UWB用于地铁防撞定位

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。

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。

下图所示为UWB基站

纽约交通局地铁上的“UWB领航员”UWB定位系统的应用案例。

项目情况: 在Canarsie线和Jamaica线上共安装了242个地面UWB信标基站，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。

如下图所示为现场安装图

如下图所示为我们自研的UWB信标

案例2日立数宇铁路方案名称: The Humatics Rail Navigation System (HRNS)项目地点:那不勒斯，意大利。

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。

Metrom-Rail列车防撞与碰撞预警

国外的MetromRal公司使用该模块所做的列车碰撞预警系统，在进行距离分级的同时，同时做出相应的告警。在与IMU等其他传感器融合后，可以进一步提升测距精度，这样还能实现列车定位与速度测算。