一、引言
在科技飞速发展的当下，交通枢纽作为人员和物资流通的关键节点，面临着提升运营效率、优化旅客体验的迫切需求。超宽带（UWB）技术的出现，为解决这些问题提供了新的思路和方法。UWB 技术是一种利用纳米至微米级的非正弦波窄脉冲传输数据的无线通信技术，具有高精度定位、抗干扰能力强、传输速率高、功耗低等诸多优势，在交通枢纽场景中展现出了巨大的应用潜力。
二、UWB 技术概述
（一）技术原理
UWB 技术最基本的工作原理是发送和接收脉冲间隔严格受控的高斯单周期超短时脉冲。在发送端，时钟发生器产生一定周期的脉冲序列，用户要传输的信息和表示其地址的伪随机码，分别或合成后对上述周期脉冲序列进行一定方式的调制，调制后的脉冲序列驱动脉冲产生电路，产生一定形状和规律的脉冲序列，然后放大到所需功率，再耦合到 UWB 天线发射出去。在接收端，UWB 天线接收的信号经低噪声放大器放大后，送到相关器的一个输入端，相关器的另一个输入端加入一个本地产生的与发射端同步且经用户伪随机码调制的脉冲序列。相关器对两输入脉冲序列进行乘法、积分和取样保持等运算，产生一个与用户地址信息分离的信号，其中仅含用户传输信息以及其他干扰，然后再对该信号进行解调运算。通过这种方式，UWB 技术实现了数据的传输和高精度的定位。
（二）技术特点
高精度定位：UWB 技术能够实现厘米级甚至毫米级的定位精度，这是其他无线通信技术难以企及的。其通过测量无线电脉冲在设备之间传输的时间来精确计算距离，从而确定目标的位置，为交通枢纽中的人员和资产定位提供了可靠的技术支持。
抗干扰能力强：UWB 信号在发射时将微弱的无线电脉冲信号分散在宽阔的频带中，输出功率甚至低于普通设备产生的噪声。与传统的窄带通信技术相比，在同等码速条件下，UWB 具有更强的抗干扰性，能够在复杂的电磁环境中稳定工作，确保通信和定位的准确性。
传输速率高：UWB 技术可以实现很高的数据传输速率，可达到 Gbps 级别，能够满足交通枢纽中大量数据快速传输的需求，如高清视频监控数据、实时信息发布等。
功耗低：在短距离的通信应用中，超宽带发射机的发射功率通常可做到低于 1mW，从理论上而言，超宽带信号所产生的干扰仅仅相当于一宽带的白噪声，这有助于 UWB 与现有窄带通信之间的良好共存，同时也降低了设备的能耗，延长了设备的使用寿命。
信号隐蔽性好：UWB 信号具有较强的隐蔽性，不容易被发现和拦截，具有较高的保密性。一方面是采用跳时扩频，接收机只有已知发送端扩频码时才能解出发射数据；另一方面是系统的发射功率谱密度极低，这在一些对安全性要求较高的交通枢纽应用场景中具有重要意义。
三、UWB 技术在交通枢纽中的应用场景
（一）人员定位与导航
旅客定位与引导：在大型交通枢纽，如机场、火车站等，旅客往往容易迷失方向。利用 UWB 技术，在枢纽内部署定位基站，旅客只需携带支持 UWB 功能的手机或其他设备，系统就能实时精准定位旅客位置。通过与室内导航系统相结合，为旅客提供个性化的导航服务，引导旅客快速找到登机口、候车室、卫生间、商店等位置。例如，当旅客临近登机口时，系统可自动推送登机提醒及相关航班信息，避免旅客误机。同时，对于行动不便的旅客，工作人员也能通过定位系统实时掌握其位置，提供及时的帮助和服务。
工作人员定位与调度：对于交通枢纽的工作人员，如机场地勤人员、火车站站台工作人员等，UWB 人员定位系统可以实时跟踪他们的位置。管理人员能够根据工作人员的实时位置进行高效调度，合理安排工作任务，提高工作效率。当发生紧急情况时，能够迅速定位到附近的工作人员，及时响应处理，保障交通枢纽的安全运营。例如，在机场遇到航班延误需要大量人手进行旅客解释和服务工作时，管理人员可通过定位系统快速找到空闲的地勤人员，并将他们调配到相应岗位。
