一种用于城市地下综合管廊的定位方法及系统与流程

文档序号:17899253发布日期:2019-06-13 16:13阅读:199来源:国知局
一种用于城市地下综合管廊的定位方法及系统与流程
本申请涉及城市地下综合管廊
技术领域
,尤其涉及一种用于城市地下综合管廊的定位方法及系统。
背景技术
: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。技术实现要素: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,在第一方面第八种可能的实现方式中,所述方法还包括:预设终端的位置条件;判断所述终端的位置信息是否满足预设的位置条件;如果所述终端的位置信息未满足预设的位置条件,向所述终端发送告警信息。结合第一方面,在第一方面第九种可能的实现方式中,按照下述步骤,将终端bim坐标转换成终端的位置信息:根据所述终端bim坐标,确定终端所在管廊分区的分区号,以及,确定终端所在的管廊分区的起始位置bim坐标和/或终止位置bim坐标;根据所述终端bim坐标、终端所在的管廊分区的起始位置bim坐标和/或终止位置bim坐标,确定终端与终端所述起始位置和/或终止位置的距离;以终端所在管廊分区的分区号、终端与所述起始位置/或终止位置的距离为终端的位置信息。在本申请第一方面中,无线接入点是原本存在于每个管廊分区中的现有设备,为管廊提供通信环境,无线接入点的媒体访问控制地址、无线接入点在管廊中的安装位置以及预先存储在管廊bim模型信息中的无线接入点bim坐标,三者之间一一对应,本实现方式预先收集这些数据,存储在本地。当持有终端设备的工作人员处于管廊通信环境时,能够采集到数组无线接入点的参数信息,利用至少三组无线接入点参数信息中的无线接入点媒体访问控制地址和信号强度数据,可以确定至少三个无线接入点的bim坐标以及每个无线接入点与终端的距离,从而得到终端bim坐标,此时,终端的位置便准确到可用点坐标的形式来表示,最后再将终端bim坐标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。第二方面,本申请提供一种用于城市地下综合管廊的定位系统,该系统包括:数个无线接入点、终端、存储器以及处理器;所述存储器中存储有管廊bim模型信息,所述bim模型信息中存储有管廊内全部无线接入点的媒体访问控制地址及安装位置的bim坐标;所述处理器包括获取模块以及处理模块;所述终端用于,在管廊通信环境中采集管廊舱室中的无线接入点参数信息;所述获取模块用于,获取终端在管廊通信环境中采集的无线接入点参数信息;所述处理模块用于,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。附图说明为了更清楚地说明本申请的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,对于本领域普通技术人员而言,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为管廊分布网络局部示意图;图2为某三舱结构的管廊断面结构示意图;图3为现有技术的一个应用场景示意图;图4为本申请一个应用场景示意图;图5为本申请一个示例性实施例示出的用于城市地下管廊的定位方法流程图;图6为本申请另一个示例性实施例示出的用于城市地下管廊的定位方法流程图;图7(a)为本申请一个实施例的计算原理示意图;图7(b)为本申请又一个实施例的计算原理示意图;图8为本申请又一个示例性实施例示出的用于城市地下管廊的定位方法流程图;图9为本申请又一个示例性实施例示出的用于城市地下管廊的定位方法流程图;图10为本申请一个示例性实施例示出的用于城市地下管廊的定位系统结构示意图。图示说明:1-第一舱室;11-第一舱室通道;12-第一舱室管线;13-第一舱室管线支架;14-第一舱室无线ap;2-第二舱室;21-第二舱室通道;22-第二舱室管线;23-第二舱室管线支架;24-第二舱室无线ap;3-第三舱室;31-第三舱室通道;32-第三舱室管线;33-第三舱室管线支架;34-第三舱室无线ap。具体实施方式图4为本申请一个可能的应用场景示意图,狭长线型的城市地下综合管廊通常以分区为单位进行分段,每个分区约长200米,每个分区内安装有三个无线ap(accesspoint,接入点),例如在图4中,分区t1内安装有无线ap1、无线ap2以及无线ap3,分区t2内安装有无线ap4、无线ap5以及无线ap6,分区t3内安装有无线ap7、无线ap8以及无线ap9,这些无线ap的覆盖半径约为200米左右。假设工作人员通过分区t1的入口进入管廊,由分区t1逐渐向分区t3移动,开展工作。工作人员持有具有无线连网功能的终端设备,例如手机、平板电脑或者手持pda等。可以理解的是,工作人员持有的处于激活状态或者开机状态下的终端设备,进入分区t1后,终端设备可以扫描到数个无线ap设备发射的信号,同时,这些被扫描到的无线ap的参数信息,便也记录在了终端设备中。无线ap的参数信息包括,终端接收到的信号强度数据(receivedsignalstrengthindication,rssi),无线ap的媒体访问控制(mediaaccesscontrol,mac)地址,无线信道,以及ssid(servicesetidentifier,服务集标识)等。