UWB 技術原理
超寬帶（UWB）技術是一種寬帶（高于中心頻率 20% 或 500MHz）通信技術 ，它與常見的藍牙、Wi-Fi 同屬無線載波通信技術范疇，但在工作方式上有著顯著區別。UWB 并非像傳統通信技術那樣基于連續載波進行信號傳輸，而是通過發送持續時間極短（通常小于 1ns）的脈沖來傳遞信息 。這些脈沖在時域上具有極窄的寬度，在頻域上則表現為占據很寬的頻譜范圍，其能量分布較為分散，甚至沒有明顯的載波頻率，因此也被稱為 “無載波” 或 “基帶” 通信 。例如，在一個特定的應用場景中，UWB 設備通過發射一系列這樣的窄脈沖，接收端根據脈沖的到達時間、相位等信息來解析出所攜帶的數據，從而實現通信與定位功能。
UWB 技術特性
高精度定位：UWB 技術最為突出的特性之一就是能夠實現高精度定位。其定位精度可達亞米級，在理想環境下，甚至能夠精確到 5 厘米 。這種高精度定位能力基于 UWB 脈沖信號的精確時間測量。由于脈沖的時間間隔極短，設備可以非常精準地測量信號從發射端到接收端的傳播時間，進而通過三角定位等算法準確計算出目標物體的位置 。以在復雜的地鐵站內為例，UWB 能夠清晰分辨不同乘客的位置，即使在人員密集區域，也能準確識別每個個體，為后續的安檢流程優化提供了有力支撐。
抗干擾能力強：UWB 定位采用時間間隔極短的脈沖進行通信，這使其具有較強的抗干擾能力。與傳統通信技術相比，UWB 信號的能量分散在較寬的頻譜范圍內，且脈沖持續時間極短，不容易受到其他窄帶信號的干擾 。在地鐵這種電磁環境復雜的場所，各種電子設備產生的電磁干擾眾多，如手機信號、廣播信號等。但 UWB 技術憑借其獨特的信號特性，能夠在這樣的環境中穩定工作，確保安檢系統的可靠運行。
穿透性較好：UWB 信號具備一定的穿透能力，可穿透一些非金屬材料，如衣物、塑料、木板等 。這一特性在地鐵安檢中具有重要意義。在對乘客及其攜帶物品進行安檢時，UWB 信號能夠穿透衣物對人體隱藏物品以及包內物品進行探測，幫助安檢人員更全面地了解被檢對象的情況，提高安檢的準確性和全面性。
地鐵安檢現狀剖析
傳統安檢方式概述
目前，地鐵安檢主要采用多種方式結合的手段。行李物品檢查方面，廣泛使用 X 射線安檢設備 。乘客將行李放置在傳送帶上，X 射線穿透行李，安檢人員通過設備顯示器觀察行李內物品的輪廓和材質，以此判斷是否存在危險物品。對于旅客身體檢查，通常會使用探測檢查門 ，當旅客通過時，探測檢查門會檢測人體周圍的電磁場變化，若旅客攜帶金屬等違禁物品，設備便會發出警報，隨后安檢人員會使用磁性探測器，即手提式探測器對旅客進行近身檢查，以確定具體違禁物品的位置。
傳統安檢面臨的挑戰
安檢效率低：在高峰時段，地鐵站客流量巨大。傳統安檢方式下，乘客需要依次排隊放置行李進行 X 射線檢查，通過探測門接受身體檢查，若有警報還需進一步進行手提探測器檢查，整個流程耗時較長。例如，在一些大型換乘站，高峰時段安檢口常常排起長隊，乘客等待時間可達數分鐘甚至更久，這不僅影響了乘客的出行體驗，也在一定程度上制約了地鐵的運營效率。
精準度有限：X 射線安檢設備雖然能夠對行李物品進行大致成像，但對于一些形狀特殊、材質復雜的物品，可能會出現誤判或漏判的情況。例如，某些新型復合材料制成的刀具，其在 X 射線圖像上的顯示特征不明顯，容易被安檢人員忽略。而探測檢查門和手提式探測器對于人體隱藏較深或較小的違禁物品，檢測能力也相對有限，難以做到精準識別。
乘客體驗差：傳統安檢過程中，乘客需要主動配合，將行李放置在傳送帶上，通過探測門時還可能因為身上攜帶的正常金屬物品（如鑰匙、皮帶扣等）導致警報響起，進而需要進行額外的檢查，這給乘客帶來了諸多不便。同時，安檢過程中的人工檢查環節可能會讓部分乘客感到隱私受到侵犯，從而降低了乘客對安檢的接受度和配合度。
UWB 技術在地鐵安檢中的應用探索
乘客身份識別與追蹤
基于 UWB 的身份識別：在地鐵站入口處設置 UWB 基站，乘客攜帶支持 UWB 功能的設備（如手機、智能交通卡等）進入地鐵站時，基站能夠快速檢測到設備發出的 UWB 信號，并通過信號特征識別乘客身份 。例如，乘客提前在手機應用程序中完成身份信息綁定和安檢授權，當手機進入地鐵站 UWB 信號覆蓋范圍，系統即可自動識別乘客身份，將其與安檢數據庫中的信息進行比對，為后續安檢流程提供基礎數據支持。