（二）行李追踪与管理
行李实时定位：在交通枢纽中，行李丢失或错拿是常见问题。引入 UWB 技术后，可在行李上安装 UWB 标签，在行李托运、运输、提取等各个环节，通过部署在关键位置的 UWB 基站对行李进行实时定位追踪。旅客和工作人员都能通过相应的系统查询行李的实时位置，了解行李的运输状态。一旦行李出现异常情况，如长时间未移动或偏离正常运输路线，系统可及时发出警报，便于工作人员快速查找和处理，大大提高了行李运输的安全性和准确性。
行李分拣优化：在行李分拣环节，UWB 技术能够实现对行李的精准识别和定位。分拣设备通过读取 UWB 标签信息，准确判断行李的目的地，将其快速准确地分拣到相应的传送带上，提高分拣效率，减少人工分拣的错误率，加快行李的流转速度，为旅客节省等待时间。
（三）车辆管理与调度
场内车辆定位与调度：在交通枢纽的停车场、公交场站、货运场站等区域，存在大量的场内车辆。利用 UWB 技术对这些车辆进行定位，可实时掌握车辆的位置、行驶轨迹和状态。停车场管理系统可以根据车辆的位置信息，引导车辆快速找到空闲停车位，提高停车场的空间利用率。公交场站和货运场站的调度人员能够根据车辆的实时位置，合理安排发车时间和行驶路线，避免车辆拥堵，提高运营效率。例如，在机场停车场，车主可通过手机查询到自己车辆的精确位置，快速找到爱车；公交场站可根据车辆的实时位置，灵活调整发车计划，确保公交服务的准时性。
智能交通信号控制：将 UWB 技术应用于交通枢纽内的道路交叉口，车辆通过安装 UWB 设备与路口的信号控制设备进行通信。信号控制设备根据车辆的位置、行驶方向和速度等信息，实时调整信号灯的时长，实现智能交通信号控制。例如，当某一方向的车辆排队较长时，信号灯可适当延长该方向的绿灯时间，减少车辆等待时间，提高道路通行能力，缓解交通拥堵。
（四）无感支付
过闸支付：在交通枢纽的出入口，如地铁站闸机、停车场出入口等，UWB 无感支付技术正逐渐得到应用。以深圳通联合恩智浦、魅族推出的 “UWB 无感支付过闸方案” 为例，乘客在通过闸机检票口时，无需停下来刷手机或刷公交卡，只需直接通过，闸机就能利用 UWB 高精度测距技术自动检测到乘客携带的支持 UWB 功能的手机，并识别手机交通卡，自动完成支付。即使手机放在口袋或包中，也能无缝完成支付过程，真正实现 “即过即走”。这种支付方式不仅解放了乘客双手，还大大缩短了通过闸机的时间，对于高峰期减少闸口排队具有显著效果。
停车缴费：在交通枢纽的停车场，UWB 无感支付同样可以发挥作用。车辆进入停车场时，系统通过 UWB 技术识别车辆身份并记录入场时间；车辆出场时，系统自动计算停车费用，并从绑定的支付账户中扣除相应金额，实现车辆的无感离场，提高停车场的通行效率，为用户带来便捷的停车体验。
（五）安全监控与预警
入侵检测：在交通枢纽的重要区域，如机场的跑道周边、火车站的站台边缘等，部署 UWB 传感器。当有未经授权的人员或物体进入这些区域时，UWB 传感器能够通过检测目标的位置变化，及时发出入侵警报，通知安保人员进行处理，有效保障交通枢纽的安全运营。与传统的入侵检测技术相比，UWB 技术具有更高的定位精度和抗干扰能力，能够减少误报和漏报的情况。
异常行为监测：利用 UWB 技术对交通枢纽内人员的行为进行实时监测，通过分析人员的位置、移动轨迹和速度等信息，判断是否存在异常行为，如人员长时间在某一区域徘徊、突然奔跑等。一旦发现异常行为，系统可及时发出预警，便于安保人员进行关注和处理，预防潜在的安全事件发生。