盡管 UWB 技術(shù)在交通樞紐的應(yīng)用已展現(xiàn)出諸多優(yōu)勢(shì)與潛力，但要實(shí)現(xiàn)廣泛且深度的普及，還需跨越一些障礙。不過(guò)，在探討這些挑戰(zhàn)之前，讓我們先全面回顧其已有的應(yīng)用成果與積極前景。
交通樞紐作為人員、物資和交通工具的匯聚與流轉(zhuǎn)中心，高效的運(yùn)營(yíng)管理和優(yōu)質(zhì)的服務(wù)體驗(yàn)至關(guān)重要。在科技飛速發(fā)展的當(dāng)下，各種先進(jìn)技術(shù)不斷融入交通樞紐領(lǐng)域，超寬帶（UWB）技術(shù)憑借其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，正逐漸成為提升交通樞紐智能化水平的關(guān)鍵力量。UWB 技術(shù)自誕生以來(lái)，從軍事領(lǐng)域逐步拓展至民用，以其高精度定位、強(qiáng)抗干擾性、低功耗等特性，為交通樞紐的運(yùn)營(yíng)優(yōu)化提供了新的思路與解決方案。無(wú)論是在人員流動(dòng)管理、車(chē)輛調(diào)度，還是行李包裹追蹤等方面，UWB 技術(shù)都展現(xiàn)出了巨大的應(yīng)用潛力，有望重塑交通樞紐的運(yùn)營(yíng)模式，為出行者帶來(lái)更加便捷、高效、安全的出行體驗(yàn)。

 

UWB 技術(shù)概述

 

定義與原理
UWB（Ultra Wide Band）即超寬帶，是一種利用納米至微米級(jí)的非正弦波窄脈沖傳輸數(shù)據(jù)的無(wú)線通信技術(shù)。與傳統(tǒng)無(wú)線通信技術(shù)不同，UWB 不依賴正弦載波，而是通過(guò)發(fā)送和接收持續(xù)時(shí)間極短（小于 1ns）的脈沖進(jìn)行信息傳遞，這些脈沖間隔嚴(yán)格受控，由此形成帶寬極寬的信號(hào)。按照美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)（FCC）定義，UWB 帶寬需比中心頻率高 25% 或者大于 1.5GHz 。在實(shí)際應(yīng)用中，UWB 信號(hào)是一種持續(xù)時(shí)間極短、帶寬很寬的短時(shí)脈沖，其頻譜范圍可達(dá) 50MHz - 10GHz。在發(fā)送端，時(shí)鐘發(fā)生器產(chǎn)生特定周期的脈沖序列，用戶傳輸信息及地址偽隨機(jī)碼對(duì)該序列進(jìn)行調(diào)制，調(diào)制后的脈沖序列經(jīng)放大后由 UWB 天線發(fā)射。接收端，天線接收信號(hào)經(jīng)低噪聲放大器放大，與本地產(chǎn)生的同步且經(jīng)偽隨機(jī)碼調(diào)制的脈沖序列在相關(guān)器中進(jìn)行乘法、積分和取樣保持等運(yùn)算，從而解調(diào)出用戶傳輸信息。

 

技術(shù)特點(diǎn)

 

高精度定位：UWB 技術(shù)能夠提供厘米級(jí)的定位精度，遠(yuǎn)超藍(lán)牙、Wi-Fi 等傳統(tǒng)無(wú)線定位技術(shù)。這一特性源于其極短的脈沖信號(hào)，使得信號(hào)傳播時(shí)間測(cè)量更為精確，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位。在交通樞紐復(fù)雜環(huán)境中，無(wú)論是對(duì)乘客的實(shí)時(shí)位置追蹤，還是對(duì)行李、車(chē)輛的定位管理，UWB 的高精度定位都能發(fā)揮關(guān)鍵作用。
強(qiáng)抗干擾性：UWB 信號(hào)帶寬極寬，信號(hào)能量彌散在極寬的頻帶范圍內(nèi)，功率譜密度極低，類(lèi)似于白噪聲信號(hào)。這種特性使得 UWB 技術(shù)對(duì)信道衰落不敏感，能夠在多徑傳播、信號(hào)干擾嚴(yán)重的環(huán)境中穩(wěn)定工作。在交通樞紐內(nèi)，眾多電子設(shè)備同時(shí)運(yùn)行，信號(hào)環(huán)境復(fù)雜，UWB 的強(qiáng)抗干擾性確保了其通信和定位的可靠性。
低功耗：相較于一些傳統(tǒng)無(wú)線通信技術(shù)，UWB 設(shè)備在工作時(shí)的功耗較低。這是因?yàn)?UWB 采用間歇式脈沖傳輸方式，設(shè)備大部分時(shí)間處于休眠狀態(tài)，僅在脈沖發(fā)射和接收瞬間消耗能量。對(duì)于需要長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)工作的交通樞紐應(yīng)用場(chǎng)景，如人員和資產(chǎn)的實(shí)時(shí)追蹤設(shè)備，低功耗特性可有效延長(zhǎng)設(shè)備電池續(xù)航時(shí)間，降低維護(hù)成本。