并且,处于移动中的终端设备,在不同位置时,所扫描到的无线ap有所不同,同一无线ap的信号强度也有所不同。例如,当终端设备位于分区t1中的点d1所示位置时,可以扫描到无线ap1、无线ap2、无线ap3无线ap4以及无线ap5的参数信息;当终端设备移动到分区t1的点d2所示位置时,可以扫描到无线ap3无线ap4、无线ap5、无线ap6以及无线ap7的参数信息。虽然,在d1所示位置和在点d2所示位置时,均扫描到了无线ap3无线ap4、无线ap5的参数信息,但在两处位置的信号强度数据必然有所不同。基于上述应用场景,本申请技术方案提供一种用于城市地下综合管廊的定位方法,图5为该方法一个实施例的流程图,参阅图5可知,该方法包括:步骤501,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;本申请中,可以是具有接收及发送功能的功能实体通过无线网络与终端连接,也可以是具有接收及发送功能的接入设备,或内置有功能模块的接入设备,来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。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的方法由多种,例如,功能实体,如处理器,向终端发送信息获取请求,终端根据接收到的信息获取请求,将采集到的无线接入点的参数信息返回给功能实体。再如,在终端设备的存储介质中预设程序指令,该预设的程序指令使终端设备在激活时或者开始时或者进入某一工作模式时(如地下工作模式),自动将采集到的无线接入点参数信息发送给功能实体。另外,在本申请技术方案中,预设获取信息的时刻,或者预设每获取一次信息的间隔时长,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。在图4所示应用场景中,假设处理器获取到1号终端设备在第一时刻内激活,进入工作模式,表示工作人员在第一时刻时已进入管廊,此时,需对工作人员所在位置进行监控,以判断工作人员是否可能发生危险,或者当工作人员发生危险时,能够及时准确地采取营救措施,或是引导工作人员逃生。处理器根据第一时刻,预设向终端发送信息获取请求的时刻,例如,第二时刻发送一次,在第三时刻发送一次,然后在预设时刻向1号终端发送信息获取请求;或者,处理器根据第一时刻,预设向终端发送数据请求的频率或者时间间隔,然后,在预设间隔时长后向终端发送信息获取请求。在终端主动向功能实体发送无线接入点的参数信息的情况中,将预设发送时刻或预设发送间隔的方法程序指令即可,此处不再赘述。步骤502,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;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)。管廊bim模型信息中,除了有管廊每一点的bim坐标外,还存储有设备的静态信息和动态信息,其中,静态信息包括设备型号、生产厂家、安装位置等,动态信息包括维修记录、工作参数、运行状态等。需要特别说明的是,设备在管廊中的安装位置,以bim坐标的形式存储在管廊bim模型信息中。mac(mediaaccesscontrol或者mediumaccesscontrol)地址,意译为媒体访问控制地址,或称为物理地址、硬件地址,用来定义网络设备的位置。mac地址,用来表示互联网上每一个站点的标识符,采用十六进制数表示,共六个字节(48位)。其中,前三个字节是由ieee的注册管理机构ra负责给不同厂家分配的代码(高位24位),也称为“编制上唯一的标识符”(organizationallyuniqueidentifier),后三个字节(低位24位)由各厂家自行指派给生产的适配器接口,称为扩展标识符(唯一性)。也就是说,无线接入点的mac地址作为无线接入点的标识符,具有唯一确定性。由于bim模型信息中已记录了管廊中每个无线ap的mac地址和安装位置信息,并使每个无线ap的mac地址和安装位置对应,且该无线ap的安装位置与其在管廊模型信息中的bim坐标是对应的。因此,利用这种对应关系,便能通过无线ap的mac地址,确定该无线ap在管廊bim模型中的bim坐标。另外,由于管廊bim模型信息中包含大量的信息和数据,因此当需要调取bim模型信息时,只需将指定分区的bim模型信息调取出来,而不是调取整个管廊的bim模型信息,这样既能提高数据处理效率,也能方便数据管理和储存。基于此,在本申请的一些优选实施例中,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。步骤503,选择三个无线接入点;现有技术公开了一种通过无线ap定位终端的方法,在现有技术所示方法中,以无线ap的位置来代替终端位置,因而也只需用到一个无线ap的有关参数,然而缺陷是,这种方法只能确定终端所处位置的范围,也就是无线ap信号的覆盖范围,无法确定终端的准确位置,不适用于本申请管廊的真实环境。为了准确定位终端位置,本申请至少需要采用三组无线接入点参数信息,再结合bim模型信息,处理后,得到能够精确到点坐标的终端的位置信息。本申请给出了采用三组无线接入点参数信息定位终端的实施例,也给出了采用四组无线接入点参数信息定位终端的实施例,以下将分别详细介绍。