世界最大の地下都市のナビゲーションシステム

[広告1]

中国の研究者らは、雄安新区の地下を走る全長380キロメートルのトンネル網向けに、低コストで高精度の測位システムを開発している。

雄安新区は地下トンネル網の上にある。写真：新華社 — 雄安新区は地下トンネル網の上にある。写真：*新華社*

北京郵電大学（BUPT）の呂兆明准教授率いる研究チームは、中国の北斗技術と5Gネットワークを組み合わせ、世界最大の地下都市となる測位システムを開発した。

雄安は河北省にある国家級スマートシティで、北京から約120kmの距離にあります。このプロジェクトは、北京から移転した企業、政府機関、研究開発施設を収容するために2017年に開始されました。設計段階から、都市の地下に地下迷路を建設することが計画されていました。電気、ネットワーク回線、ガス、水道などの技術的なパイプラインが地下に敷設されています。物資輸送のために、高さ4メートル、幅16メートルの高速道路が建設されています。さらに、住宅地やショッピングモール用の地下駐車場が多数設置されています。

これらは、地下迷路のような構造を呈しており、地下は3層構造で深さ22.5メートルに達します。総延長380キロメートルを超えるトンネルと22平方キロメートルの地下駐車場が建設中です。この複合施設の上には、地上のコミュニティと駐車場をすべて繋ぐ地下道路網が敷かれています。完成すれば、このプロジェクトはモントリオールを抜いて世界最大の地下都市となるでしょう。このカナダの大都市は、全長32キロメートルのトンネルで、面積は12平方キロメートルに過ぎません。一方、フィンランドのヘルシンキの地下都市は、地上面積100平方メートルに対し、地下空間は約1平方キロメートルです。紅安トンネルの地下空間比率は1/80です。

迷路の規模は、広大な空間で人が迷子になりやすいため、移動に特に大きな課題となっています。この問題の解決に向け、5Gと信号測位の分野で豊富な経験を持つBUPT情報通信工学部は、2020年から研究の最前線に立っています。「携帯電話は信号増幅器から信号を受信するため、地下空間でも電話をかけたり、ウェブサイトを閲覧したりできます」とLu氏は述べました。

このような増幅器は、地上から5G信号を受信し、近くの宇宙空間を介して送信します。BUPTチームはこの装置を出発点としました。既存の中継システムを用いてBeiDou測位信号を送信できれば、低コストで高精度な地下測位システムを構築できると期待しました。研究者たちはまず、衛星から地上へ送信される微弱な信号を増幅するための専用の屋内装置を開発しました。BUPTのポスドク研究員であるChu Xinghe氏によると、この装置は有害な影響を防ぎながら、無関係な信号を除去することも可能とのことです。

しかし、北斗システムの地上10メートル以内の精度は、駐車場では特に高い測位精度が求められるため、地下での使用には不十分である可能性が高い。そこで研究チームは、北斗衛星信号、5G信号、そしてデバイスからのフィードバックを統合する測位アルゴリズムを開発した。この新しいアルゴリズムは、2～3メートル以内という前例のない車両位置精度を実現した。衛星信号と5G信号を組み合わせることは、干渉の可能性といった課題も伴う。そこで研究チームはフィルタリングと電力パラメータを調整し、既存の通信チャネルに影響を与えることなく、地下への北斗信号の伝送に成功した。

BUPTキャンパスでの技術試験の後、紅安でのフィールドテストにより、複雑な道路区間におけるナビゲーションシステムの改良が進みました。車両は駐車場に進入した瞬間からナビゲーションの指示を受信し、正しい駐車スペースへと誘導します。このシステムは、紅安の地下70万平方メートル以上のエリアに導入されています。

Wi-FiやBluetoothをベースとした他の屋内測位技術と比較して、このプロジェクトのコストは約半分に抑えられ、病院、商業施設、鉱山、空港ターミナルなど、多くの複雑な環境への拡張が期待されます。Lu氏は、この技術が河南省、福建省、広東省などの他の地域にも展開されることを期待しています。

アン・カン（ザ・スター紙によると）

[広告2]
ソースリンク