UWB在轨道安全的应用

UWB技术对卫星定位系统的补充

目前列车的主动控制系统主要依靠卫星定位来完成，而对于地下隧道环境以及城市高楼、峡谷等场景，无卫星或少卫星的情况会让卫星定位失效。UWB技术具有高精度、覆盖范围广、可无限扩展等特点，可以很好地补充卫星定位系统。

UWB设备可以为列车定位系统带来更高的定位精度，让列车在关键轨道转换区域进行轨道识别、在站台完成精准停靠、在卫星定位失效区域进行里程校准。

UWB在列车CBTC定位导航、列成防撞与碰撞预警、列车精准停靠等方面，是轨道交通安全与控制系统的一个可靠的新技术。

• UWB列车导航系统

UWB技术是当前主流实时定位技术中较为优 秀的一个

基于UWB技术的列车定位方案，可作为辅助系统参与到列车控制系统中。方案特点：1、车载UWB节点可持续与路旁UWB节点测距，在增加路旁节点的情况可将定位范围扩大至全程；2、带有IMU等传感器，是一种多传感器融合的方案；3、可计算并传递列车位置、速度、加速度等。

• 案例分享一、纽约交通局地铁上的“UWB领航员”

项目情况：在Canarsie线和Jamaica线上共安装了242个地面信标，平均间距为96米，最 大间距为286米。非侵入式安装方式，只在路旁距离地面1.5m处部署信标，无需在列车行驶的轨道上安装部件，这确保了安装施工的灵活性。对于设备，只需供电即可，不需要额外的网络连接。系统的鲁棒性高，故障发生间隔超过100万小时，可在雨雪天气、常温以及高温下正常运行。

案例分享二、日立数字铁路

方案名称：The Humatics Rail Navigation System (HRNS)

项目地点：那不勒斯，意大利

• 虚拟耦合列车技术中的UWB测距与通信功能

传统铁路系统的一大特征是：随着网络容量以及列车数量的增加，列车与机组的分离解耦、分流调度、耦合等行为会极大增加信号处理系统的复杂度，并逐渐超出系统的处理限制。而近年来发展的“虚拟耦合列车技术”可一定程度解决该问题，让系统处理多车耦合等行为时速度更快，更不容易发生机械故障和电器故障。虚拟耦合列车技术将通勤线路进行划分，分别是包含待耦合列车的高容量区段和低频次列车区段。

在虚拟耦合思路中，通过UWB技术完成列车与列车的相对定位，并进行编组。这个过程的实现甚至不需要地面设备，仅靠车载设备即可完成。无论是远距离还是极近距离（10cm以内），UWB设备都能处理虚拟耦合的相关需求，其测距和数据通信功能可实现列车间的同步牵引和制动。