ข้ามไปที่เนื้อหา
สารบัญ

การเจาะลึกการใช้งานทางเทคนิคของ MetroLink การสร้างระบบติดตามใต้ดินที่ปรับขนาดได้

การเจาะลึกการใช้งานทางเทคนิคของ MetroLink การสร้างระบบติดตามใต้ดินที่ปรับขนาดได้

สารบัญ
การเจาะลึกการใช้งานทางเทคนิคของ MetroLink การสร้างระบบติดตามใต้ดินที่ปรับขนาดได้
การเจาะลึกการใช้งานทางเทคนิคของ MetroLink การสร้างระบบติดตามใต้ดินที่ปรับขนาดได้

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:

  1. บีคอน B011 ส่งสัญญาณบลูทูธเป็นระยะๆ (เช่น ทุกๆ 500 มิลลิวินาที)
  2. เกตเวย์ที่เปิดใช้งาน AoA อย่างน้อยสองแห่ง รับสัญญาณพร้อมกัน
  3. แต่ละเกตเวย์จะคำนวณ มุม ซึ่งสัญญาณมาถึงโดยใช้เสาอากาศแบบอาร์เรย์
  4. ระบบจะแสดงตำแหน่งของสัญญาณโดยการวางมุมจากเกตเวย์หลาย ๆ แห่งทับซ้อนกัน
  5. 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

  1. บีคอนส่งสัญญาณ → เกตเวย์รับ (AoA)
  2. เกตเวย์คำนวณตำแหน่งและเข้ารหัสข้อมูลโหลด
  3. อัปลิงค์เกตเวย์ LoRaWAN
    • ระยะ: 1.5–2 กม. แม้ในสภาพแวดล้อมในเมือง
    • อัตราการอัปลิงค์: 1 แพ็กเก็ตตำแหน่งทุกๆ 5 วินาที (กำหนดค่าได้)
  4. เซิร์ฟเวอร์กลางรับและถอดรหัสข้อมูลโหลด
  5. 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.

 

แชร์โพสต์นี้: