Giải mã cách Trung Quốc vận hành “mê cung” khổng lồ sâu 22 mét, hơn 380km đường hầm

Mới đây, nhóm các nhà nghiên cứu tại Đại học Bưu chính Viễn thông Bắc Kinh (BUPT), do phó giáo sư Lu Zhaoming dẫn đầu, đã kết hợp công nghệ định vị vệ tinh toàn cầu Beidou (Bắc Đẩu) của Trung Quốc và mạng 5G để tạo ra hệ thống định vị cho Xiongan - nơi được coi là thành phố ngầm lớn nhất thế giới sau khi hoàn thiện. Ông Lu cho biết: “Hệ thống tiên tiến này là một bước tiến quan trọng trong việc định vị và điều hướng dưới lòng đất”.

Xiongan là thành phố thông minh cách Bắc Kinh khoảng 120km, được thành lập vào năm 2017 để làm trụ sở cho các doanh nghiệp nhà nước, cơ quan chính phủ cùng các khu vực nghiên cứu và phát triển được chuyển đến từ Bắc Kinh. Từ giai đoạn thiết kế, một “mê cung ngầm” đã được lên kế hoạch xây dựng bên dưới thành phố.

Những hệ thống kỹ thuật như điện, thông tin liên lạc, cung cấp khí đốt và nước được đặt dưới lòng đất. Các hành lang cao tốc cao 4 mét, rộng 16 mét đã được xây dựng để phục vụ logistics, đồng thời, một lượng lớn bãi đỗ xe ngầm dành cho các khu dân cư và trung tâm mua sắm cũng đã hoàn thành.

Kết hợp với nhau, chúng tạo thành một mê cung khổng lồ dưới lòng gồm 3 tầng với tổng độ sâu 22,5m. Tổng cộng, hơn 380km đường hầm và 22km ² bãi đậu xe ngầm đã được xây dựng. Khi hoàn thành, nơi đây sẽ vượt xa kỷ lục về thành phố ngầm lớn nhất hiện nay tại Montreal (Canada), nơi có 32km đường hầm trải rộng trên diện tích 12km ² .

Tuy nhiên, do quy mô nên mê cung dưới lòng đất này đặt ra những thách thức đặc biệt cho việc di chuyển, khiến mọi người có thể bị lạc đường trong không gian rộng lớn. Để giải quyết vấn đề này, BUPT - với kinh nghiệm về 5G và định vị tín hiệu, đã bắt đầu nghiên cứu từ năm 2020 để đưa ra giải pháp.

Theo ông Lu, mọi người có thể gọi điện và lướt Internet trong không gian dưới lòng đất nhờ sự trợ giúp của một số hệ thống tăng cường tín hiệu. Nhóm nghiên cứu tại BUPT đã sử dụng điều này làm điểm khởi đầu.

Chu Xinghe, một nhà nghiên cứu tại BUPT, cho biết: “Thiết bị trên cũng có thể lọc các tín hiệu không liên quan và củng cố những tín hiệu hữu ích đồng thời bảo vệ người dùng khỏi sự can thiệp độc hại”.

Dù vậy, độ chính xác trong phạm vi 10m của Bắc Đẩu trên mặt đất là chưa đủ khi ở dưới lòng đất bởi các bãi đỗ xe nói riêng đòi hỏi độ chính xác của việc điều hướng và sự suy giảm tín hiệu sẽ làm giảm độ chính xác.

Vì vậy, nhóm nghiên cứu đã nghĩ ra thuật toán định vị tích hợp tín hiệu vệ tinh Bắc Đẩu, tín hiệu 5G và phản hồi của thiết bị. Điều này giúp tinh chỉnh khả năng tính toán vị trí xe đến mức chưa từng có trong phạm vi 2m đến 3m.

Việc kết hợp tín hiệu vệ tinh và tín hiệu 5G cũng đặt ra thách thức vì có thể gây nhiễu. Để giải quyết, nhóm đã điều chỉnh các thông số lọc cùng nguồn điện và đã thành công truyền tín hiệu mà không gây nhiễu các kênh liên lạc khác.

Theo SCMP, hệ thống trên đã được triển khai tại hơn 700.000m ² không gian ngầm ở Xiongan. Ông Lu cho biết công nghệ đang được mở rộng sang các khu vực khác của thành phố.

Theo ông, so với các công nghệ định vị trong nhà khác dựa trên Wi-fi hoặc Bluetooth, chi phí của dự án này chỉ bằng khoảng một nửa, giúp giảm đáng kể số tiền đầu tư cần thiết.