在现代流程工业中,化工生产的特殊性与高风险性,对人员安全管控提出了极高要求。如何在高危区域实现“看得见、管得住、溯得源”的精细化管理,成为企业数字化转型的核心课题。

针对这一行业痛点,航飞光电推出了基于多模态融合技术的化工厂人员定位系统,在保障工业级高精度的同时,实现建设成本与部署效率的平衡,为化工企业提供了一套安全、可靠、可落地的智能化管理方案。

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传统定位技术的困境:精度与成本的斗争

在过往的化工厂实践中,单一技术往往难以兼顾全面需求:

  • 纯UWB方案虽能实现厘米级高精度定位,抗干扰能力强,但在大面积覆盖时,基站部署密度高、硬件投入大,且对复杂建筑结构适应性有限。
  • 纯蓝牙方案成本相对可控,但信号易受金属设备、液体罐体干扰,定位抖动明显,难以满足高危区域对人员实时位置的刚性要求。

如何在精度、稳定性、经济性三者之间找到最优解,是化工厂定位系统选型的关键。

融合定位方案:取长补短,软硬结合

多模态融合定位采用UWB基站+蓝牙信标融合定位的技术架构,在核心生产区与一般管理区分别施策,既保障了关键区域的定位可靠性,又实现了整体建设成本的优化。该方案具备多技术融合能力,包括UWB信标+蓝牙信标+LoRa融合、单北斗+蓝牙信标融合等多种形式,可根据化工厂实际场景灵活选择。

定位流程:双模协同,算法融合

  1. UWB高精度锚点部署
    在装置区、罐区、装卸台等高危作业区域,布设UWB定位信标,实现厘米级定位精度,保障关键区域定位可靠性。
  2. 蓝牙信标补充覆盖
    在办公区、中控室、通道等非核心区域,部署蓝牙信标进行信号补盲,减少UWB基站数量。定位终端通过采集蓝牙信标RSSI值,结合三角定位算法,输出米级精度的位置信息。
  3. 边缘端数据融合
    自研定位终端将UWB测距数据与蓝牙信号强度信息汇聚,通过内置滤波算法对多径效应、频偏进行实时补偿。
  4. 定位引擎解算
    数据经由4G/5G或LoRa回传至定位平台(LoRa基站可覆盖2公里空旷环境,部署数量少,无需支付流量费),融合多源测距信息,利用自适应加权定位算法输出最优解算结果,并通过三维可视化引擎实时呈现人员动态分布。

技术攻坚:从可用可靠的跨越

融合方案虽能兼顾优势,但也面临实际工程挑战。该方案在以下关键环节进行了专项优化:

  • 异构坐标系对齐
    UWB与蓝牙分别基于不同的空间基准进行测量,系统通过统一坐标系映射与动态校准机制,消除双模定位结果的跳变与偏移。
  • 同频干扰抑制
    UWB与蓝牙均工作于2.4GHz频段,易产生互扰。采用时分复用与自适应跳频技术,确保双模信号稳定共存。同时,UWB技术本身频谱宽、功率低,不易受Wi-Fi、蓝牙等窄带信号干扰,具备强抗干扰能力。

硬件支撑:工业级防护,场景化配置

为化工厂场景打造了完整的硬件产品矩阵,符合国军标质量管理体系认证、防爆合格证、3C认证、欧盟CE认证、ISO9001国际质量管理体系认证等资质要求:

  • 定位层
  • 防爆定位标签:支持UWB+蓝牙双模融合,防护等级高,适用于易燃易爆环境,续航能力强。
  • 防爆蓝牙信标:本安防爆型设计,低功耗长续航(信标续航可达10年以上),用于补盲区域覆盖。
  • 工业级UWB定位信标:支持室外防水防尘,适配墙体、立柱、钢结构等多种安装方式,满足有线部署需求。同时信标续航可达10年以上,辅助太阳能供电。
  • 传输层
    支持4G、5G、LoRa、Wi-Fi等多链路回传,确保数据实时性与网络冗余。LoRa方案无需支付流量费,终端续航时间长。
  • 服务层
    定位引擎与三维可视化平台深度融合,提供实时位置、电子围栏、轨迹回放、告警管理、视频联动、应急演练、聚集风险监测预警(符合应急管理部印发的《基于人员定位系统的人员聚集风险监测预警功能建设应用指南(试行)》文件相关要求)等功能。

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部署实施:模块化设计,快速落地

针对化工企业连续生产、停炉困难的特点,采用模块化部署方式:

  • 基站安装:支持水泥墙体膨胀螺栓固定、钢结构焊接、立柱抱箍等多种方式,无需大规模动火作业。
  • 系统上线:定位平台支持与现有二道门系统、视频监控系统、门禁系统快速对接,实现数据互通与业务联动。提供标准化服务体系:需求诊断→方案设计→勘测验证→部署优化→交付验收一站式服务,7×24小时响应。

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系统价值:从定位走向管理

智能人员定位系统,本质上是一套以位置为核心的安全生产管理平台。除实时定位外,系统提供以下核心功能:

  • 人员实时分布与热力图:直观展示全厂人员密度,辅助调度管理。
  • 电子围栏与区域管控:支持静态围栏与动态围栏,对越界、滞留、超员、脱岗、聚集、静止异常等行为实时告警。
  • 历史轨迹与行为分析:支持任意时段轨迹回放(24小时任意时段),便于事故溯源与作业合规性检查。
  • 访客与承包商管理:与访客系统联动,实现外来人员进入权限、区域、时长的闭环管控。
  • 应急管理与演练:支持应急撤离、应急演练、危险区域设置、安全区域设置、应急资源管理等功能,自动记录演练数据,生成应急演练分析报告。
  • 巡检管理:设置特定的巡检点、巡检路线、巡检时段,对违规巡检行为实时报警提示。

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结语

随着化工行业安全标准持续提升,人员定位正从“可选配置”转变为“刚性需求”。凭借多技术无缝融合、军工级品质设计、全生命周期服务三大核心优势,该方案在高精度、强抗扰、优成本之间找到了切实可行的平衡点。

航飞光电已成功服务于中石油、中石化、国家能源集团、中海油等大型石化能源企业,累计服务客户超过3500家,产品广泛应用于石油化工、智能制造、港口码头、仓储物流、医疗养老、工程建设、隧道管廊、能源电力、公检法司、智慧校园等多元场景。

对于正在寻求人员定位系统升级的化工厂而言,航飞光电提供的不只是一套设备,更是一套可持续演进的安全管理基础设施。