一种用于城市地下综合管廊的定位方法及系统技术方案

本申请公开一种用于城市地下综合管廊的定位方法及系统，其中，方法包括获取终端在管廊通信环境中采集的无线接入点的参数信息；根据选择的至少三组无线接入点参数信息中的信号强度数据，计算无线接入点与终端的距离，以及，根据无线接入点的媒体访问控制地址，获取预先存储在管廊BIM模型信息中的无线接入点BIM坐标；根据无线接入点与终端的距离和所述无线接入点BIM坐标，确定终端BIM坐标，再将其转换成终端的位置信息。与现有技术相比，本实现方式无需增加其他功能设备，只需利用设置在每个管廊分区的无线接入点，再结合管廊BIM模型信息，便能实现准确定位，攻克了由于管廊形态复杂、抽象，位于地下等特点而无法定位到准确的终端位置信息的技术难题。

A Location Method and System for Urban Underground Pipe Gallery

This application discloses a positioning method and system for an urban underground comprehensive pipe gallery, in which the method includes acquiring the parameters information of wireless access points collected by terminals in the corridor communication environment, calculating the distance between wireless access points and terminals according to the signal strength data in the parameters information of at least three selected groups of wireless access points, and media access control according to wireless access points. The BIM coordinates of the wireless access point stored in the information of the pipe gallery BIM model are acquired. The BIM coordinates of the terminal are determined according to the distance between the wireless access point and the terminal and the BIM coordinates of the wireless access point, and then converted into the location information of the terminal. Compared with the existing technology, this method does not need to add other functional equipment, but only uses the wireless access points set in each corridor area, combined with the information of the pipe corridor BIM model, can achieve accurate positioning. It overcomes the technical problem that the pipe corridor is complex, abstract and located underground, and can not be positioned to the accurate terminal location information.

