一、引言
在現(xiàn)代城市基礎設施建設中，隧道與管廊承擔著交通、能源輸送、通信等關鍵功能。然而，因其內(nèi)部環(huán)境復雜，存在諸多安全隱患與管理難題。UWB（Ultra - Wideband，超寬帶）模組作為新興無線通信技術，以其獨特優(yōu)勢為隧道管廊智能化管理提供創(chuàng)新方案，正成為行業(yè)關注焦點。
二、UWB 模組技術概述
（一）技術原理
UWB 技術通過發(fā)射和接收納秒級甚至皮秒級的極窄脈沖信號進行通信與定位。這些脈沖信號占據(jù)從幾百兆赫茲到數(shù)吉赫茲的極寬頻譜范圍。其定位基于信號飛行時間（ToF，Time of Flight）測量。UWB 標簽與基站相互發(fā)射和接收 UWB 脈沖信號，依據(jù)信號傳播時間結合光速，精確算出兩者間距離。利用至少三個基站與標簽的距離信息，通過三角定位算法確定標簽空間位置，實現(xiàn)高精度定位。
（二）技術特點
高精度定位：UWB 模組可達厘米級定位精度，相比藍牙、Wi - Fi 等定位技術優(yōu)勢顯著。在對人員和設備位置精度要求極高的隧道管廊環(huán)境中，能準確掌握實時位置，有效避免碰撞、誤操作等安全事故。
抗干擾能力強：UWB 信號波形獨特、頻譜極寬，對多徑效應、非視距傳播等信道衰落現(xiàn)象不敏感。隧道管廊空間狹窄、結構復雜，信號易受反射、散射干擾，UWB 模組卻能穩(wěn)定工作，保障定位和通信可靠性。
低功耗：UWB 模組工作時功耗低，這對需長時間持續(xù)運行的隧道管廊應用場景極為重要。如 UWB 定位標簽可用電池供電，低功耗使標簽電池續(xù)航時間延長，減少頻繁更換電池的麻煩，降低維護成本。
穿透性較好：UWB 信號有一定穿透能力，可穿透混凝土墻壁、金屬管道等障礙物。即便穿透后信號強度衰減，仍能維持有效通信和定位功能。在隧道管廊內(nèi)，即便標簽與基站存在部分遮擋，也能實現(xiàn)定位，確保定位系統(tǒng)全面覆蓋。
三、UWB 模組在隧道管廊的應用場景
（一）人員定位與管理
實時位置監(jiān)控：隧道管廊施工或運維時，給工作人員佩戴 UWB 定位標簽，在內(nèi)部部署 UWB 定位基站，可實時獲取人員精確位置信息。管理人員在監(jiān)控中心平臺，能直觀看到人員在隧道管廊內(nèi)的實時位置分布，便于合理調(diào)度，提高工作效率。例如，緊急調(diào)配人員執(zhí)行任務時，可迅速找到距離最近人員下達指令。
考勤管理：UWB 定位系統(tǒng)自動記錄人員進出隧道管廊時間及內(nèi)部停留時間，實現(xiàn)精準考勤。有助于企業(yè)準確統(tǒng)計員工工作時長，避免考勤漏洞，還能追溯員工工作軌跡，了解其工作狀態(tài)。
安全預警：借助 UWB 定位系統(tǒng)的電子圍欄功能，在隧道管廊危險區(qū)域（如施工區(qū)、高電壓設備附近等）設置虛擬圍欄。當佩戴 UWB 標簽的人員進入危險區(qū)域，系統(tǒng)立即報警，提醒人員注意安全，同時向管理人員發(fā)送預警信息，及時防范事故。人員在管廊內(nèi)長時間靜止（可能突發(fā)疾病或遇緊急情況）時，系統(tǒng)也能及時察覺并報警，以便快速救援。
（二）設備定位與追蹤
施工設備管理：隧道管廊施工階段，挖掘機、裝載機、運輸車輛等大型設備在有限空間頻繁作業(yè)。在這些設備上安裝 UWB 車載定位器，可實時掌握設備位置和運行軌跡。這不僅利于合理安排作業(yè)路線，避免設備碰撞，還能統(tǒng)計設備使用情況，如工作時長、閑置時間等，為設備維護保養(yǎng)和調(diào)度管理提供數(shù)據(jù)依據(jù)。
巡檢設備追蹤：隧道管廊運維時，巡檢人員攜帶巡檢設備檢查管廊設施。為巡檢設備配備 UWB 模組，可實時追蹤其位置，確保巡檢人員按預定路線工作，避免漏檢。巡檢設備檢測到異常時，通過 UWB 通信及時將數(shù)據(jù)傳至管理中心，并在地圖標記異常位置，方便后續(xù)處理。
（三）安全預警與應急救援
碰撞預警：隧道管廊內(nèi)車輛與車輛、車輛與人員碰撞風險高。UWB 模組可實現(xiàn)車輛與車輛、車輛與人員相互測距。距離過近時，車載定位器或人員佩戴的定位標簽自動觸發(fā)碰撞預警，提醒駕駛員和相關人員避讓，有效降低碰撞事故發(fā)生概率。例如，在隧道管廊狹窄路段，兩車相向行駛距離接近危險閾值時，系統(tǒng)及時報警，避免相撞。
火災等緊急情況救援：隧道管廊一旦發(fā)生火災，煙霧迅速彌漫，嚴重影響人員視線和逃生路徑。此時 UWB 定位系統(tǒng)優(yōu)勢凸顯，被困人員佩戴的定位標簽在煙霧環(huán)境持續(xù)發(fā)送位置信號。救援人員接收信號，可在復雜環(huán)境快速準確找到被困人員，提高救援效率，為人員生命安全爭取寶貴時間。