動態追蹤與分流引導：利用 UWB 的高精度定位能力，對乘客在安檢區域內的行動軌跡進行實時追蹤 。當乘客進入安檢排隊區域，系統可根據乘客的位置和移動速度，預測其到達安檢設備的時間，并結合當前安檢設備的使用情況，對乘客進行智能分流引導。比如，當某條安檢通道排隊人數較多時，系統通過向乘客手機發送提示信息，引導其前往排隊人數較少的通道，從而提高整體安檢效率，減少乘客等待時間。
行李物品安檢輔助
精準定位行李位置：在 X 射線安檢設備的傳送帶上安裝 UWB 標簽，同時在設備周圍布置 UWB 基站 。當行李隨著傳送帶移動時，UWB 基站能夠實時監測行李的位置信息，并將其與 X 射線圖像進行關聯。這樣，安檢人員在查看 X 射線圖像時，可以同時獲取行李在傳送帶上的精確位置，便于更快速、準確地對可疑物品所在行李進行定位和復查，提高安檢效率和準確性。
檢測行李內物品位移：UWB 信號的穿透性使其能夠對行李內部物品進行一定程度的探測。通過在行李安檢區域布置多個 UWB 基站，系統可以監測行李內物品的相對位置變化 。若在安檢過程中，行李內原本靜止的物品出現異常位移，系統可及時發出警報，提示安檢人員進一步檢查，防止乘客在安檢過程中對行李內物品進行非法操作或隱藏違禁物品。
異常行為監測
識別危險行為：利用 UWB 技術對乘客在安檢區域內的行為進行監測和分析 。通過建立行為模型，系統可以識別出一些潛在的危險行為，如乘客在安檢區域內長時間停留且行為異常、突然奔跑或試圖躲避安檢等。一旦檢測到異常行為，系統立即向安檢人員發出警報，以便安檢人員及時采取措施，確保安檢區域的安全。
防范違禁物品傳遞：在安檢區域的關鍵位置設置 UWB 基站，對人員之間的距離和相對位置進行實時監測 。當檢測到人員之間出現異常接近且存在物品傳遞行為時，系統可進行預警。這有助于防范不法分子在安檢區域內相互傳遞違禁物品，提高安檢的安全性。
UWB 技術應用優勢
提升安檢效率
快速身份識別與分流：UWB 技術能夠實現乘客身份的快速自動識別，無需乘客手動刷卡或出示證件，大大縮短了乘客在安檢入口處的停留時間。同時，通過動態追蹤和分流引導，合理分配安檢資源，減少乘客排隊等待時間，使安檢流程更加順暢高效 。據相關測試數據顯示，引入 UWB 技術進行身份識別和分流引導后，安檢口的通行能力可提高 20% - 30%。
精準行李安檢輔助：借助 UWB 技術對行李位置的精準定位和物品位移檢測，安檢人員能夠更快速地對可疑行李進行復查，減少因定位不準確或物品判斷失誤導致的重復檢查，從而提高行李安檢的整體效率 。在實際應用中，使用 UWB 輔助行李安檢后，每件行李的平均安檢時間可縮短 10 - 15 秒。
增強安檢精準度
提高違禁物品檢測能力：UWB 信號的穿透性和對物品位置變化的敏感特性，使其能夠輔助傳統安檢設備發現一些隱藏較深或不易察覺的違禁物品 。例如，對于隱藏在衣物內或行李夾層中的小型刀具、易燃易爆物品等，UWB 技術能夠提供更詳細的物品位置和狀態信息，幫助安檢人員做出更準確的判斷，降低漏檢和誤檢率。
準確行為分析與預警：通過對乘客行為的精準監測和分析，UWB 系統能夠準確識別異常行為，及時發出預警，為安檢人員提供更有針對性的安全防范信息 。相比傳統的人工觀察方式，UWB 技術在異常行為檢測方面具有更高的準確性和及時性，能夠有效防范潛在的安全風險。
改善乘客體驗
簡化安檢流程：UWB 技術實現的無感身份識別和智能分流引導，使乘客在安檢過程中無需進行繁瑣的操作，減少了乘客與安檢設備和人員的直接接觸，整個安檢流程更加便捷、順暢 。乘客只需正常行走通過安檢區域，即可完成身份識別和安檢流程，大大提升了乘客的出行體驗。
保護乘客隱私：與傳統安檢方式中的人工近身檢查相比，UWB 技術主要通過對信號的監測和分析來實現安檢功能，無需對乘客進行直接的身體接觸 。這在很大程度上保護了乘客的隱私，減少了乘客因安檢過程產生的不適感，提高了乘客對安檢工作的接受度和配合度。