在采用三组无线接入点参数信息定位终端的实施例中,需要说明的是,在终端采集到的数组无线接入点参数信息中,任选三组均能实现本申请。然而,值得注意的是,在城市地下管廊中,终端进入无线ap覆盖的局域网后,能够扫描到多个无线接入点的信号,有些无线ap的信号较强,有些则较弱,从这个无线ap的参数信息中也可以看出,每个无线ap的信号强度数据并不相同。基于此,为了使得定位更加准确,在本申请的一些优选实施例中,根据信号强度的大小,选择三个无线接入点参数信息,具体包括以下步骤: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。可以理解的是,终端采集到的信号强度与终端和无线ap之间的距离具有相关关系,在非严格要求下,这种相关关系可以描述为,距离越近,信号强度越强,距离越远,信号强度越弱,当距离超过一定数值时,终端便无法扫描的无线ap。本申请选择与终端距离最近的三个无线ap,也就是信号最强的三个无线ap,来定位终端,能够减少误差,使定位更准确。步骤504,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;在一些优选实施例中,按照图6所示流程,根据选择的每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:步骤601,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;在上述步骤601中,对管廊中的全部无线ap进行测试,并记录测试距离与相应的信号强度数据,如表1所示。步骤602,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;在一些可选实施例中,将表1中的测试数据,代入下式(1)中:rssi=a+b×lg(d)式(1)其中a、b为系数,d为终端与无线ap之间的距离,单位为m;代入后,得到a=-25.133;b=-28.410;因此,以rssi=-25.133-28.410×lg(d)为无线ap的信号强度衰减模型。表1测试距离(m)信号强度rssi测试距离(m)信号强度rssi1-3590-8410-45100-8520-51110-8630-61120-8740-68140-8750-73160-8860-77180-8870-80200-8980-82步骤603,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。例如,1号终端在分区t1的点d1所示位置处,采集到无线ap1、无线ap2、无线ap3无线ap4以及无线ap5的参数信息,如表2所示。表2无线ap编号信号强度rssimac地址1-45mac12-51mac23-61mac34-88mac45-89mac5根据上述步骤503,选择无线ap1、无线ap2以及无线ap3的参数信息,如表3所示。表3将表3中的rssi1,rssi2以及rssi3代入到步骤602确定的衰减模型中,如rssi=-25.133-28.410×lg(d),可以确定无线ap与终端的距离d1、d2以及d3。步骤505,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;针对采用三组无线接入点参数信息定位终端的实施例,假设,在bim模型三维坐标体系中,无线ap1位于点a1,bim坐标为(x1,y1,z1),无线ap2位于点a2,bim坐标为(x2,y2,z2),无线ap3位于点a3,bim坐标为(x3,y3,z3),终端位于点p,设其bim坐标为(x,y,z)。如果该bim模型三维坐标体系中,第一维x轴与gps坐标的经线方向相同,第二维y轴与gps坐标的纬线方向相同,第三维z轴与高度方向相同,那么终端bim坐标(x,y,z)中的第三维坐标z代表终端的高度(可能为负,此时以地平面上的点为原点,也可能为正,此时以管廊地面上的点为原点)。由于管廊内空间标准高度较小,在一些实施例中,将第三维坐标z忽略不计,也就是说,管廊内的全部无线ap和终端,均处于同一二维平面内。基于此,参阅图7(a)所示计算原理,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(2)-(4),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。在本申请中,将三个无线ap的bim坐标和三个无线ap到终端的距离分别代入公式后,解方程即可得到终端bim坐标(x,y)。对于未忽略第三维坐标z的情况,也即在需采用四组无线接入点参数信息定位终端的实施例中,在根据信号强度选择出了三个无线接入点的基础上,本申请按照下述步骤选择第四个无线接入点: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。三点可以确定唯一一个平面,根据信号强度选择出的三个无线ap的bim坐标(x1,y1,z1),(x2,y2,z2),(x3,y3,z3),可以确定这三个无线ap所在平面的平面方程:ax1+by1+cz1+d=0式(5)ax2+by2+cz2+d=0式(6)ax3+by3+cz3+d=0式(7)解得平面方程:ax+by+cz+d=0式(8)其中,a、b、c、d为由x1,y1,z1,x2,y2,z2,x3,y3,z3确定的常数。