形成多點(diǎn)定位計(jì)算的基礎(chǔ)，最終確定標(biāo)簽的相對(duì)坐標(biāo) 。
技術(shù)優(yōu)勢(shì)
高精度定位：UWB 信號(hào)脈沖寬度在納秒級(jí)，其對(duì)應(yīng)的距離分辨能力可高達(dá)厘米級(jí) 。例如，在實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景中，能夠?qū)崿F(xiàn) 10 - 35cm 的定位精度，這是其他窄帶系統(tǒng)難以企及的，為精準(zhǔn)追蹤人員和物體位置提供了有力保障 。
強(qiáng)抗干擾與穿透能力：在復(fù)雜的地鐵環(huán)境中，存在著大量的電磁干擾以及金屬、混凝土等障礙物對(duì)信號(hào)的阻擋。UWB 通過(guò)飛行時(shí)間（ToF）和到達(dá)角度（AoA）測(cè)距技術(shù)，即便在巖石遮擋、設(shè)備電磁干擾的礦山巷道（長(zhǎng)達(dá) 10km）等類似復(fù)雜環(huán)境下，仍能保持穩(wěn)定的定位信號(hào) 。在地鐵站臺(tái)層，其脈沖信號(hào)具有很強(qiáng)的穿透性，可穿透混凝土墻體，實(shí)現(xiàn)站廳 - 站臺(tái)全域覆蓋 。
低功耗：以礦工佩戴的 UWB 定位標(biāo)簽為例，其電池壽命可達(dá) 6 個(gè)月以上 。在地鐵安檢應(yīng)用中，低功耗特性使得設(shè)備無(wú)需頻繁更換電池或充電，減少了維護(hù)成本，同時(shí)也能保證設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行 。
高容量：UWB 定位系統(tǒng)可支持大規(guī)模終端并發(fā)定位。如在煤礦場(chǎng)景中，能滿足超員監(jiān)測(cè)與考勤管理等需求；在地鐵施工人員定位系統(tǒng)中，可同時(shí)追蹤 2000 + 終端 ，實(shí)時(shí)上傳軌跡數(shù)據(jù)，滿足地鐵安檢中對(duì)大量人員和設(shè)備同時(shí)進(jìn)行監(jiān)測(cè)管理的需求 。
UWB 技術(shù)在地鐵安檢中的應(yīng)用場(chǎng)景
人員與行李定位追蹤
實(shí)時(shí)位置監(jiān)控：在地鐵安檢區(qū)域，為安檢人員和乘客佩戴 UWB 標(biāo)簽，在安檢通道及周邊關(guān)鍵位置部署 UWB 基站 。通過(guò) UWB 定位系統(tǒng)，可實(shí)時(shí)獲取安檢人員的位置信息，管理人員能清晰掌握每位安檢人員的工作動(dòng)態(tài)，如是否在指定崗位值守、是否及時(shí)響應(yīng)乘客需求等 。對(duì)于乘客，可實(shí)時(shí)追蹤其在安檢區(qū)域的行動(dòng)軌跡，一旦發(fā)生異常情況，如乘客在安檢區(qū)域長(zhǎng)時(shí)間停留、逆行等，系統(tǒng)可及時(shí)發(fā)出預(yù)警 。在行李安檢方面，給行李推車(chē)或行李本身貼上 UWB 標(biāo)簽，能夠?qū)崟r(shí)跟蹤行李在安檢流程中的位置，防止行李錯(cuò)拿、丟失等情況發(fā)生 。
快速疏導(dǎo)與應(yīng)急響應(yīng)：在早晚高峰等客流量大的時(shí)段，安檢區(qū)域容易出現(xiàn)擁堵。借助 UWB 技術(shù)對(duì)人員位置的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，可通過(guò)智能分析系統(tǒng)，及時(shí)規(guī)劃出最優(yōu)的人員疏導(dǎo)路線 ，引導(dǎo)乘客快速有序地通過(guò)安檢，提高安檢效率，緩解擁堵?tīng)顩r 。當(dāng)發(fā)生緊急情況，如火災(zāi)、爆炸等，救援人員可通過(guò) UWB 定位系統(tǒng)迅速確定被困人員和安檢人員的精確位置，制定最佳救援方案，提高救援成功率 。
