ระบบกำหนดตำแหน่งสำหรับเมืองใต้ดินที่ใหญ่ที่สุดในโลก

นักวิจัย จีน พัฒนาระบบระบุตำแหน่งความแม่นยำสูงและมีต้นทุนต่ำสำหรับเครือข่ายอุโมงค์ยาว 380 กม. ที่อยู่ใต้เขตใหม่สยงอัน

เขตใหม่สยงอันตั้งอยู่เหนือเครือข่ายอุโมงค์ใต้ดิน ภาพ: ซินหัว — เขตใหม่สยงอันตั้งอยู่เหนือเครือข่ายอุโมงค์ใต้ดิน ภาพ: *ซินหัว*

ทีมวิจัยจากมหาวิทยาลัย ไปรษณีย์ และโทรคมนาคมปักกิ่ง (BUPT) ซึ่งนำโดยรองศาสตราจารย์ Lu Zhaoming ได้ผสมผสานเทคโนโลยี BeiDou ของจีนเข้ากับเครือข่าย 5G เพื่อสร้างระบบกำหนดตำแหน่งสำหรับเมืองใต้ดินที่ใหญ่ที่สุดในโลก

สยงอันเป็นเมืองอัจฉริยะระดับประเทศในมณฑลเหอเป่ย ห่างจากกรุงปักกิ่งประมาณ 120 กิโลเมตร โครงการนี้เปิดตัวในปี พ.ศ. 2560 เพื่อรองรับธุรกิจ หน่วยงาน รัฐบาล และสิ่งอำนวยความสะดวกด้านการวิจัยและพัฒนาที่ย้ายมาจากกรุงปักกิ่ง ในขั้นตอนการออกแบบ มีการวางแผนสร้างเขาวงกตใต้ดินใต้เมือง โดยมีการวางท่อส่งทางเทคนิคต่างๆ เช่น ไฟฟ้า โครงข่ายไฟฟ้า ก๊าซ และน้ำประปาไว้ใต้ดิน ทางด่วนสูง 4 เมตร กว้าง 16 เมตร เพื่อรองรับการขนส่งสินค้า นอกจากนี้ยังมีที่จอดรถใต้ดินจำนวนมากสำหรับพื้นที่อยู่อาศัยและห้างสรรพสินค้า

อุโมงค์เหล่านี้รวมกันเป็นเขาวงกตใต้ดินที่มีสามชั้นหลักและความลึก 22.5 เมตร อุโมงค์ทั้งหมดกว่า 380 กิโลเมตรและที่จอดรถใต้ดิน 22 ตารางกิโลเมตรกำลังอยู่ระหว่างการก่อสร้าง เหนืออาคารนี้เป็นที่ตั้งของเครือข่ายถนนใต้ดินที่เชื่อมต่อชุมชนเหนือพื้นดินและลานจอดรถทั้งหมด เมื่อโครงการเสร็จสมบูรณ์ โครงการนี้จะทำลายสถิติเมืองใต้ดินที่ใหญ่ที่สุดในโลก จากมอนทรีออล มหานครแห่งแคนาดาแห่งนี้มีอุโมงค์เพียง 32 กิโลเมตรครอบคลุมพื้นที่ 12 ตารางกิโลเมตร ในขณะเดียวกัน เมืองใต้ดินในเฮลซิงกิ ประเทศฟินแลนด์ มีพื้นที่ใต้ดินประมาณ 1 ตารางกิโลเมตรต่อพื้นที่เหนือพื้นดิน 100 ตารางเมตร อัตราส่วนของพื้นที่เหนือพื้นดินในเมืองสยงอันคือ 1/80

ขนาดของเขาวงกตเป็นความท้าทายอย่างยิ่งสำหรับการนำทาง เพราะมนุษย์อาจหลงทางได้ง่ายในอวกาศอันกว้างใหญ่ เพื่อแก้ปัญหานี้ คณะวิศวกรรมสารสนเทศและการสื่อสารของมหาวิทยาลัยบูรพา (BUPT) ซึ่งมีประสบการณ์ด้าน 5G และการระบุตำแหน่งสัญญาณ ได้เป็นผู้นำการวิจัยนี้มาตั้งแต่ปี 2020 “เราสามารถโทรศัพท์และดูเว็บไซต์ในอวกาศใต้ดินได้ เพราะโทรศัพท์มือถือรับสัญญาณจากเครื่องขยายสัญญาณ” ลู่กล่าว

