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[摘 要]地下电力管廊作为城市地下空间的常见城市基础设施之一，对其不断的进行优化和创新是十分重要的。随着整个社会的发展，科学技术的逐步提高，iBeacon技术被推出，而如何将该技术应用于地下电力管廊当中，是一个值得思考的问题。本文简述了地下电力管廊和iBeacon定位系统探究了如何应用地下作业人员设备定位系统，并分析了系统的优势，希望能够帮促进iBeacon技术很好地应用于综合管廊的建设与运维。
[关键词]iBeacon技术；地下电力管廊；应用
中图分类号：E1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）08-0243-01
一、前言
当前，地下电力管廊在建设与运维的过程中还存在作业人员出入管理困难等很多的问题，如何运用现代的高科技技术来解决相关问题，并提高整体的作业效率是一个值得思考的方面。iBeacon技术为新型研发的室内定位技术，有着其他技术不可比拟的优势，该技术不仅能够实时的追踪终端携带人员，定位的精准度较高，而且耗能很小，可以进行远距离的传输和循环的使用。虽然该技术仍然处于试用推广阶段，如何将其应用于地下作业仍然需要不断探究，但对该技术的应用是不可避免的。
二、地下电力管廊简述
根据《城市综合管廊工程技术规范》、《关于加强城市基础设施建设的意见》中明确指出：“城市地下综合管廊应统一规划、建设和管理，满足管线单位的使用和运行维护要求，同步配套消防、供电、照明、监控与报警、通风、排水、标识等设施。”[1]
地下电力管廊作为地下综合管廊的一个组成部分，主要作用就是将大量的电缆都敷设在地下，而不再交错地浮于地面，不仅保障了电路铺设的安全，还可以使得城市变得更加美观整洁。不仅如此，以往将电缆铺设在地面，无论是维修还是增减电力电缆线路都十分的不方便，而地下电力管廊的建成可以让这些操作直接在地下进行，无需挖开路面。且在管廊中会安装大量的监控设备，对各类电力电缆实施全程监控，有效的降低更新和维修成本，延长电力电缆寿命，确保管廊内电力设备的安全稳定运行。[2]
三、iBeacon定位系统
（一）系统的组成
iBeacon室内定位系统由iBeacon信标和移动终端两个部分组成，信标与移动终端之间采用蓝牙4.0通信协议。一个iBeacon信标的尺寸很小，可使用独立的纽扣电池进行供电，移动终端需要配套相应的App进行使用，以实现用户的信息交互。
（二）系统运行的原理
iBeacon定位系统的主要原理是：用户随身携带移动终端接收来自于布设在相应区域内的iBeacon信标发送的位置信息，并从中筛选出最强的三个信号。移动终端首先通过一定的算法计算出这些预先编码的信息位置，并估计出大致位置，然后再参照RSSI的测距算法和三环定位算法，将估计的位置范围逐步缩小，最终得出人员所在的精确位置。每一个iBeacon信标中的预留信息由UUID标志符号、Major特征值和Minor特征值组成。[3]
四、地下作业人员设备定位系统
（一）系统的组成
在了解了iBeacon定位系统的基本原理之后，可以据此建立一个地下作业人员设备定位系统，该系统主要由一定数量的分布在管廊墙壁上的信标和人员随身携带的终端两个部分组成。系统的整体构架与之前的iBeacon定位系统的原理类似。
（二）信标的布设
