1. 应用背景

　　1.1 行业现状与发展

　　1.1.1.政策方向

　　随着新中国国策“2030年实现碳达峰，2060年实现碳中和”落地，电力企业发展进入增速赛道，基于企业现有的数字化、信息化建设基础，将云平台、大数据、物联网、移动互联、机器人、虚拟现实、人工智能等先进技术手段与传统电力企业安全生产、运营管控有机融合，构建覆盖企业全层级、全业务、全过程的智慧管控平台，精确感知生产数据、优化生产过程、减少人工干预,打造“智能、协同、融合、安全、柔性”的智慧电厂生态体系，使电厂处于安全性高、经济性好、绿色环保、适应性强的良好运营状态。

　　1.1.2.技术方向

　　智慧电厂管理体系与安全体系并重，利用先进的物联网、互联网、人工智能等先进技术，做到设备层、控制层、生产监管层的状态监管级数据采集并将各层级数据送入中枢核心的管理层，做到电厂生产智慧化统筹的终极目标。

　　1.1.3.UWB技术特性

　　UWB(Ultra Wideband)是一种无载波通信技术，利用微秒至纳秒级的非正弦波窄脉冲传输数据。UWB调制采用脉冲宽度在ns级的快速上升和下降脉冲，不需常规窄带调制所需的RF频率变换，脉冲成型后可直接送至天线发射。频谱形状可通过甚窄持续单脉冲形状和天线负载特征来调整。

　　UWB信号的辐射非常低，通常只有手机辐射的千分之一，因此在工业上应用时，其不存在对其他仪器仪表的干扰问题。

　　表 1 各物联网技术对比

　　定位技术定位精度安全性穿透性抗干扰功耗辐射传输距离建设成本应用行业

　　Wi-Fi3~10m较高强较强高较高30~50m较高商业/工业

　　蓝牙3~5m较高弱弱较低较低10m较高商业

　　蓝牙AOA0.5~2m较高弱弱较低低20~100m较高商业

　　地磁2~5m较高NA极弱较低NANA低商业

　　GPS/北斗10m较高弱较强极高低NA无户外

　　RFID1-8m低弱弱低或无低5m~100m较高商业/工业

　　ZigBee3~10m较低弱弱低较高70m较高商业/工业

　　UWB0.3m非常高强强低低> 100m较高商业/工业

　　红外5~10m高NA弱高低5m高工业

　　超声波0.01~0.1m高NA强高低5m高工业

　　机器视觉1~2m较高NA弱高NA10m极高商业/工业

　　1.2 行业痛点

　　1.2.1.巡检疏漏管控

　　传统生产区域人员日常巡检通过人工登记方式记录和管理，信息无法实时共享并存在漏检等情况，存在危险隐患。

　　故需采用UWB人员定位技术，实时准确定位作业人员，并通过巡检路径及行程任务的方式，精确规范巡检路径、巡检时间等，管理者可远程实时查看巡检位置与进度，做到实时可看，事后可查。

　　1.2.2.在岗考勤分析

　　传统生产区域，无法进行人员在岗在位实时考察与记录分析，导致关键位置人员离岗存在无人监察及快速处理的情况，存在危险隐患和管理落后问题。

　　故需利用UWB三维精准定位技术，与两票管理融合，自动统计在岗人员在岗时间、在岗位置、在岗人数、行动轨迹等等，结合工作区电子围栏，可轻松实时查看、统计及自动警报。

　　1.2.3.外协人员管控

　　电厂会有计划进行机组的检修工作，诸如清洗、动土、维护保养等，需要大量外协人员的进行，外协人员的安全管控和工时考核存在不清晰，不准确，不智能等问题。

　　故需利用UWB三维精准定位技术，通过电子围栏，对外协人员在岗状态监控以及工时统计，对进入重点区域和危险区域的人员下发告警，利用“技防”协同“人防”，释放一定的安监人力，提升安检效率。降低安全作业风险的同时精准考核外协人员作业工时。

　　1.2.4.系统联动

　　目前电厂各类监管、监控系统相对独立，如视频监控系统、人员管理系统、生产管理系统、门禁系统等，信息各自形成孤岛，不能为各级管理人员提供应急管理平台与全面决策支持，管理效率低下。

　　利用UWB系统灵活的外部联动支持，人员定位管理系统与各监管、监控子系统联动，实现信息互联互通、资源共享，最终实现电厂精细化管理。

　　2. 解决方案

　　通过UWB定位系统，实现如下功能：

　　多维度定位：0维(区域存在)、1维(走廊定位)、2维(区域内坐标)、2.5维(多层区域定位)。

　　SOS求救上报、快速撤离通知下发。

　　电子围栏管控(进入、离开、久驻等多类型警报)。

　　历史查询(轨迹、热力图等)。

　　摄像头联动。

　　智能巡检。

　　智能考勤。

　　两票融合。

　　2.1 系统拓扑

　　系统主要由四部分组成：

　　标签：用于人员定位管理。

　　基站：用于实现0维~2.5维定位。

　　引擎：集成精准位置解算算法，解算后输出给应用平台。

　　平台：应用平台用于实时展现、围栏配置、巡检配置、人员统计、警报提示与处理等业务交互。