【技术实现步骤摘要】
一种用于城市地下综合管廊的定位方法及系统
本申请涉及城市地下综合管廊
，尤其涉及一种用于城市地下综合管廊的定位方法及系统。
技术介绍
城市地下综合管廊是建于城市地下的隧道空间，用于将电力、通信、燃气、供热以及给排水等工程管线集中铺设，从而对各类工程管线实现统一规划和设计以及统一建设和管理。图1为管廊分布网络局部示意图，可以看出，狭长线型的管廊相互交叉，大范围地遍布在城市地下，形成错综复杂的网状结构。通常，管廊以分区为单位进行分段，例如在图1中，可以将大约200米长度的管廊设为1个分区，如分区T1、分区T2等。实际上，每个管廊分区都设置有照明、通风、排水等设备，除此之外，在每个管廊分区舱室内还设置有数个无线接入点。管廊内工作人员的手持终端通过无线接入点连接网络，从而实现终端的实时对讲或者向管廊管理系统上传工作内容(如维修记录)等功能。由于管廊复杂的分布特点且其内部又包含多种细部构造和设备，例如，图2显示的工程管线12/22/32、管线支架13/23/33以及无线路由器14/24/34等，因此，采用抽象形式描述管廊的空间形态，直观性、准确性均较差。基于此，现有技术通常使用建筑信息模型(BIM，BuildingInformationModeling)是来表达管廊。采用BIM模拟技术，将管廊的真实建筑数据(如GPS坐标数据)模拟成3D管廊BIM模型，BIM模型中每一个点都与真实管廊中的点一一对应。例如，真实管廊中A点与该管廊的BIM模型中A’点对应，其中，A点的GPS坐标为东经25°、北纬30°、地面以下5m，而在BIM模型中，A点的BIM坐标为(x，y，z)。这种点与点的对应关系，便使管廊通过BIM模型真实地表达出来。由于管廊位于地下空间内，因此，如果有工作人员进入管廊进行日常维护工作或者有非工作人员误入管廊，管廊内的氧气浓度、甲烷、硫化氢等有毒气体的浓度势必对人员的人身安全造成威胁。此时，一方面，需对管廊内人员的人身安全实时监控，如果判断管廊内人员可能已出现危险，能够及时、准确地实施营救；另一方面，必要时，还需根据管廊内人员的实时位置，引导人员逃生。现有终端定位技术主要包括GPS定位和基站定位两种，但是这两种定位技术均不适于管廊位于地下空间的这种客观条件，如果通过配置附加功能设备这两种定位技术得以实现，也无疑增加大量的管廊运维成本。现有技术还公开一种利用无线网关设备定位终端的方法，以无线网关设备的位置信息代替终端设备的位置信息。由于无线局域网的覆盖范围有限，当终端与无线网关设备连接，产生数据流信息后，可以确定终端位于无线网关设备对应的无线局域网中。然而，申请人在将上述定位方法应用于地下综合管廊时发现，根据无线网关设备的位置信息，可以确定终端应当位于以无线网关设备信号覆盖的圆形区域内，但是，并不能确定管廊内人员准确的位置信息。例如图3，通过上述方法，确定与终端连接的无线AP位于点A，由此仅可知，终端位于圆A覆盖的地下空间内，而不能得知终端位于分区T4还是分区T3；再如，通过上述方法，确定与终端连接的无线AP位于点B，由此仅可知，终端位于圆B覆盖的地下空间内，而不能得知终端位于分区B2-3还是分区B2-4。由于狭长线型的管廊均是以分区为单位进行分段的，因此，如果不能准确定位管廊内人员所在的分区信息，例如分区号，人员位置距其所在分区两端的距离等，便无法得到合理的出廊路径，难以对管廊内人员进行智能引导。针对城市地下综合管廊的客观特点，如何对管廊内人员准确定位，对营救工作和引导工作至关重要。
技术实现思路
本申请提供一种用于城市地下综合管廊的定位方法及系统，以解决如何对管廊内人员准确定位的技术问题。第一方面，本申请提供了一种用于城市地下综合管廊的定位方法，该方法包括：获取终端在管廊通信环境中采集的无线接入点的参数信息；根据所述无线接入点参数信息中的媒体访问控制地址，获取预先存储在管廊BIM模型信息中的无线接入点BIM坐标；选择三个无线接入点；根据选择的每个无线接入点的参数信息中的信号强度数据，计算无线接入点与终端的距离；根据选择的无线接入点与终端的距离和选择的无线接入点BIM坐标，确定终端BIM坐标；将所述终端BIM坐标转换成终端的位置信息。结合第一方面，在第一方面第一种可能的实现方式中，在预设时刻或者在间隔预设时长后，获取终端在在管廊通信环境中采集的无线接入点参数信息。结合第一方面，在第一方面第二种可能的实现方式中，按照下述步骤，获取预先存储在管廊BIM模型信息中的无线接入点BIM坐标：根据无线接入点的媒体访问控制地址，确定无线接入点在所述城市地下综合管廊的安装分区；获取所述安装分区对应的BIM模型信息，以及获取预先存储在管廊BIM模型信息中的无线接入点BIM坐标。结合第一方面，在第一方面第三种可能的实现方式中，所述选择三个无线接入点，包括：按照信号强度递减的顺序，对采集的无线接入点排序，得到无线接入点序列；选择所述无线接入点序列中第一位序、第二位序以及第三位序的无线接入点，得到三个无线接入点。结合第一方面第三种可能的实现方式，在第一方面第四种可能的实现方式中，所述选择三个无线接入点之后，还包括：根据所述第一位序、第二位序以及第三位序的无线接入点BIM坐标，确定所述第一位序、第二位序以及第三位序的无线接入点所在平面；从所述无线接入点序列剩余无线接入点中，选取未在所述平面上的第四个无线接入点。结合第一方面第三种或第四种任一种可能的实现方式，在第一方面第五种可能的实现方式中，所述计算每个无线接入点与终端的距离，包括：在管廊通信环境中，获取无线接入点信号强度的实际衰减值；所述信号强度的实际衰减值用于指示终端采集的无线接入点的信号强度随测试距离的变化量；拟合所述信号强度的实际衰减值与所述测试距离，得到无线接入点的衰减模型；根据所述信号强度数据和所述衰减模型，计算无线接入点与终端的距离。结合第一方面或第一方面第一种至第三种任一种可能的实现方式，在第一方面第六种可能的实现方式中，根据无线接入点与终端的距离和所述无线接入点BIM坐标，联立下式，确定终端BIM坐标：其中，D1-第一位序的无线接入点与终端的距离；D2-第二位序的无线接入点与终端的距离；D3-第三位序的无线接入点与终端的距离；x1、y1分别为第一位序的无线接入点BIM坐标中的第一维坐标和第二维坐标；x2、y2分别为第二位序的无线接入点BIM坐标中的第一维坐标和第二维坐标；x3、y3分别为第三位序的无线接入点BIM坐标中的第一维坐标和第二维坐标；x、y分别为终端BIM坐标中的第一维坐标和第二维坐标。结合第一方面第四种可能的实现方式，在第一方面第七种可能的实现方式中，根据无线接入点与终端的距离和所述无线接入点BIM坐标，联立下式，确定终端BIM坐标：其中，D1-第一位序的无线接入点与终端的距离；D2-第二位序的无线接入点与终端的距离；D3-第三位序的无线接入点与终端的距离；D4-第四个无线接入点与终端的距离；x1、y1、z1-第一位序的无线接入点BIM坐标；x2、y2、z2-第二位序的无线接入点BIM坐标；x3、y3、z3-第三位序的无线接入点BIM坐标；x4、y4、z4-第四个无线接入点BIM坐标；x、y、z-终端BIM坐标。结合第一方面，在第一方面第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于城市地下综合管廊的定位方法，其特征在于，包括：获取终端在管廊通信环境中采集的无线接入点的参数信息；根据所述无线接入点参数信息中的媒体访问控制地址，获取预先存储在管廊BIM模型信息中的无线接入点BIM坐标；选择三个无线接入点；根据选择的每个无线接入点的参数信息中的信号强度数据，计算无线接入点与终端的距离；根据选择的无线接入点与终端的距离和选择的无线接入点BIM坐标，确定终端BIM坐标；将所述终端BIM坐标转换成终端的位置信息。