高傳輸速率：UWB 的數(shù)據(jù)傳輸速率可高達(dá)幾百 Mbps 到幾 Gbps 。在民用場(chǎng)景中，10m 以內(nèi)的傳輸范圍內(nèi)，數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá) 500Mbps ，能夠滿足諸如高清視頻傳輸、大量數(shù)據(jù)快速交換等對(duì)帶寬要求較高的應(yīng)用需求。在交通樞紐中，可用于快速傳輸旅客信息、設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)等，提升信息交互效率。

 

UWB 在交通樞紐的應(yīng)用場(chǎng)景

 

人員定位與管理
旅客導(dǎo)航與引導(dǎo)：在大型交通樞紐，如機(jī)場(chǎng)、火車(chē)站，旅客往往面臨復(fù)雜的空間布局和眾多的功能區(qū)域，尋找登機(jī)口、候車(chē)區(qū)、換乘通道等容易耗費(fèi)大量時(shí)間和精力。借助 UWB 技術(shù)，旅客只需攜帶支持 UWB 功能的移動(dòng)設(shè)備（如手機(jī)），便可通過(guò)相關(guān)應(yīng)用程序獲取實(shí)時(shí)導(dǎo)航指引。系統(tǒng)能夠精確確定旅客位置，根據(jù)其目的地規(guī)劃最優(yōu)路徑，并在途中通過(guò)語(yǔ)音、圖像等方式進(jìn)行實(shí)時(shí)引導(dǎo)，幫助旅客快速準(zhǔn)確到達(dá)目的地，減少誤機(jī)、誤車(chē)等情況發(fā)生。
工作人員管理：對(duì)于交通樞紐內(nèi)數(shù)量眾多、工作區(qū)域分散的工作人員，UWB 技術(shù)可實(shí)現(xiàn)高效管理。通過(guò)為工作人員配備 UWB 定位標(biāo)簽，管理人員能夠?qū)崟r(shí)掌握每個(gè)工作人員的位置和工作狀態(tài)。在緊急情況或任務(wù)調(diào)配時(shí)，可迅速定位并通知相關(guān)工作人員，提高應(yīng)急響應(yīng)速度和工作協(xié)同效率。例如，在機(jī)場(chǎng)發(fā)生航班延誤或突發(fā)事件時(shí)，能夠快速找到地勤、安檢等相關(guān)工作人員，及時(shí)進(jìn)行旅客疏導(dǎo)和問(wèn)題處理。
客流監(jiān)測(cè)與分析：在交通樞紐的各個(gè)關(guān)鍵區(qū)域部署 UWB 定位基站，可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)旅客流量和分布情況。通過(guò)對(duì)大量定位數(shù)據(jù)的分析，運(yùn)營(yíng)管理者能夠了解不同時(shí)段、不同區(qū)域的客流密度變化，預(yù)測(cè)客流高峰和低谷，為資源配置提供數(shù)據(jù)依據(jù)。例如，在客流高峰時(shí)段，合理增加安檢通道、售票窗口的工作人員，優(yōu)化服務(wù)流程，提高旅客通行效率，提升旅客服務(wù)體驗(yàn)。

 