在选择第四个无线接入点时,需使第四个无线接入点的bim坐标(x4,y4,z4)不在平面ax+by+cz+d=0上,即ax4+by4+cz4+d≠0。进一步,根据上述步骤504可以分别确定无线ap1、无线ap2、无线ap3以及无线ap4与终端间的距离,即图7(b)中的点a1到点p的距离d1、点a2到点p的距离d2、点a3到点p的距离d3以及点a4到点p的距离d4。基于此,根据四个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。可以看出,上述式(9)至式(12)为空间直角坐标系中两点的距离公式,在本申请中,将四个无线ap的bim坐标和四个无线ap到终端的距离分别式(9)至式(12)后,形成包括四个方程的方程组;解方程,即可确定终端bim坐标,解方程过程如下:d12=(x-x1)2+(y-y1)2+(z-z1)2式(13)d22=(x-x2)2+(y-y2)2+(z-z2)2式(14)d32=(x-x3)2+(y-y3)2+(z-z3)2式(15)d42=(x-x4)2+(y-y4)2+(z-z4)2式(16)式(13)-式(14)得到,d12-d22=2(x2-x1)x+2(y2-y1)y+2(z2-z1)z式(17)式(14)-式(15)得到,d22-d32=2(x3-x2)x+2(y3-y2)y+2(z3-z2)z式(18)式(15)-式(16)得到,d32-d42=2(x4-x3)x+2(y4-y3)y+2(z4-z3)z式(19)联立式(17)至式(19),解得终端bim坐标(x,y,z)唯一解。然后,在步骤506中,将所述终端bim坐标转换成终端的位置信息。为了更加形象地描述终端的位置,在步骤506中,将所述终端bim坐标转换成终端的位置信息。所述位置信息可以包括终端所在管廊分区的分区号,以及终端与其所在分区的两端的距离。具体的,在本申请的优选实施例中,采用图8所示步骤流程,将终端bim坐标转换成终端的位置信息:步骤801,根据所述终端bim坐标,确定终端所在管廊分区的分区号,以及,确定终端所在的管廊分区的起始位置bim坐标和/或终止位置bim坐标;参阅图1可知,狭长线型的管廊以分区为单位进行分段,在bim模型信息中,每个分区被分配一个编号,即分区号,例如,分区t1,t2等,相邻两个分区无缝连接,例如,分区t1与分区t2无缝连接。每个分区长可能为200米,也可能更长。在长度方向上,包括两个端点,如果将该长度方向赋予矢量性质,这两个端点可以理解为分区的起始位置和终止位置,并且可以理解的是,在管廊bim模型信息中,每个分区的起始位置对应起始位置bim坐标,终止位置对应终止位置bim坐标。需要说明的是,在实际情况中,可以根据不同的需求,设计管廊的分区长度,本申请并不对此作出限定。值得注意的是,关于管廊分区的分区长度、分区号、起始位置、终止位置等信息都预先存储于管廊bim模型信息中。步骤802,根据所述终端bim坐标、终端所在的管廊分区的起始位置bim坐标和/或终止位置bim坐标,确定终端与终端所述起始位置和/或终止位置的距离;例如,假设,某一管廊bim分区的bim模型坐标体系中,终端bim坐标为(x,y,z),终端所在的管廊分区的起始位置bim坐标为(x起,y起,z起),管廊分区的终止位置bim坐标为(x止,y止,z止),因此可根据空间两点距离公式计算终端与终端所述起始位置和/或终止位置的距离。需要说明的是,根据实际情况,在计算终端到分区起始位置距离时,可以忽略第三维坐标z,基于二维平面内两点距离公式计算终端与终端所述起始位置和/或终止位置的距离。步骤803,以终端所在管廊分区的分区号、终端与所述起始位置/或终止位置的距离为终端的位置信息。例如,终端的位置信息为分区t1,距分区t1起始位置80米处,或者说,距分区t1终止位置120米处。根据上述实施例可知,无线接入点是原本存在于每个管廊分区中的现有设备,为管廊提供通信环境,无线接入点的媒体访问控制地址、无线接入点在管廊中的安装位置以及预先存储在管廊bim模型信息中的无线接入点bim坐标,三者之间一一对应,本实现方式预先收集这些数据,存储在本地。当持有终端设备的工作人员处于管廊通信环境时,能够采集到数组无线接入点的参数信息,利用至少三组无线接入点参数信息中的无线接入点媒体访问控制地址和信号强度数据,可以确定至少三个无线接入点的bim坐标以及每个无线接入点与终端的距离,从而得到终端bim坐标,此时,终端的位置便准确到可用点坐标的形式来表示,最后再将终端bim坐标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。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,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。基于此,本申请方法还包括下述步骤,用于对工作人员是否已发生危险做出判断,包括:步骤901,预设终端的位置条件;在具体实现中,可以通过多种位置条件,来判断终端的位置是否合理,如果终端位置合理,代表工作人员未发生危险,如果终端位置不合理,代表工作人员发生危险。一种是将连续两次确定的终端位置信息不相符,设为终端的位置条件。所述不相符可以理解为两组位置信息的差别超出阈值范围。例如,如果两组位置信息包含不同的分区号,超出了阈值范围。