要将这个系统运作好，十分重要的一个步骤就是对信标进行布设，主要的操作流程如下。首先，在对信标正式开始布设之前，要在每一个信标上都标志上预先写入编码好的管廊位置信息，一般在同一区域中的所有iBeacon信标都采用相同的UUID标志符号。Major特征值是用来区分不同的水平阶段的，而Minor特征值是用于区分同一阶段中的不同巷道的。不同阶段水平中的每一条巷道都有相应的信标的信息位置与之对应，这样做就不会出现重复的现象，可以实现即时的精准定位。同时，上文已经说到，移动终端需要筛选出三个信标的信息位置，这就说明他任意位置的同一时间可以接收到三个以上的位置信息，要保证这一点，每隔10米左右就要进行信标的布置。如果说该段管廊的铺设较复杂，那么就要根据情况适量的增添一些信标，以保证每个区域的信息接收程度。
（三）移动终端
下面对移动终端进行具体的剖析。移动终端采用的兼容蓝牙4.0功能的iOS或者Android系统硬件设备，在不同系统的运行中需要采用与之相匹配的App，才能保证其正常的运行。App的主要功能应该包括三项，第一个功能是对人员位置的实时监控和信息传递，这也是iBeacon系统主推的一个功能。当人员带着移动终端在指定的范围内走动的时候，移动终端会随时进行信标数据的运算处理，从而将整个地下电力管廊的电子地图显示出来。并且，结合移动终端集成的螺旋仪和协助处理器可以对运动的状态进行一个实时的监控。第二个功能是到达特定位置時的路径导航。这一作用相当于地下的“GPS定位系统”中的人员定位导航系统，用户输入想要到达的目的地，系统根据相应的算法可以推算出最优的方案。这一功能能够让工作人员很方便的达到想要工作的区域，且发生危险时能够更加安全的撤离，还能防止不熟悉地下管廊结构的人员迷路，一举多得。最后一个功能是触发基于地理位置的广播预警。虽然iBeacon信标自身不能够传递信息，但是能够出发提前集成在App中的通知信息，其广播功能有利于工作人员更加便利的在井下作业，避免人员进入未知的危险区域，保障了员工的安全。
（四）精度表示和影响因素
有一点需要明确，RSSI数值会根据两个信号接收器之间的距离而发生改变，当两者的距离比较接近的时候，数值成比例的减小或者增加，如果距离较远，就会产生不同程度的波动，具体精度可以分为：优、良好和较差。
五、系统的优势分析
将iBeacon技术应用于地下电力管廊中有很多优势，下面是对一些优势的具体阐述。首先，安装十分方便，蓝牙信标轻便，可以随身携带，安装的时候只需要固定在管廊的墙壁上即可。此外，由于地下信号比较薄弱，且传输较为不便，相较于其他的一些定位系统，iBeacon技术支持下的定位系统更加的准确，能够将定位的精度控制在1.5m到2.5m以内，能够更好地满足作业的要求。[6]不仅如此，除了定位以外，它还具有强大的拓展功能，这在上文中已经有所提及。功耗低、安全性高且价格便宜也是其优势之一，耗能少可以保证其能够长时间的进行运转，不需要频繁的进行拆换，大大减少了作业的成本，并且采用了AES-128加密技术，保证信息不会遭到泄露，能够安全地进行传输。最后，由于安装的时候是大量的信标安装在一个地方，安装的密度比较高，这就要求他有足够的信号抗干扰能力，而iBeacon技术很好的做到了这一点。有研究证明，将百余枚信标放置在同一个狭小的空间内进行工作，他们之间的通信通道并没有发生互相之间的干扰或者说干扰十分轻微，并不影响正常的工作。
六、结束语
综上可知，iBeacon作为一种新型的地下定位技术，较传统的定位技术而言具有安装方便、定位精准、安全性高、功耗低、价格便宜和抗干扰性强等优点。在使用的时候主要由一个移动终端和多个iBeacon信标组成，经过一定的算法和系统运行，可以达成对人员位置的实时监控和信息传递、到达特定位置时的路径导航和触发基于地理位置的广播预警的目的。总之，利用这个技术可以优化地下电力管廊的作业效率。
参考文献
[1]王兰华.城市地下综合管廊现状及发展方向分析[J].甘肃电力技术， 2018（5）：33-35.
