1. 應用背景

　　1.1 行業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展

　　1.1.1.政策方向

　　隨著新中國國策“2030年實現(xiàn)碳達峰，2060年實現(xiàn)碳中和”落地，電力企業(yè)發(fā)展進入增速賽道，基于企業(yè)現(xiàn)有的數(shù)字化、信息化建設基礎，將云平臺、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網、移動互聯(lián)、機器人、虛擬現(xiàn)實、人工智能等先進技術手段與傳統(tǒng)電力企業(yè)安全生產、運營管控有機融合，構建覆蓋企業(yè)全層級、全業(yè)務、全過程的智慧管控平臺，精確感知生產數(shù)據(jù)、優(yōu)化生產過程、減少人工干預,打造“智能、協(xié)同、融合、安全、柔性”的智慧電廠生態(tài)體系，使電廠處于安全性高、經濟性好、綠色環(huán)保、適應性強的良好運營狀態(tài)。

　　1.1.2.技術方向

　　智慧電廠管理體系與安全體系并重，利用先進的物聯(lián)網、互聯(lián)網、人工智能等先進技術，做到設備層、控制層、生產監(jiān)管層的狀態(tài)監(jiān)管級數(shù)據(jù)采集并將各層級數(shù)據(jù)送入中樞核心的管理層，做到電廠生產智慧化統(tǒng)籌的終極目標。

　　1.1.3.UWB技術特性

　　UWB(Ultra Wideband)是一種無載波通信技術，利用微秒至納秒級的非正弦波窄脈沖傳輸數(shù)據(jù)。UWB調制采用脈沖寬度在ns級的快速上升和下降脈沖，不需常規(guī)窄帶調制所需的RF頻率變換，脈沖成型后可直接送至天線發(fā)射。頻譜形狀可通過甚窄持續(xù)單脈沖形狀和天線負載特征來調整。

　　UWB信號的輻射非常低，通常只有手機輻射的千分之一，因此在工業(yè)上應用時，其不存在對其他儀器儀表的干擾問題。

　　表 1 各物聯(lián)網技術對比

　　定位技術定位精度安全性穿透性抗干擾功耗輻射傳輸距離建設成本應用行業(yè)

　　Wi-Fi3~10m較高強較強高較高30~50m較高商業(yè)/工業(yè)

　　藍牙3~5m較高弱弱較低較低10m較高商業(yè)

　　藍牙AOA0.5~2m較高弱弱較低低20~100m較高商業(yè)

　　地磁2~5m較高NA極弱較低NANA低商業(yè)

　　GPS/北斗10m較高弱較強極高低NA無戶外

　　RFID1-8m低弱弱低或無低5m~100m較高商業(yè)/工業(yè)

　　ZigBee3~10m較低弱弱低較高70m較高商業(yè)/工業(yè)

　　UWB0.3m非常高強強低低> 100m較高商業(yè)/工業(yè)

　　紅外5~10m高NA弱高低5m高工業(yè)

　　超聲波0.01~0.1m高NA強高低5m高工業(yè)

　　機器視覺1~2m較高NA弱高NA10m極高商業(yè)/工業(yè)

　　1.2 行業(yè)痛點

　　1.2.1.巡檢疏漏管控

　　傳統(tǒng)生產區(qū)域人員日常巡檢通過人工登記方式記錄和管理，信息無法實時共享并存在漏檢等情況，存在危險隱患。

　　故需采用UWB人員定位技術，實時準確定位作業(yè)人員，并通過巡檢路徑及行程任務的方式，精確規(guī)范巡檢路徑、巡檢時間等，管理者可遠程實時查看巡檢位置與進度，做到實時可看，事后可查。

　　1.2.2.在崗考勤分析

　　傳統(tǒng)生產區(qū)域，無法進行人員在崗在位實時考察與記錄分析，導致關鍵位置人員離崗存在無人監(jiān)察及快速處理的情況，存在危險隱患和管理落后問題。

　　故需利用UWB三維精準定位技術，與兩票管理融合，自動統(tǒng)計在崗人員在崗時間、在崗位置、在崗人數(shù)、行動軌跡等等，結合工作區(qū)電子圍欄，可輕松實時查看、統(tǒng)計及自動警報。

　　1.2.3.外協(xié)人員管控

　　電廠會有計劃進行機組的檢修工作，諸如清洗、動土、維護保養(yǎng)等，需要大量外協(xié)人員的進行，外協(xié)人員的安全管控和工時考核存在不清晰，不準確，不智能等問題。

　　故需利用UWB三維精準定位技術，通過電子圍欄，對外協(xié)人員在崗狀態(tài)監(jiān)控以及工時統(tǒng)計，對進入重點區(qū)域和危險區(qū)域的人員下發(fā)告警，利用“技防”協(xié)同“人防”，釋放一定的安監(jiān)人力，提升安檢效率。降低安全作業(yè)風險的同時精準考核外協(xié)人員作業(yè)工時。

　　1.2.4.系統(tǒng)聯(lián)動

　　目前電廠各類監(jiān)管、監(jiān)控系統(tǒng)相對獨立，如視頻監(jiān)控系統(tǒng)、人員管理系統(tǒng)、生產管理系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)等，信息各自形成孤島，不能為各級管理人員提供應急管理平臺與全面決策支持，管理效率低下。

　　利用UWB系統(tǒng)靈活的外部聯(lián)動支持，人員定位管理系統(tǒng)與各監(jiān)管、監(jiān)控子系統(tǒng)聯(lián)動，實現(xiàn)信息互聯(lián)互通、資源共享，最終實現(xiàn)電廠精細化管理。

　　2. 解決方案

　　通過UWB定位系統(tǒng)，實現(xiàn)如下功能：

　　多維度定位：0維(區(qū)域存在)、1維(走廊定位)、2維(區(qū)域內坐標)、2.5維(多層區(qū)域定位)。

　　SOS求救上報、快速撤離通知下發(fā)。

　　電子圍欄管控(進入、離開、久駐等多類型警報)。

　　歷史查詢(軌跡、熱力圖等)。

　　攝像頭聯(lián)動。

　　智能巡檢。

　　智能考勤。

　　兩票融合。

　　2.1 系統(tǒng)拓撲

　　系統(tǒng)主要由四部分組成：

　　標簽：用于人員定位管理。

　　基站：用于實現(xiàn)0維~2.5維定位。

　　引擎：集成精準位置解算算法，解算后輸出給應用平臺。

　　平臺：應用平臺用于實時展現(xiàn)、圍欄配置、巡檢配置、人員統(tǒng)計、警報提示與處理等業(yè)務交互。