تقنية وتطبيقات تحديد المواقع الداخلية Beidou+4G/5G

تُعدّ تقنية تحديد المواقع الداخلية الآن في مرحلة بحث واستكشاف ساخنة للغاية، مما يُظهر حالة تتفتح فيها مئات الأزهار.تتمثل المشاكل الرئيسية القائمة في هذا المجال في تكاليف التشغيل والاستثمار.لا تقتصر شبكات الاتصالات المتنقلة على تقديم خدمات الاتصالات فحسب، بل يمكنها أيضًا الاستفادة من فرص نشر شبكات الجيل الرابع والخامس على نطاق واسع للبحث والتطوير في أنظمة تحديد المواقع المتكاملة بين الفضاء والأرض، ومنخفضة التكلفة، وعالية الدقة جنبًا إلى جنب مع نظام بيدو.

لماذا يكتسب تحديد المواقع الداخلية شعبية متزايدة في مختلف القطاعات؟ منذ ظهور تقنية تحديد المواقع عبر الواي فاي وحتى الآن، يمتد تاريخ تحديد المواقع الداخلية لأكثر من عشر سنوات، إلا أن تكاليف التشغيل كانت تُشكل عائقًا دائمًا. شهد عام 2019 انطلاق تقنية الجيل الخامس (5G). في هذه المرحلة، تعتمد تقنية الجيل الخامس بشكل أساسي على إنترنت الأشياء (IoT)، مما يُعزز قدرات جميع القطاعات. لم يقتصر هذا على تلبية احتياجات تحديد المواقع للأفراد فحسب، بل شمل أيضًا احتياجات تحديد مواقع الأشياء، مثل العديد من تطبيقات الطوارئ والحرائق، وتوجيه الروبوتات في المجال الطبي، والخدمات اللوجستية لتوزيع المستلزمات الطبية، وغيرها.

في مترو الأنفاق، وخاصةً في مجال المترو الذكي حيث تتعاون شركتا 5G وSTO، تُتيح بيانات المستخدمين المُعدّلة من قِبل شركة تشاينا تيليكوم تحديد مواقع التجمعات، مما يُساهم في تحسين حركة الركاب. وفي مجال تجارة التجزئة الحديثة، بدأت شركتا تشاينا ريسورسز وواندا باستكشاف تقنيات تحديد المواقع الداخلية. كان الهدف من تجارة التجزئة الحديثة هو إحداث نقلة نوعية في تجارة التجزئة التقليدية. واليوم، تُخطط وول مارت في الولايات المتحدة لتغيير نموذج عملها من خلال تحليل مسار المستخدمين أثناء اختيارهم للسلع، وهو ما يُلبي احتياجات تجارة التجزئة الحديثة. أما فيما يتعلق بقاعات العرض، فستحظى الصين بسوق ضخمة في المستقبل. فعلى سبيل المثال، يستضيف مركز شنغهاي الدولي للمعارض العديد من المعارض والفعاليات. وفي الوقت الحالي، تُستخدم لافتات الطرق في الغالب للإرشاد. ولكن في الواقع، قد يصعب أحيانًا العثور على قاعات العرض المطلوبة حتى مع وجود لافتات الطرق، مما يُبرز الحاجة إلى تحديد مواقع قاعات العرض الكبيرة.