[2]邵宇.春日不等闲，电力管廊建设忙——探访景德镇地下电力管廊建设[J].江西电力， 2017（3）：30-31.
[3]周建国，周斌，江璐.浅谈地下电力管廊的自动灭火系统应用[J].建筑工程技术与设计， 2015：90-92.
[关键词]iBeacon技术；地下电力管廊；应用
中图分类号：E1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）08-0243-01
一、前言
当前，地下电力管廊在建设与运维的过程中还存在作业人员出入管理困难等很多的问题，如何运用现代的高科技技术来解决相关问题，并提高整体的作业效率是一个值得思考的方面。iBeacon技术为新型研发的室内定位技术，有着其他技术不可比拟的优势，该技术不仅能够实时的追踪终端携带人员，定位的精准度较高，而且耗能很小，可以进行远距离的传输和循环的使用。虽然该技术仍然处于试用推广阶段，如何将其应用于地下作业仍然需要不断探究，但对该技术的应用是不可避免的。
二、地下电力管廊简述
根据《城市综合管廊工程技术规范》、《关于加强城市基础设施建设的意见》中明确指出：“城市地下综合管廊应统一规划、建设和管理，满足管线单位的使用和运行维护要求，同步配套消防、供电、照明、监控与报警、通风、排水、标识等设施。”[1]
地下电力管廊作为地下综合管廊的一个组成部分，主要作用就是将大量的电缆都敷设在地下，而不再交错地浮于地面，不仅保障了电路铺设的安全，还可以使得城市变得更加美观整洁。不仅如此，以往将电缆铺设在地面，无论是维修还是增减电力电缆线路都十分的不方便，而地下电力管廊的建成可以让这些操作直接在地下进行，无需挖开路面。且在管廊中会安装大量的监控设备，对各类电力电缆实施全程监控，有效的降低更新和维修成本，延长电力电缆寿命，确保管廊内电力设备的安全稳定运行。[2]
三、iBeacon定位系统
（一）系统的组成
iBeacon室内定位系统由iBeacon信标和移动终端两个部分组成，信标与移动终端之间采用蓝牙4.0通信协议。一个iBeacon信标的尺寸很小，可使用独立的纽扣电池进行供电，移动终端需要配套相应的App进行使用，以实现用户的信息交互。
（二）系统运行的原理
iBeacon定位系统的主要原理是：用户随身携带移动终端接收来自于布设在相应区域内的iBeacon信标发送的位置信息，并从中筛选出最强的三个信号。移动终端首先通过一定的算法计算出这些预先编码的信息位置，并估计出大致位置，然后再参照RSSI的测距算法和三环定位算法，将估计的位置范围逐步缩小，最终得出人员所在的精确位置。每一个iBeacon信标中的预留信息由UUID标志符号、Major特征值和Minor特征值组成。[3]
四、地下作业人员设备定位系统
（一）系统的组成
在了解了iBeacon定位系统的基本原理之后，可以据此建立一个地下作业人员设备定位系统，该系统主要由一定数量的分布在管廊墙壁上的信标和人员随身携带的终端两个部分组成。系统的整体构架与之前的iBeacon定位系统的原理类似。
（二）信标的布设
要将这个系统运作好，十分重要的一个步骤就是对信标进行布设，主要的操作流程如下。首先，在对信标正式开始布设之前，要在每一个信标上都标志上预先写入编码好的管廊位置信息，一般在同一区域中的所有iBeacon信标都采用相同的UUID标志符号。Major特征值是用来区分不同的水平阶段的，而Minor特征值是用于区分同一阶段中的不同巷道的。不同阶段水平中的每一条巷道都有相应的信标的信息位置与之对应，这样做就不会出现重复的现象，可以实现即时的精准定位。同时，上文已经说到，移动终端需要筛选出三个信标的信息位置，这就说明他任意位置的同一时间可以接收到三个以上的位置信息，要保证这一点，每隔10米左右就要进行信标的布置。如果说该段管廊的铺设较复杂，那么就要根据情况适量的增添一些信标，以保证每个区域的信息接收程度。