【技术特征摘要】
1.一种用于城市地下综合管廊的定位方法，其特征在于，包括：获取终端在管廊通信环境中采集的无线接入点的参数信息；根据所述无线接入点参数信息中的媒体访问控制地址，获取预先存储在管廊BIM模型信息中的无线接入点BIM坐标；选择三个无线接入点；根据选择的每个无线接入点的参数信息中的信号强度数据，计算无线接入点与终端的距离；根据选择的无线接入点与终端的距离和选择的无线接入点BIM坐标，确定终端BIM坐标；将所述终端BIM坐标转换成终端的位置信息。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在预设时刻或者在间隔预设时长后，获取终端在在管廊通信环境中采集的无线接入点参数信息。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，按照下述步骤，获取预先存储在管廊BIM模型信息中的无线接入点BIM坐标：根据无线接入点的媒体访问控制地址，确定无线接入点在所述城市地下综合管廊的安装分区；获取所述安装分区对应的BIM模型信息，以及获取预先存储在管廊BIM模型信息中的无线接入点BIM坐标。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述选择三个无线接入点，包括：按照信号强度递减的顺序，对采集的无线接入点排序，得到无线接入点序列；选择所述无线接入点序列中第一位序、第二位序以及第三位序的无线接入点，得到三个无线接入点。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述选择三个无线接入点之后，还包括：根据所述第一位序、第二位序以及第三位序的无线接入点BIM坐标，确定所述第一位序、第二位序以及第三位序的无线接入点所在平面；从所述无线接入点序列剩余无线接入点中，选取未在所述平面上的第四个无线接入点。6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述计算每个无线接入点与终端的距离，包括：在管廊通信环境中，获取无线接入点信号强度的实际衰减值；所述信号强度的实际衰减值用于指示终端采集的无线接入点的信号强度随测试距离的变化量；拟合所述信号强度的实际衰减值与所述测试距离，得到无线接入点的衰减模型；根据所述信号强度数据和所述衰减模型，计算无线接入点与终端的距离。7.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，根据无线接入点与终端的距离和所述无线接入点BIM坐标，联立下式，确定终端BIM坐标：其中，D1-第一位序的无线接入点与终端的距离；D2-第二位序的无线接入点与终端的距离；D3-第三位序的无线接入点与终端的距离；x1、y1分别为第一位序的无线接入点BIM坐标中的第一维坐标和第二维坐标；x2、y2分别为第...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾辉，李宗平，
申请(专利权)人：中冶长天国际工程有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43