في المناطق التي لا تشمل تقنيات التعرف على الصور وتحديد المواقع بالذكاء الاصطناعي، تُستخدم تقنيات تحديد المواقع الداخلية المرتبطة بتقنية الاتصالات اللاسلكية. وتُقدم هذه التقنية بشكل أساسي من خلال شركات الاتصالات. على سبيل المثال، قامت شركة شنغهاي للاتصالات بنشر شبكات الجيل الرابع والخامس على نطاق واسع، بالإضافة إلى نشر شبكة chainNET. كما يعمل العديد من الباحثين في مجال إنترنت الأشياء، ومن أبرزها تقنية النطاق العريض فائق السرعة (UWB). وقد أشارت شركة آبل إلى هذه التقنية عند إطلاقها هاتف iPhone 11 في مؤتمرها الصحفي. ما هي مزايا شركة تشاينا تيليكوم؟ تقتصر مزاياها على تقنية الجيل الخامس فقط. ونحن نتواصل مع شركة هواوي للتأكد من أن بيانات محاكاة الجيل الخامس تُتيح دقة تحديد مواقع داخلية تصل إلى متر واحد تقريبًا. هذا هو حل تحديد المواقع الداخلية الذي اعتمدته شركة شنغهاي للاتصالات. تكمن ميزتنا في نقطة جمع البيانات، حيث تُعد محطة القاعدة وشبكة الواي فاي والشبكة السلكية نقاطًا لجمع البيانات، مما يُتيح لنا فهم حالة تحميل البيانات. بالإضافة إلى ذلك، نحتاج إلى بيانات أساسية، وهي رسومات التصميم بمساعدة الحاسوب (CAD). نستخدم رسومات التصميم بمساعدة الحاسوب للمباني مع نقاط الشبكة لإنشاء نظام التوزيع لكل مبنى، وهذه هي البيانات الأساسية. انطلاقًا من هذا الأساس، تم إنشاء نظام معلومات جغرافية للمشغلين الداخليين. يتضمن النظام ثلاثة أنواع رئيسية من الخوارزميات: قاعدة بيانات البصمات، وتقنية TODA، وتحديد المواقع باستخدام التثليث القائم على قوة المجال. يتم تحميل بيانات تحديد المواقع باستمرار عبر هذه المحطة الطرفية، ومن ثم يتم حساب الموقع باستخدام محرك الخوارزمية. نظرًا لأن جميع التطبيقات حاليًا داخلية والمنصة موجودة في غرفة الحاسوب، فإننا نأمل في المستقبل إجراء عملية إخفاء البيانات الحساسة من خلال الاستكشاف. ومن منظور أمني، نحتاج أيضًا إلى استكشاف كيفية إتاحة الإمكانيات.

فيما يتعلق بتكوين حل نظم المعلومات الجغرافية (GIS)، يجب أولاً دمجه مع نظام بيدو لتطوير شبكة خرائط داخلية وخارجية متكاملة. يجب أن تُنشئ هذه الخريطة نظام إحداثيات موحدًا. تُعد خريطة الإنترنت خريطتنا الأساسية. على هذه الخريطة الأساسية، يتم ربط المعلومات الداخلية من خلال مطابقة الإحداثيات، ثم يتم تكوين نظام GIS أساسي للخريطة. بالإضافة إلى ذلك، بالنسبة لحل تحديد المواقع، نستخدم أبسط شبكة، وجميع البنى تعتمد أساسًا على البنية الثانوية. أي أن وحدة PRU تعمل كمحطة أساسية وتجمع البيانات المُحمّلة إلى غرفة الحاسوب عن طريق مسح أجهزة الأشخاص والأشياء. هذه إحدى مزايانا. سيتم إضافتها إلى محرك تحديد المواقع ونشرها مركزيًا لحساب موقع جميع الهواتف المحمولة أو الأشياء. اختبرت شركة شنغهاي للاتصالات أيضًا العديد من التقنيات الرئيسية لتحديد المواقع الداخلية. إحداها هي تقنية تحديد المواقع الأولية. بعد عامين أو ثلاثة أعوام من العمل الجاد، تم تحقيق هذه التقنية. تتضمن البيانات معلومات الكثافة، وما إلى ذلك. يمكن لتحديد المواقع الأولية تحديد الطابق. بالإضافة إلى ذلك، هناك ثلاث طرق رئيسية لتحديد المواقع بدقة. الأولى هي معيار الوصلة الصاعدة. تستطيع جميع المحطات الأساسية مسح إشارة النطاق العريض للشبكة اللاسلكية. بعد إرسال البيانات، يتم حساب موقع النقطة والفرق الزمني عبر المسار. قد تحتوي البيانات على إشارات نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) الخارجية، بالإضافة إلى بعض معلومات المحطة الأساسية ومعلومات قوة الإشارة. تم تنفيذ هذه الخطة من خلال إنشاء خريطة معلومات أولًا، ثم دمجها مع معلومات أخرى لتحديد مواقع طوابق المناطق السكنية وأدوار نظام التقسيم الفرعي.