或者,两组位置信息包含的分区号相同,但终端距起始位置的距离超出阈值范围,针对这种情况,说明终端处于移动中,人员未发生昏迷等危险。还可以根据工作人员的工作内容,对其在管廊内的理论位置信息及其变化做出预估,将一次或连续几次确定的位置信息与预估的理论位置信息不相符,预设为终端的位置条件,当某一次或连续几次确定的位置信息与预估的位置信息严重不符时,判断人员可能发生危险,此时,应取得通信联络进行确认,或者采取营救措施。步骤902,判断所述终端的位置信息是否满足预设的位置条件;根据上述步骤901,如果预设的位置条件为,连续两次确定的终端位置信息不相符;那么,如果两次确定的终端位置信息不相符,说明终端的位置信息满足预设的位置条件。如果预设的位置条件为,一次或连续几次确定的位置信息与预估的理论位置信息不相符,那么,如果一次或连续几次确定的位置信息与预估的理论位置信息不相符,说明终端的位置信息满足预设的位置条件。步骤903,如果所述终端的位置信息未满足预设的位置条件,向所述终端发送告警信息。根据本申请提供的一种用于城市地下综合管廊的定位方法,本申请还提供一种用于城市地下综合管廊的定位系统,参阅图10,该系统包括:数个无线接入点100、终端101、存储器102以及处理器103;所述存储器中存储有管廊bim模型信息,所述bim模型信息中存储有管廊内全部无线接入点的媒体访问控制地址及安装位置的bim坐标;所述处理器103包括获取模块1031以及处理模块1032;所述终端101用于,在管廊通信环境中采集管廊舱室中的无线接入点参数信息;所述获取模块1031用于,获取终端在管廊通信环境中采集的无线接入点参数信息;所述处理模块1032用于,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。进一步,所述获取模块1031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。进一步,所述处理模块1032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。进一步,所述处理模块1032按照下述步骤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。进一步,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。可选地,所述处理模块1032按照下述步骤,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。可选地,所述处理模块1032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。可选的,所述处理模块1032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。进一步,所述处理模块1032还用于,预设终端的位置条件;判断所述终端的位置信息是否满足预设的位置条件;如果所述终端的位置信息未满足预设的位置条件,向所述终端发送告警信息。进一步,所述处理模块1032按照下述步骤,将终端bim坐标转换成终端的位置信息:根据所述终端bim坐标,确定终端所在管廊分区的分区号,以及,确定终端所在的管廊分区的起始位置bim坐标和/或终止位置bim坐标;根据所述终端bim坐标、终端所在的管廊分区的起始位置bim坐标和/或终止位置bim坐标,确定终端与终端所述起始位置和/或终止位置的距离;以终端所在管廊分区的分区号、终端与所述起始位置/或终止位置的距离为终端的位置信息。与现有技术相比,本申请提供的用于城市地下综合管廊的定位系统,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。具体实现中,本发明还提供一种计算机存储介质,其中,该计算机存储介质可存储有程序,该程序执行时可包括本发明提供的用于城市地下综合管廊的定位方法的各实施例中的部分或全部步骤。所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(英文:read-onlymemory,简称:rom)或随机存储记忆体(英文:randomaccessmemory,简称:ram)等。本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明实施例中的技术可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解,本发明实施例中的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品可以存储在存储介质中,如rom/ram、磁碟、光盘等,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。本说明书中各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。尤其,对于实施例而言,由于其基本相似于方法实施例,所以描述的比较简单,相关之处参见方法实施例中的说明即可。以上所述的本发明实施方式并不构成对本发明保护范围的限定。当前第1页12
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