บทนำสู่การใช้งานทางเทคนิคของ MetroLink
หลังจากความสำเร็จของการใช้งาน Lansitec ของ MetroLink B011 สัญญาณไฟหมวกกันน็อค สำหรับความปลอดภัยของคนงานใต้ดิน ขั้นตอนต่อไปที่สมเหตุสมผลคือการพังทลายทางเทคนิค กรณีศึกษาส่วนนี้จะสำรวจว่า MetroLink นำโครงสร้างพื้นฐานการจัดตำแหน่งแบบเต็มรูปแบบไปใช้งานใต้ดินได้อย่างไร โดยอาศัย บลูทูธ 5.1 มุมมาถึง (AoA) เทคโนโลยี, เกตเวย์มาโคร/พลังงานแสงอาทิตย์, และ แบ็คฮอล์ที่ใช้ LoRaWAN เพื่อส่งมอบระบบติดตามตำแหน่งแบบเรียลไทม์ที่ราบรื่น
ด้วยการผสมผสานความแม่นยำ ประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ และความยืดหยุ่นในการเชื่อมต่อ ระบบของ MetroLink พิสูจน์ให้เห็นว่า Bluetooth AoA ที่ใช้ร่วมกับ LoRaWAN นั้นเป็นสถาปัตยกรรมที่ทรงพลังและปรับขนาดได้สำหรับสภาพแวดล้อมใต้ดินที่ซับซ้อน รวมถึงโครงสร้างพื้นฐานทางรถไฟใต้ดิน
ส่วนประกอบหลัก
B011 หมวกกันน็อคบีคอน
B011 ทำหน้าที่เป็นอุปกรณ์สวมใส่หลัก โดยเลือกเนื่องจาก:
- รองรับบลูทูธ 5.1 AoA
- แบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้ 1200mAh (ระยะเวลาการทำงาน 1 ปี ทุกๆ 0.5 วินาที)
- การป้องกันน้ำเข้าระดับ IP66
- ตัวเลือก กริ่ง สำหรับการแจ้งเตือนด้วยเสียงและการเรียกคืนพนักงาน
- ช่วงเวลาโฆษณาที่ปรับได้: 100ms ถึง 10s
- น้ำหนัก: เพียง 90 กรัม — เหมาะสำหรับการติดตั้งบนหมวกกันน็อค
บีคอนเหล่านี้จะกระจายแพ็กเก็ตระบุตำแหน่งอย่างต่อเนื่อง เมื่อได้รับจากเกตเวย์โดยรอบที่ติดตั้งเสาอากาศแบบ AoA บีคอนเหล่านี้จะทำให้สามารถประเมินตำแหน่งได้อย่างแม่นยำด้วยการวัดระยะห่างสามมิติ
เกตเวย์บลูทูธมาโคร (LoRaWAN)

ติดตั้งทุกๆ 80–100 เมตร ภายในอุโมงค์มีทางเข้าดังนี้:
- รับแพ็กเก็ต BLE จากบีคอนใกล้เคียง (ระยะ ~100–150 เมตรจากระยะสายตา)
- ใช้ เสาอากาศอาร์เรย์ AoA เพื่อคำนวณทิศทางสัญญาณ
- ถ่ายทอดข้อมูลตำแหน่งไปยังเซิร์ฟเวอร์ LoRaWAN ผ่าน อัปลิงค์ระยะไกล
- คุณสมบัติ แบตเตอรี่ 38,000mAhโดยให้การดำเนินงานอัตโนมัติเป็นเวลา 3–5 ปี
- ได้รับการจัดอันดับ IP66 และเป็นเกรดอุตสาหกรรมสำหรับสภาพใต้ดิน
เกตเวย์บลูทูธภายในอาคารและพลังงานแสงอาทิตย์

- เกตเวย์ภายในอาคาร:ติดตั้งในห้องเทคนิค คลังสินค้า ศูนย์ควบคุม (ใช้พลังงาน PoE ติดตั้งบนเพดาน)
- ประตูโซล่าเซลล์:ใช้เหนือพื้นดินที่จุดเข้าอุโมงค์และในลานบริการ
- พร้อมด้วย แบตเตอรี่ชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์ 5300mAh
- ออกแบบมาเพื่อ การทำงานต่อเนื่องแม้ในสภาพอากาศที่มีเมฆมาก
- รายงานผ่าน LoRaWAN เช่นเดียวกับเกตเวย์มาโคร
เครือข่าย LoRaWAN
โครงสร้างพื้นฐาน LoRaWAN เป็นกระดูกสันหลังของการสื่อสาร:
- ให้การเชื่อมต่ออัปลิงค์ระยะไกลด้วยพลังงานต่ำจากเกตเวย์ทั้งหมด
- เข้ารหัสด้วย AES-128
- ดำเนินการบน AU915 วงดนตรีให้สอดคล้องกับกฎระเบียบของแต่ละภูมิภาค