مزايا تحديد المواقع بتقنية الجيل الخامس (5G). أولها التوحيد القياسي، حيث حددت منظمة 3GPP مصادر شبكة تحديد المواقع القياسية ومزاياها في الإصدارين 15 و16، مما يُغني عن تغيير آلية نقل المعلومات من محطة القاعدة إلى الهاتف المحمول. لاحقًا، سنضيف منصة حاسوبية لمعالجة هذه البيانات. تتمتع تقنية الجيل الخامس بميزتين رئيسيتين أخريين: الأولى هي النطاق الترددي العالي، فكلما زاد النطاق الترددي، سهُل تحديد المزيد من الإشارات وحساب فرق التوقيت، مما يضمن دقة عالية ودقة فائقة. أما الميزة الثانية فهي تعدد الهوائيات، مما يُتيح استخدام هوائيات مختلفة لكل مستخدم، وبالتالي تحديد موقعه بدقة أكبر. حاليًا، يبدو أن تقنية الجيل الخامس تتمتع بمزايا قوية نسبيًا في الأماكن المغلقة. لذلك، ناقشنا هذا العام أيضًا إمكانية التعاون مع نظام بيدو لإجراء أبحاث حول تحديد المواقع بتقنية 5G+Beidou في الأماكن المغلقة والمفتوحة، وتوسيع نطاقها.

ما هي مزايا الاتصالات؟ ستشارك شركة شنغهاي للاتصالات في بناء جميع الشبكات الأساسية. وبغض النظر عن حجم شبكة البنية التحتية أو حجم سوق شنغهاي، فإنها تحتل الصدارة. ومع نظام بيدو، ستصبح شبكة متكاملة أقوى تجمع بين الفضاء والأرض. وفي مسيرة تطوير الجيل الخامس، نأمل في تطوير نظام دعم قائم على الحوسبة السحابية والذكاء الاصطناعي والأمن، ونسعى أيضًا إلى بناء منظومة متكاملة. بعد إطلاق الجيل الخامس، ستتحول المنافسة بين شركات الاتصالات إلى منافسة بين المنظومة المتكاملة، لذا نحتاج إلى تعزيز قدراتنا. بالإضافة إلى تعزيز معلومات الموقع، نأمل أيضًا في إتاحة إمكانيات جديدة من خلال موارد الشبكة الضخمة الحالية وموارد الحوسبة السحابية لبناء نظام ومنظومة متكاملة.

فيما يلي عرض لحالات استخدام شركة شنغهاي للاتصالات

حالة 1:تخطيط الشبكةيستخدم تطبيق الأعمال لتحسين الشبكة وتحديد المواقع الداخلية المحاكاة ثلاثية الأبعاد والتكرار عبر الإنترنت والتنبؤ الدقيق واستثمار البناء المستهدف، ويحدد موقع المستخدم من خلال تحديد المواقع الداخلية، ويتعامل بكفاءة مع شكاوى المستخدمين، ويجري اختبار CQT الافتراضي من خلال تحديد المواقع الداخلية، ويقلل التكاليف ويزيد الكفاءة، ويحدد مواقع العناصر، ويدير أصول المعدات بدقة.

حالة 2:يعتمد التطبيق التجاري لتحديد المواقع الطبية الداخلية على بنية تحتية ذكية عالية النطاق الترددي ومنخفضة زمن الاستجابة لشبكات الجيل الخامس، والتي تربط الروبوتات بمنصات البيانات الضخمة. وبفضل قدرات تحليل البيانات الضخمة لمنصة الحوسبة السحابية، يمكن اكتساب قدرات جمع البيانات وتحليلها والتعلم بسرعة لتلبية احتياجات التطبيقات متعددة السيناريوهات.

الحالة الثالثة:تطبيقات تحديد المواقع الداخلية الصناعية في مجال الأعمال. في بعض عمليات تجميع التصنيع واسعة النطاق، يمكن أن يؤدي استخدام أنظمة تحديد المواقع الداخلية لإدارة الأجزاء والأدوات إلى تحسين الكفاءة بشكل كبير.

