Déploiement technique approfondi de MetroLink : création d'un système de suivi souterrain évolutif

Introduction au déploiement technique de MetroLink

Suite au succès du déploiement par MetroLink de la solution Lansitec Balises de casque B011 Pour la sécurité des travailleurs souterrains, la prochaine étape logique est une panne technique. Cette partie de l'étude de cas explore la manière dont MetroLink a mis en œuvre une infrastructure de positionnement souterraine complète, en s'appuyant sur Bluetooth 5.1 Angle d'arrivée (AoA) technologie, passerelles macro/solaires, et Backhaul basé sur LoRaWAN pour fournir un système de suivi de localisation transparent et en temps réel.

En combinant précision, efficacité de la batterie et résilience de la connectivité, le système de MetroLink prouve que Bluetooth AoA combiné avec LoRaWAN est un architecture puissante et évolutive pour les environnements souterrains complexes, y compris les infrastructures de métro.

Composants de base

Balise pour casque B011

Balise pour casque B011

La balise de casque Lansitec B011 est spécialement conçue pour les contextes industriels, de santé ou de sécurité où un suivi Bluetooth fiable et durable est crucial.

Le B011 a servi d'appareil portable principal, sélectionné pour ses :

• Prise en charge Bluetooth 5.1 AoA
• Batterie rechargeable de 1200 mAh (durée d'exécution d'un an à intervalles de 0,5 s)
• Indice de protection IP66
• Une option ronfleur pour les alertes audio et le rappel des travailleurs
• Intervalles publicitaires réglables : 100 ms à 10 s
• Poids : seulement 90 g — idéal pour le montage sur casque

Ces balises diffusent en permanence des paquets de positionnement. Lorsqu'elles sont reçues par les passerelles environnantes équipées de réseaux d'antennes AoA, elles permettent une trilatération 2D pour estimer la position précise.

Passerelles Bluetooth macro (LoRaWAN)

Passerelle Bluetooth macro LoRaWAN

La passerelle Bluetooth Macro de Lansitec propulse le suivi longue portée et basse consommation à un niveau supérieur. Conçue avec LoRaWAN et Bluetooth 5.0, elle collecte efficacement les données des balises ou des capteurs, telles que la température, l'humidité ou la localisation, et les transmet aux passerelles LoRaWAN pour une surveillance en temps réel.

Installé tous les 80–100 mètres à l'intérieur des tunnels, ces passerelles :

• Recevez des paquets BLE provenant de balises à proximité (portée d'environ 100 à 150 m en visibilité directe)
• Utiliser Réseaux d'antennes AoA pour calculer la direction du signal
• Transférer les données de position au serveur LoRaWAN via liaisons montantes longue portée
• Fonctionnalité Batteries de 38 000 mAh, offrant 3 à 5 ans de fonctionnement autonome
• Ils sont classés IP66 et de qualité industrielle pour les conditions souterraines

Passerelles Bluetooth intérieures et solaires

Passerelle Bluetooth solaire LoRaWAN

Bénéficiez d'un suivi et d'une gestion des actifs fiables et en temps réel grâce à la passerelle Bluetooth solaire Lansitec. Basée sur les protocoles robustes LoRaWAN et Bluetooth 5.0, cette passerelle collecte en toute fluidité les données des balises et capteurs BLE à proximité (température, humidité ou localisation) et les transmet sur de longues distances via LoRaWAN.

• Passerelles intérieures:Installé dans des locaux techniques, des dépôts, des centres de contrôle (alimenté par PoE, monté au plafond)
• Passerelles solaires:Utilisé au-dessus du sol aux points d'entrée des tunnels et dans les cours de service
  • Equipé de Batteries solaires rechargeables de 5 300 mAh
  • Conçu pour fonctionnement continu, même par temps couvert
  • Rapport via LoRaWAN comme les passerelles macro

Réseau LoRaWAN

L'infrastructure LoRaWAN était l'épine dorsale du flux de communication :

• Fournit une connectivité de liaison montante longue portée à faible consommation d'énergie à partir de toutes les passerelles
• Crypté avec AES-128
• Opéré le AU915 bande pour se conformer aux réglementations régionales
• Données centralisées acheminées vers le système de contrôle de MetroLink pour la visualisation, les alertes et les analyses

Positionnement AoA Bluetooth : comment ça marche

L'angle d'arrivée (AoA) Bluetooth est la technologie clé derrière le suivi précis des travailleurs souterrains de MetroLink.
Voici comment cela fonctionne sur le terrain :

1. La balise B011 émet un signal Bluetooth à intervalles réguliers (par exemple, toutes les 500 ms).
2. Au moins deux passerelles compatibles AoA recevoir le signal simultanément.
3. Chaque passerelle calcule le angle d'où le signal est arrivé à l'aide de son réseau d'antennes.
4. Le système triangule la position de la balise en superposant les angles de plusieurs passerelles.
5. La position est envoyée via LoRaWAN au centre de contrôle.