違禁品檢測(cè)輔助
精準(zhǔn)定位可疑物品：當(dāng)傳統(tǒng)的安檢設(shè)備，如 X 光安檢機(jī)檢測(cè)到疑似違禁品時(shí)，UWB 技術(shù)可發(fā)揮重要作用。在 X 光安檢機(jī)旁部署 UWB 基站，對(duì)經(jīng)過(guò)安檢機(jī)的行李進(jìn)行實(shí)時(shí)定位 。一旦發(fā)現(xiàn)可疑物品，系統(tǒng)可迅速確定該行李所在的精確位置，并將信息反饋給安檢人員 。安檢人員能夠快速找到對(duì)應(yīng)的行李，進(jìn)行進(jìn)一步的人工檢查，大大提高了違禁品排查的效率 。
輔助多模態(tài)檢測(cè)：將 UWB 技術(shù)與其他先進(jìn)的違禁品檢測(cè)技術(shù)，如毫米波成像檢測(cè)技術(shù)相結(jié)合 。UWB 技術(shù)負(fù)責(zé)對(duì)行李和人員進(jìn)行精確定位，毫米波成像技術(shù)負(fù)責(zé)對(duì)物體進(jìn)行更細(xì)致的成像檢測(cè) 。通過(guò)兩者的協(xié)同工作，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)違禁品更全面、更準(zhǔn)確的檢測(cè) 。例如，對(duì)于隱藏在行李深處或被其他物品遮擋的違禁品，毫米波成像技術(shù)可獲取其詳細(xì)圖像信息，而 UWB 技術(shù)則確保檢測(cè)設(shè)備能夠準(zhǔn)確對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)行李或物品，提高檢測(cè)的針對(duì)性和準(zhǔn)確性 。
安全管理優(yōu)化
員工考勤與工作流程管理：利用 UWB 定位系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)安檢人員的自動(dòng)考勤管理 。當(dāng)安檢人員進(jìn)入工作區(qū)域，系統(tǒng)自動(dòng)識(shí)別其 UWB 標(biāo)簽，記錄考勤信息，避免了傳統(tǒng)考勤方式中可能出現(xiàn)的代打卡等問(wèn)題 。同時(shí)，通過(guò)對(duì)安檢人員工作軌跡的記錄和分析，可優(yōu)化安檢工作流程 。例如，發(fā)現(xiàn)某些崗位的安檢人員在工作過(guò)程中存在不必要的走動(dòng)或等待時(shí)間，可對(duì)工作流程進(jìn)行調(diào)整，提高整體工作效率 。
區(qū)域權(quán)限管理：在地鐵安檢區(qū)域，設(shè)置不同的權(quán)限區(qū)域，如安檢設(shè)備操作區(qū)、違禁品暫存區(qū)等 。為不同職責(zé)的人員配備具有相應(yīng)權(quán)限的 UWB 標(biāo)簽 。當(dāng)人員進(jìn)入超出其權(quán)限的區(qū)域時(shí)，UWB 定位系統(tǒng)可立即發(fā)出警報(bào)，提醒管理人員，防止未經(jīng)授權(quán)的人員進(jìn)入敏感區(qū)域，保障安檢區(qū)域的安全管理秩序 。
UWB 技術(shù)憑借高精度定位、強(qiáng)抗干擾等特性，在地鐵安檢的多場(chǎng)景中展現(xiàn)出巨大價(jià)值，為地鐵安檢的智能化、高效化升級(jí)提供了關(guān)鍵技術(shù)支撐，有望成為未來(lái)地鐵安全保障體系中的重要組成部分。
