Sistema di navigazione per la più grande città sotterranea del mondo.

Ricercatori cinesi hanno sviluppato un sistema di navigazione a basso costo e ad alta precisione per la rete di tunnel lunga 380 chilometri che si estende sotto il nuovo distretto di Xiong'an.

La Nuova Area di Xiong'an sorge sopra una rete di tunnel sotterranei. Foto: Xinhua — La Nuova Area di Xiong'an sorge sopra una rete di tunnel sotterranei. Foto: *Xinhua*

Un team di ricerca dell'Università di Pechino delle Poste e Telecomunicazioni (BUPT), guidato dal professore associato Lu Zhaoming, ha combinato la tecnologia cinese Beidou con le reti 5G per creare un sistema di navigazione per quella che diventerà la più grande città sotterranea del mondo.

Xiong'an è una smart city di livello nazionale situata nella provincia di Hebei, a circa 120 km da Pechino. Il progetto, avviato nel 2017, prevedeva il trasferimento di aziende, enti governativi e centri di ricerca e sviluppo da Pechino. Fin dalla fase di progettazione, è stato pianificato un labirinto sotterraneo sotto la città. Le condutture di servizio, come quelle per l'elettricità, le reti, il gas e l'acqua, sono posate sottoterra. Sono stati costruiti corridoi ad alta velocità, alti 4 metri e larghi 16 metri, per agevolare il trasporto delle merci. Inoltre, è stata realizzata un'ampia area di parcheggio sotterraneo per le zone residenziali e i centri commerciali.

Il complesso forma un labirinto sotterraneo composto da tre livelli principali, raggiungendo una profondità di 22,5 metri. In totale, sono in costruzione oltre 380 km di tunnel e 22 km² di parcheggi sotterranei. Sopra questo complesso si estende una rete di strade sotterranee che collega tutte le zone residenziali e i parcheggi in superficie. Una volta completato, il progetto supererà il record di città sotterranea più grande del mondo, detenuto da Montreal. La megalopoli canadese vanta infatti solo 32 km di tunnel che coprono 12 km². A confronto, la città sotterranea di Helsinki, in Finlandia, ha circa un km² di spazio sotterraneo corrispondente a 100 m² di superficie in superficie. Il rapporto a Hung An è di 1/80.

Le dimensioni imponenti del labirinto rappresentano una particolare sfida per l'orientamento, poiché è facile perdersi in uno spazio così vasto. Per affrontare questo problema, la Facoltà di Ingegneria dell'Informazione e delle Comunicazioni della BUPT, con la sua esperienza nel 5G e nel posizionamento del segnale, è in prima linea nella ricerca dal 2020. "Possiamo effettuare chiamate e visualizzare siti web nello spazio sotterraneo perché i telefoni cellulari ricevono segnali da amplificatori di segnale", ha affermato Lu.

Questi amplificatori ricevono i segnali 5G da terra e li trasmettono nello spazio circostante. Il team di ricerca della BUPT sta utilizzando questo dispositivo come punto di partenza. Se riusciranno a trasmettere i segnali di navigazione Beidou utilizzando un sistema di ripetitori esistente, saranno in grado di creare un sistema di navigazione sotterraneo preciso ed economico. In primo luogo, i ricercatori hanno sviluppato un dispositivo specializzato per interni per amplificare i segnali deboli trasmessi dal satellite a terra. Secondo Chu Xinghe, ricercatore post-dottorato presso la BUPT, il dispositivo può anche filtrare i segnali irrilevanti e prevenire interferenze dannose.

Tuttavia, la precisione di 10 metri del sistema Beidou in superficie è probabilmente insufficiente per le applicazioni sotterranee, poiché i parcheggi specializzati richiedono un posizionamento estremamente preciso. Pertanto, il team di ricerca ha sviluppato un algoritmo di posizionamento che integra i segnali satellitari Beidou, i segnali 5G e il feedback del dispositivo. Questo nuovo algoritmo raggiunge una precisione senza precedenti nel posizionamento dei veicoli entro un raggio di 2-3 metri. La combinazione di segnali satellitari e 5G presenta anche delle sfide, tra cui le potenziali interferenze. Di conseguenza, il team di ricerca ha regolato le capacità di filtraggio e i parametri di potenza per trasmettere con successo i segnali Beidou sottoterra senza interferire con i canali di comunicazione esistenti.

A seguito dei test tecnologici condotti nel campus della BUPT, le prove sul campo a Hung An hanno permesso di perfezionare il sistema di navigazione su tratti stradali complessi. Il veicolo inizia a ricevere le istruzioni di navigazione dal momento in cui entra nel parcheggio, venendo guidato con precisione fino al posto auto assegnato. Il sistema è stato implementato su un'area sotterranea di oltre 700.000 metri quadrati a Hung An.

Rispetto ad altre tecnologie di posizionamento indoor basate su Wi-Fi o Bluetooth, il costo del progetto è circa la metà e ha il potenziale per espandersi a ospedali, complessi commerciali, miniere, terminal aeroportuali e molti altri ambienti complessi. Lu spera che la tecnologia possa essere implementata in altre regioni come Henan, Fujian e Guangdong.

An Khang (secondo The Star )

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