Précision de positionnement atteinte :

• Moyenne: 1,5 à 3 mètres
• Dans une géométrie de tunnel optimale : jusqu'à 1 mètre
• Dans les zones encombrées (par exemple, les carrefours) : environ 3,5 mètres en raison de la réflexion du signal

Planification du déploiement

Étude du signal et cartographie de la couverture

Avant le déploiement complet, l'équipe technique de MetroLink a effectué une inspection à l'échelle du tunnel. Enquête RF en utilisant des balises de démonstration et des renifleurs de signaux pour :

• Identifier les zones à forte réflexion (grilles métalliques, murs courbes)
• Optimiser l'espacement des passerelles (plus serré dans les courbes/intersections)
• Assurer redondance (3 passerelles par zone pour la triangulation)

Disposition typique d'une passerelle :

• Tunnels droits : 1 tous les 80 à 100 mètres
• Zones de jonction : 3 en triangle tous les 50 mètres
• Puits d'évacuation d'urgence : 1 passerelle solaire en surface

Phases de déploiement

Phase 1 : Projet pilote de boucle centrale

• Section d'essai de 12 km
• 50 balises délivrées aux techniciens de terrain
• 40 passerelles macro déployées
• Unités solaires testées sur 3 portails de surface

Résultats:

• Couverture de localisation 95%
• Précision médiane de 3 m
• Le pilote de détection de chute a été testé avec des retours positifs

Phase 2 : Déploiement à l'échelle du réseau

• 400 balises de casque émises
• 325 passerelles macro installées
• 45 passerelles intérieures placées dans les gares et les hubs
• 30 passerelles solaires pour zones d'accès externes

Flux de données et intégration de la plateforme

1. La balise transmet → La passerelle reçoit (AoA)
2. La passerelle calcule l'emplacement et crypte la charge utile
3. Liaison montante de la passerelle LoRaWAN
   • Portée : 1,5 à 2 km même en milieu urbain
   • Débit de liaison montante : 1 paquet de localisation toutes les 5 secondes (configurable)
4. Le serveur central reçoit et décode la charge utile
5. Point de vue des opérateurs de la salle de contrôle :
   • Carte en direct du personnel
   • Statut de géorepérage
   • Alertes (chute, SOS, violations de zone)
   • Localisation de l'équipement (via Container Trackers)

Les données ont été introduites dans le tableau de bord compatible SCADA de MetroLink via un pont API.

Principaux défis et solutions

Sécurité et résilience du système

• Cryptage:AES-128 sur les couches Bluetooth et LoRaWAN
• Dispositifs de sécurité:
  • Mise en cache locale : les passerelles stockent 40 positions récentes si la connexion échoue
  • Fonctionnalité du bouton SOS même en cas de panne temporaire de liaison montante
  • FOTA (Firmware Over-the-Air) : pris en charge sur les passerelles et les balises pour les mises à jour à distance

Leçons apprises

Affiner les algorithmes AoA

MetroLink a collaboré avec les ingénieurs de Lansitec pour :

• Calibrer les antennes pour la courbure du tunnel
• Régler les algorithmes pour compenser les interférences de rebond
• Utiliser RSSI filtré + AoA fusion pour la précision des bords

La redondance des infrastructures n'est pas négociable

La couverture à double couche (AoA + triangulation de zone de repli) a permis de résoudre les positions des travailleurs même en cas de défaillance d'un nœud.

La planification des batteries Gateway est importante

Passerelles macro requises entretien moins fréquent, mais la modélisation de la batterie était essentielle, y compris les simulations de taux de décharge basées sur la température.

Expansion future : plans techniques

La feuille de route de MetroLink comprend :

• Modules d'IA de pointe aux passerelles pour la détection d'anomalies locales
• Capteurs de température dans les balises d'alerte de sécurité incendie
• Alertes spécifiques à une zone via un retour d'information sonore (par exemple, en entrant dans des zones dangereuses)
• Mise en commun des balises des entrepreneurs:un système d'émission de balises temporaires avec des protocoles d'expiration

Conclusion

Le succès technique du déploiement du suivi Bluetooth AoA de MetroLink réside dans planification, synergie des appareils et réalisme opérationnelEn combinant les technologies de Lansitec Balises de casque B011, Passerelles macro, Unités solaires, et Connectivité LoRaWAN, l’autorité a réussi à mettre en place un système qui est non seulement précis mais aussi robuste, autonome et évolutif.

Dans les infrastructures de métro d'aujourd'hui, la sécurité n'est plus une tâche manuelle. C'est conçu, sans fil et toujours actif.

Améliorer la sécurité et l'efficacité du métro grâce au suivi en temps réel : le partenariat MetroLink – Lansitec – Lansitec

Pour MetroLink Operations, un opérateur de métro australien de taille moyenne, ce défi est devenu urgent : avec plus de 400 travailleurs gérant plus de 75 kilomètres