車(chē)輛與設(shè)備管理
智能停車(chē)管理：在交通樞紐停車(chē)場(chǎng)，UWB 技術(shù)可實(shí)現(xiàn)車(chē)輛的精準(zhǔn)定位與引導(dǎo)。當(dāng)車(chē)輛進(jìn)入停車(chē)場(chǎng)時(shí)，安裝在車(chē)輛上的 UWB 標(biāo)簽與停車(chē)場(chǎng)內(nèi)的定位基站進(jìn)行通信，系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)獲取車(chē)輛位置信息，并為其規(guī)劃最近的空閑停車(chē)位。車(chē)輛在行駛過(guò)程中，停車(chē)場(chǎng)內(nèi)的指示牌可根據(jù)車(chē)輛位置實(shí)時(shí)更新引導(dǎo)信息，幫助駕駛員快速找到停車(chē)位。同時(shí)，在車(chē)輛離開(kāi)時(shí)，系統(tǒng)也能通過(guò) UWB 技術(shù)快速識(shí)別車(chē)輛，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)計(jì)費(fèi)，提高停車(chē)場(chǎng)管理效率。
場(chǎng)內(nèi)車(chē)輛調(diào)度：對(duì)于機(jī)場(chǎng)內(nèi)的擺渡車(chē)、行李牽引車(chē)，火車(chē)站內(nèi)的調(diào)車(chē)機(jī)車(chē)等場(chǎng)內(nèi)車(chē)輛，UWB 技術(shù)可實(shí)現(xiàn)高精度的實(shí)時(shí)定位和調(diào)度管理。通過(guò)在車(chē)輛上安裝 UWB 定位設(shè)備，調(diào)度中心能夠?qū)崟r(shí)掌握車(chē)輛位置、行駛速度和方向等信息，根據(jù)航班、列車(chē)的運(yùn)營(yíng)需求，合理安排車(chē)輛行駛路線和任務(wù)分配，避免車(chē)輛碰撞和擁堵，提高場(chǎng)內(nèi)車(chē)輛運(yùn)行效率，保障交通樞紐的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與維護(hù)：交通樞紐內(nèi)存在大量的機(jī)電設(shè)備、安檢設(shè)備等，這些設(shè)備的正常運(yùn)行對(duì)樞紐運(yùn)營(yíng)至關(guān)重要。利用 UWB 技術(shù)，可在設(shè)備關(guān)鍵部位安裝傳感器標(biāo)簽，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、溫度、振動(dòng)等參數(shù)，并通過(guò) UWB 通信將數(shù)據(jù)傳輸至管理系統(tǒng)。一旦設(shè)備出現(xiàn)異常，系統(tǒng)能夠及時(shí)發(fā)出警報(bào)，通知維修人員進(jìn)行維修，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的預(yù)防性維護(hù)，降低設(shè)備故障率，減少因設(shè)備故障導(dǎo)致的運(yùn)營(yíng)中斷。

 

行李與貨物追蹤
行李全程追蹤：在航空、鐵路等交通運(yùn)輸中，行李丟失或錯(cuò)拿一直是困擾旅客的問(wèn)題。采用 UWB 技術(shù)，在旅客托運(yùn)行李時(shí)為每件行李貼上 UWB 標(biāo)簽，在機(jī)場(chǎng)、火車(chē)站的各個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)（如值機(jī)柜臺(tái)、安檢口、行李分揀區(qū)、登機(jī)口、行李提取處等）部署定位基站。這樣，旅客通過(guò)手機(jī)應(yīng)用程序即可實(shí)時(shí)查詢行李位置，了解行李運(yùn)輸狀態(tài)。同時(shí)，航空公司和鐵路部門(mén)也能通過(guò)系統(tǒng)對(duì)行李進(jìn)行全程監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)行李運(yùn)輸過(guò)程中的異常情況，提高行李運(yùn)輸?shù)臏?zhǔn)確性和安全性，提升旅客滿意度。
貨物物流管理：對(duì)于交通樞紐內(nèi)的貨物物流中心，UWB 技術(shù)可實(shí)現(xiàn)貨物的精準(zhǔn)定位和高效管理。通過(guò)在貨物包裝上粘貼 UWB 標(biāo)簽，物流管理人員能夠?qū)崟r(shí)掌握貨物在倉(cāng)庫(kù)內(nèi)的存儲(chǔ)位置、出入庫(kù)時(shí)間等信息，快速查找和分揀貨物。在貨物運(yùn)輸過(guò)程中，也能實(shí)時(shí)跟蹤貨物運(yùn)輸軌跡，確保貨物按時(shí)、準(zhǔn)確送達(dá)目的地，提高物流運(yùn)作效率，降低物流成本。

 

結(jié)論與展望
UWB 技術(shù)以其獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，在交通樞紐的人員定位與管理、車(chē)輛與設(shè)備管理、行李與貨物追蹤等多個(gè)領(lǐng)域展現(xiàn)出了巨大的應(yīng)用潛力，為提升交通樞紐的運(yùn)營(yíng)效率、服務(wù)質(zhì)量和智能化水平提供了有力支持。隨著行業(yè)的不斷發(fā)展和技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步，UWB 技術(shù)有望與 5G、人工智能、大數(shù)據(jù)等新興技術(shù)深度融合，進(jìn)一步拓展應(yīng)用場(chǎng)景，為交通樞紐的創(chuàng)新發(fā)展注入新的活力，推動(dòng)交通樞紐向更加智慧、高效、便捷的方向邁進(jìn)，為人們的出行和物流運(yùn)輸帶來(lái)更多的便利和保障。