الحالة الرابعة:تطبيقات الأعمال لتحديد المواقع التجارية عبر شبكات الجيل الرابع/الواي فاي. على سبيل المثال، يُسهّل نشر شعار على خريطة داخلية على المستخدمين العثور على أنفسهم في خريطة معقدة؛ ويمكن للمستخدمين التعليق على التطبيقات ومشاركتها؛ وإرسال إشعارات فورية بالمنتجات الجديدة، وإشعارات الشراء الجماعي، وما إلى ذلك إلى الأجهزة لاكتشاف العملاء المحتملين واستقطابهم؛ ويمكن الجمع بين استراتيجيات تفضيلية لجذب العملاء الحاليين، وفي الوقت نفسه تنمية قاعدة عملاء جدد بمساعدة التطبيقات في دوائر المستخدمين الاجتماعية.

الحالة الخامسة:تطبيقات تقنية تحديد المواقع الداخلية في مجال الأعمال لمراقبة تدفق الركاب. أربعة سيناريوهات رئيسية للتطبيق: مراقبة تدفق الركاب في المدن: بالاستعانة بالبيانات الخارجية لمراقبة توزيع واتجاه تدفق الركاب في المدينة، وتقديم اقتراحات السفر؛ مراقبة تدفق الركاب داخل المحطات: مراقبة ظروف تدفق الركاب في المحطة في الوقت الفعلي، وتوفير بيانات مرجعية للتحكم الآمن في تدفق الركاب؛ مراقبة تدفق الركاب بين المحطات: حساب تدفق الركاب بين المحطات، والإبلاغ عن مستويات ازدحام القطارات على شرائط الإضاءة؛ المحاسبة الدقيقة: حساب النسبة السنوية لتدفق الركاب لكل خط مترو لتوجيه توزيع الأرباح.

الحالة السادسة:تطبيقات عملية لتحديد المواقع الذكية داخل مترو الأنفاق. في 31 أكتوبر، تم إطلاق "منصة المترو الذكية 5G+"، التي طورتها مجموعة مترو شنغهاي STO بالتعاون مع شركاء مثل شركة شنغهاي للاتصالات، وكاسكو، وهواوي، وشنغهاي كومسيرفيس، رسميًا في محطة شوجينغ الشرقية بمترو شنغهاي. بالاعتماد على تطبيقات شبكة الجيل الخامس عالية السرعة، مثل الفيديو عالي الوضوح عبر الهاتف المحمول، والاتصال الداخلي عالي الوضوح، وتحديد مواقع موظفي خدمة العملاء، وغيرها، تُمكّن هذه المنصة شركات تشغيل المترو من تنفيذ خطط الطوارئ لحالات الازدحام الشديد، وتوفير إرشادات إخلاء الركاب، وتقديم خدمات أخرى في مواقع الازدحام الشديد في معرض الصين الدولي للاستيراد. تراقب المنصة بيانات تدفق الركاب في "الخطوط الثلاثة والمحطات الثلاث" وفي مواقع المعرض في الوقت الفعلي، وتحللها استنادًا إلى البيانات التاريخية، وتتنبأ بدقة بحالة تدفق الركاب خلال الـ 15 دقيقة القادمة. وهذا يسمح للقادة بتقييم تنظيم العمليات وخطة العمل اليومية بشكل أكثر فعالية، والشروع في خطط إدارة الطوارئ لتدفق الركاب مسبقًا إذا لزم الأمر، مثل إخطار الركاب مسبقًا بتغيير مسارات الحافلات.

حالة 7:تطبيق تجاري لتحديد المواقع عبر شبكة الواي فاي الداخلية لأغراض السلامة العامة. اختر الطابق المراد مراقبته لمتابعة معلومات موقع جهاز تحديد المواقع في الوقت الفعلي؛ اختر الهاتف المحمول والنطاق الزمني لعرض مسار حركة الهاتف المحمول.

نأمل أن يؤدي دمج نظام بيدو وشبكة الجيل الخامس إلى تحقيق المزيد من الفوائد ونقاط نمو الأرباح لتطبيقات الصناعة في المستقبل!

أُعيد نشر هذه المقالة من "معهد شنغهاي لأبحاث ابتكار الملاحة بنظام بيدو"، الذي يدعم حماية حقوق الملكية الفكرية. يُرجى ذكر المصدر الأصلي والمؤلف عند إعادة النشر. في حال وجود أي انتهاك، يُرجى التواصل معنا لحذفها.