（三）移动终端
下面对移动终端进行具体的剖析。移动终端采用的兼容蓝牙4.0功能的iOS或者Android系统硬件设备，在不同系统的运行中需要采用与之相匹配的App，才能保证其正常的运行。App的主要功能应该包括三项，第一个功能是对人员位置的实时监控和信息传递，这也是iBeacon系统主推的一个功能。当人员带着移动终端在指定的范围内走动的时候，移动终端会随时进行信标数据的运算处理，从而将整个地下电力管廊的电子地图显示出来。并且，结合移动终端集成的螺旋仪和协助处理器可以对运动的状态进行一个实时的监控。第二个功能是到达特定位置時的路径导航。这一作用相当于地下的“GPS定位系统”中的人员定位导航系统，用户输入想要到达的目的地，系统根据相应的算法可以推算出最优的方案。这一功能能够让工作人员很方便的达到想要工作的区域，且发生危险时能够更加安全的撤离，还能防止不熟悉地下管廊结构的人员迷路，一举多得。最后一个功能是触发基于地理位置的广播预警。虽然iBeacon信标自身不能够传递信息，但是能够出发提前集成在App中的通知信息，其广播功能有利于工作人员更加便利的在井下作业，避免人员进入未知的危险区域，保障了员工的安全。
（四）精度表示和影响因素
有一点需要明确，RSSI数值会根据两个信号接收器之间的距离而发生改变，当两者的距离比较接近的时候，数值成比例的减小或者增加，如果距离较远，就会产生不同程度的波动，具体精度可以分为：优、良好和较差。
五、系统的优势分析
将iBeacon技术应用于地下电力管廊中有很多优势，下面是对一些优势的具体阐述。首先，安装十分方便，蓝牙信标轻便，可以随身携带，安装的时候只需要固定在管廊的墙壁上即可。此外，由于地下信号比较薄弱，且传输较为不便，相较于其他的一些定位系统，iBeacon技术支持下的定位系统更加的准确，能够将定位的精度控制在1.5m到2.5m以内，能够更好地满足作业的要求。[6]不仅如此，除了定位以外，它还具有强大的拓展功能，这在上文中已经有所提及。功耗低、安全性高且价格便宜也是其优势之一，耗能少可以保证其能够长时间的进行运转，不需要频繁的进行拆换，大大减少了作业的成本，并且采用了AES-128加密技术，保证信息不会遭到泄露，能够安全地进行传输。最后，由于安装的时候是大量的信标安装在一个地方，安装的密度比较高，这就要求他有足够的信号抗干扰能力，而iBeacon技术很好的做到了这一点。有研究证明，将百余枚信标放置在同一个狭小的空间内进行工作，他们之间的通信通道并没有发生互相之间的干扰或者说干扰十分轻微，并不影响正常的工作。
六、结束语
综上可知，iBeacon作为一种新型的地下定位技术，较传统的定位技术而言具有安装方便、定位精准、安全性高、功耗低、价格便宜和抗干扰性强等优点。在使用的时候主要由一个移动终端和多个iBeacon信标组成，经过一定的算法和系统运行，可以达成对人员位置的实时监控和信息传递、到达特定位置时的路径导航和触发基于地理位置的广播预警的目的。总之，利用这个技术可以优化地下电力管廊的作业效率。
参考文献
[1]王兰华.城市地下综合管廊现状及发展方向分析[J].甘肃电力技术， 2018（5）：33-35.
[2]邵宇.春日不等闲，电力管廊建设忙——探访景德镇地下电力管廊建设[J].江西电力， 2017（3）：30-31.
[3]周建国，周斌，江璐.浅谈地下电力管廊的自动灭火系统应用[J].建筑工程技术与设计， 2015：90-92.