เครื่องขยายสัญญาณดังกล่าวจะรับสัญญาณ 5G จากภาคพื้นดินและส่งสัญญาณผ่านอวกาศใกล้เคียง ทีม BUPT ใช้อุปกรณ์นี้เป็นจุดเริ่มต้น หากพวกเขาสามารถส่งสัญญาณระบุตำแหน่งเป่ยโต่วโดยใช้ระบบรีเลย์ที่มีอยู่ พวกเขาสามารถสร้างระบบระบุตำแหน่งใต้ดินที่มีต้นทุนต่ำและแม่นยำได้ นักวิจัยได้พัฒนาอุปกรณ์เฉพาะภายในอาคารเพื่อขยายสัญญาณอ่อนที่ส่งจากดาวเทียมไปยังภาคพื้นดิน อุปกรณ์นี้ยังสามารถกรองสัญญาณที่ไม่เกี่ยวข้องออกไปได้ พร้อมกับป้องกันผลกระทบที่เป็นอันตราย ตามที่ Chu Xinghe นักวิจัยหลังปริญญาเอกที่ BUPT กล่าว

อย่างไรก็ตาม ความแม่นยำของระบบเป่ยโต่วที่ระดับความสูง 10 เมตรเหนือพื้นดินนั้นอาจไม่เพียงพอสำหรับการใช้งานใต้ดิน เนื่องจากลานจอดรถต้องการความแม่นยำในการระบุตำแหน่งที่สูงเป็นพิเศษ ดังนั้น ทีมงานจึงได้พัฒนาอัลกอริทึมการระบุตำแหน่งที่ผสานรวมสัญญาณดาวเทียมเป่ยโต่ว สัญญาณ 5G และข้อมูลป้อนกลับของอุปกรณ์เข้าด้วยกัน อัลกอริทึมใหม่นี้ให้ความแม่นยำในการระบุตำแหน่งยานพาหนะในระดับที่ไม่เคยมีมาก่อนภายในระยะ 2-3 เมตร การรวมสัญญาณดาวเทียมและสัญญาณ 5G เข้าด้วยกันก็ก่อให้เกิดความท้าทาย เนื่องจากอาจเกิดสัญญาณรบกวนได้ ดังนั้น ทีมงานจึงได้ปรับความสามารถในการกรองสัญญาณและพารามิเตอร์กำลังไฟฟ้าให้สามารถส่งสัญญาณเป่ยโต่วใต้ดินได้สำเร็จโดยไม่ส่งผลกระทบต่อช่องทางการสื่อสารที่มีอยู่

หลังจากทดสอบเทคโนโลยีในวิทยาเขต BUPT แล้ว การทดลองภาคสนามที่สยงอันช่วยปรับปรุงระบบนำทางบนเส้นทางถนนที่ซับซ้อน รถยนต์จะเริ่มได้รับคำแนะนำการนำทางเมื่อเข้าสู่ลานจอดรถ และนำไปยังจุดจอดรถที่ถูกต้อง ระบบนี้ได้ถูกนำไปใช้งานบนพื้นที่ใต้ดินกว่า 700,000 ตารางเมตรในสยงอัน

เมื่อเทียบกับเทคโนโลยีระบุตำแหน่งภายในอาคารอื่นๆ ที่ใช้ Wi-Fi หรือบลูทูธ โครงการนี้มีต้นทุนเพียงครึ่งหนึ่ง และมีศักยภาพที่จะขยายไปยังโรงพยาบาล อาคารพาณิชย์ เหมืองแร่ อาคารผู้โดยสารสนามบิน และสภาพแวดล้อมที่ซับซ้อนอื่นๆ ได้ ลู่หวังว่าเทคโนโลยีนี้จะนำไปปรับใช้ในภูมิภาคอื่นๆ เช่น เหอหนาน ฝูเจี้ยน และกวางตุ้ง

อัน คัง (อ้างอิงจาก The Star )

ลิงค์ที่มา