- ข้อมูลรวมศูนย์ถูกส่งไปยังระบบควบคุมของ MetroLink เพื่อการแสดงภาพ การแจ้งเตือน และการวิเคราะห์
การระบุตำแหน่ง Bluetooth AoA: วิธีการทำงาน
มุมการมาถึงของบลูทูธ (AoA) เป็นเทคโนโลยีหลักเบื้องหลังการติดตามคนงานใต้ดินอย่างแม่นยำของ MetroLink
วิธีการดำเนินการในภาคสนามมีดังนี้:
- บีคอน B011 ส่งสัญญาณบลูทูธเป็นระยะๆ (เช่น ทุกๆ 500 มิลลิวินาที)
- เกตเวย์ที่เปิดใช้งาน AoA อย่างน้อยสองแห่ง รับสัญญาณพร้อมกัน
- แต่ละเกตเวย์จะคำนวณ มุม ซึ่งสัญญาณมาถึงโดยใช้เสาอากาศแบบอาร์เรย์
- ระบบจะแสดงตำแหน่งของสัญญาณโดยการวางมุมจากเกตเวย์หลาย ๆ แห่งทับซ้อนกัน
- ตำแหน่งจะถูกส่งผ่าน LoRaWAN ไปยังศูนย์ควบคุม
ความแม่นยำในการวางตำแหน่งที่ทำได้:
- เฉลี่ย: 1.5–3 เมตร
- ในรูปทรงอุโมงค์ที่เหมาะสมที่สุด: สูงถึง 1 เมตร
- ในพื้นที่ที่มีการจราจรคับคั่ง (เช่น ทางแยก): ~3.5 เมตร เนื่องจากการสะท้อนของสัญญาณ
การวางแผนการใช้งาน
การสำรวจสัญญาณและการทำแผนที่ความครอบคลุม
ก่อนที่จะเปิดตัวเต็มรูปแบบ ทีมเทคนิคของ MetroLink ได้ทำการทดสอบทั่วทั้งอุโมงค์ การสำรวจ RF การใช้บีคอนสาธิตและเครื่องดมสัญญาณเพื่อ:
- ระบุโซนที่มีการสะท้อนแสงสูง (ตะแกรงโลหะ ผนังโค้ง)
- ปรับระยะห่างระหว่างจุดเชื่อมต่อให้เหมาะสม (ให้แคบลงในส่วนของโค้ง/จุดตัด)
- ทำให้มั่นใจ ความซ้ำซ้อน (3 เกตเวย์ต่อโซนสำหรับการแบ่งสามเหลี่ยม)
เค้าโครงเกตเวย์ทั่วไป:
- อุโมงค์ตรง: 1 อุโมงค์ต่อ 80–100 เมตร
- โซนทางแยก: 3 โซนในรูปแบบสามเหลี่ยมทุกๆ 50 เมตร
- ช่องหนีไฟฉุกเฉิน: 1 ช่อง Solar Gateway ที่ผิวดิน
ขั้นตอนการปรับใช้
ระยะที่ 1: โครงการนำร่องวงจรกลาง
- ส่วนทดสอบระยะทาง 12 กม.
- ออกสัญญาณ 50 สัญญาณให้กับช่างเทคนิคภาคสนาม
- ปรับใช้เกตเวย์มาโคร 40 รายการ
- หน่วยพลังงานแสงอาทิตย์ได้รับการทดสอบที่พอร์ทัลพื้นผิว 3 แห่ง
ผลลัพธ์:
- พื้นที่ครอบคลุม 95%
- ค่ามัธยฐานความแม่นยำ 3 เมตร
- นักบินตรวจจับการล้มได้รับการทดสอบด้วยผลตอบรับเชิงบวก
ระยะที่ 2: การเปิดตัวทั่วทั้งเครือข่าย
- ออกหมวกกันน็อค 400 ใบ
- ติดตั้งมาโครเกตเวย์ 325 ตัว
- เกตเวย์ภายในอาคาร 45 แห่งติดตั้งในสถานีและฮับ
- 30 โซลาร์เกตเวย์สำหรับโซนการเข้าถึงภายนอก
การไหลของข้อมูลและการรวมแพลตฟอร์ม
- บีคอนส่งสัญญาณ → เกตเวย์รับ (AoA)
- เกตเวย์คำนวณตำแหน่งและเข้ารหัสข้อมูลโหลด
- อัปลิงค์เกตเวย์ LoRaWAN
- ระยะ: 1.5–2 กม. แม้ในสภาพแวดล้อมในเมือง
- อัตราการอัปลิงค์: 1 แพ็กเก็ตตำแหน่งทุกๆ 5 วินาที (กำหนดค่าได้)
- เซิร์ฟเวอร์กลางรับและถอดรหัสข้อมูลโหลด
- มุมมองของผู้ควบคุมห้องควบคุม:
- แผนที่สดของบุคลากร
- สถานะรั้วเสมือน
- การแจ้งเตือน (ล้ม, SOS, ละเมิดโซน)
- ตำแหน่งอุปกรณ์ (ผ่าน Container Trackers)
ข้อมูลถูกป้อนเข้าสู่แดชบอร์ดที่รองรับ SCADA ของ MetroLink ผ่านทาง API bridge
ความท้าทายและแนวทางแก้ไขที่สำคัญ
|
ท้าทาย |
ปณิธาน |
|---|---|
|
การสะท้อนสัญญาณในอุโมงค์แคบ |
ความหนาแน่นของเกตเวย์พิเศษ + การแบ่งสามเหลี่ยมแบบปรับตัว |
|
การเข้าถึงแบตเตอรี่สำหรับหน่วยที่ติดเพดาน |
อุปกรณ์ทั้งหมดที่เลือกด้วย แบตเตอรี่ 3–5 ปี |
|
การรับเลี้ยงบุตรบุญธรรม |
การออกแบบแบบ plug-and-play ที่เรียบง่าย ไม่ต้องเรียนรู้ UX |
|
การชนกันของสัญญาณไฟที่ความหนาแน่นสูง |
ช่วงเวลาโฆษณาแบบสลับกันตามสถานที่ |
ความปลอดภัยและความยืดหยุ่นของระบบ
- การเข้ารหัส:AES-128 บนทั้งชั้น Bluetooth และ LoRaWAN
- ระบบป้องกันความล้มเหลว:
- การแคชภายในเครื่อง: เกตเวย์จะจัดเก็บตำแหน่งล่าสุด 40 ตำแหน่งหากการเชื่อมต่อล้มเหลว
- ฟังก์ชันปุ่ม SOS แม้ในช่วงที่สัญญาณอัปลิงค์ขัดข้องชั่วคราว
- โฟต้า (เฟิร์มแวร์ผ่านอากาศ): รองรับบนเกตเวย์และบีคอนสำหรับการอัปเดตระยะไกล
บทเรียนที่ได้รับ
การปรับแต่งอัลกอริทึม AoA อย่างละเอียด
MetroLink ร่วมมือกับวิศวกรของ Lansitec เพื่อ:
- ปรับเทียบเสาอากาศสำหรับความโค้งของอุโมงค์
- ปรับแต่งอัลกอริทึมเพื่อชดเชยการรบกวนจากการเด้งกลับ
- ใช้ RSSI + AoA ที่กรองแล้ว การผสมผสานเพื่อความแม่นยำของขอบ
ความซ้ำซ้อนของโครงสร้างพื้นฐานเป็นสิ่งที่ไม่สามารถต่อรองได้
การครอบคลุมแบบสองชั้น (AoA + การแบ่งโซนสำรอง) ช่วยให้ตำแหน่งเวิร์กเกอร์สามารถแก้ไขได้แม้ว่าโหนดจะล้มเหลวก็ตาม
การวางแผนแบตเตอรี่ Gateway สำคัญ
จำเป็นต้องมีเกตเวย์มาโคร การบริการน้อยลงบ่อยครั้งแต่การสร้างแบบจำลองแบตเตอรี่ถือเป็นสิ่งจำเป็น รวมถึงการจำลองอัตราการระบายแบตเตอรี่ตามอุณหภูมิด้วย
การขยายตัวในอนาคต: แผนทางเทคนิค
แผนงานของ MetroLink ประกอบด้วย:
- โมดูลเอไอเอแบบ Edge ที่เกตเวย์สำหรับการตรวจจับความผิดปกติในท้องถิ่น
- เซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิ ในสัญญาณไฟเตือนความปลอดภัยจากอัคคีภัย
- การแจ้งเตือนเฉพาะโซน ผ่านการตอบรับจากเสียงกริ่ง (เช่น การเข้าสู่เขตอันตราย)
- ผู้รับเหมา Beacon Pooling: ระบบการออกสัญญาณชั่วคราวพร้อมโปรโตคอลการหมดอายุ
บทสรุป
ความสำเร็จทางเทคนิคของการใช้งานการติดตาม Bluetooth AoA ของ MetroLink อยู่ที่ การวางแผน การทำงานร่วมกันของอุปกรณ์ และความสมจริงในการปฏิบัติงาน. โดยการผสมผสานของ Lansitec B011 สัญญาณไฟหมวกกันน็อค, เกตเวย์มาโคร, หน่วยพลังงานแสงอาทิตย์, และ การเชื่อมต่อ LoRaWANหน่วยงานดังกล่าวได้บรรลุถึงระบบที่ไม่เพียงแม่นยำเท่านั้น แต่ยังแข็งแกร่ง อิสระ และปรับขนาดได้อีกด้วย
ในโครงสร้างพื้นฐานรถไฟฟ้าใต้ดินในปัจจุบัน ความปลอดภัยไม่ใช่งานที่ต้องทำด้วยมืออีกต่อไป ออกแบบมาอย่างมีวิศวกรรม ไร้สาย และเปิดตลอดเวลา.
การปรับปรุงความปลอดภัยและประสิทธิภาพของรถไฟฟ้าใต้ดินด้วยการติดตามแบบเรียลไทม์: ความร่วมมือระหว่าง MetroLink และ Lansitec – Lansitec





