UWB高精度定位落地：UWB（超宽带高精度定位）赋能智慧工地空间位置服务-人员、车辆、物资定位

 

 智慧工地通过物联网、大数据、云计算、人工智能等一代信息通信技术，对施工现场人员管控、物料管理、边界预警、可视化运营等不同环节，

一、问题和挑战：

智慧工地无论是网络通讯、视频监控、还是位置监控的需求，都是随着工地建设逐步推进。环境和空间伴随着建设不断变化，通讯、视频监控以及位置监控设备尽可能快速适应，并且最大化多次使用和快速部署。

二、位置需求及解决方案：

施工区域：工地工作作业面；非施工区域：工地非施工作业面

1. 人员定位-施工区域及非施工区域位置信息

2. 车定位-施工区域及非施工区域位置信息

3. 物资-施工区域及非施工区域位置信息

4. 人/车之间施工区域相对安全距离

5. 施工区域危险区域安全电子围栏

6. 人员及车辆施工区域实时工地分布情况

传统TDOA三角定位解决方案弊端：

1. 需要工业现场的地图测绘，由于很多工地都是在不断施工中，无法一开始就建立全貌的地理信息地图；

2. 定位基站坐标需要精准标定。由于整个施工过程是不断推进，基站根本不具备坐标标定的可能性；

3. 伴随工地施工进展，传统方案也不支持定位基站移动和快速部署的特点；

4. 每个定位点都必须保证至少三个基站可视，才能实现电子围栏的功能，工地现场环境无法保证；

5. 需要在现场部署算法引擎服务器作为定位解算，不支持前端基站定位解算，需要通过部署本地服务器上云，工地项目没有办法落地；

6. 传统定位厂家UWB定位基站不支持WiFi\4G，LORA等窄带物联网就更不支持，需要采用有线网络通讯，工地现场部署工作量极大；

工地施工区域随着作业面不断调整和推进，施工区域实现精细网格化定位管理，实现人员\车辆的精细化区域管理以及安全电子围栏功能。工地非施工区域利用定位基站实现大范围区域覆盖，实现及基站为中心的网格化管理。

方案优势：

1. 方便部署、高性价比；可多次使用，具备移动快速部署特点；

2. 供电及通讯问题：采用无线通讯的方式，推荐蜂窝通讯4G网络，或者LORA无线自组网；

3. 管理平台可部署在云端，现场无需部署服务器；

4. 定位基站支持大范围覆盖（200-300米半径），基站可以移动部署；

5. 基站供电：外部供电，地上可以采用太阳能供电，地下可以电池供电；节电工作模式；

6. 基站通讯：地面可以基于4G/WIFI，地下可采用基于LoRa自组网；

7. 基于场景化定位，而非传统坐标定位：无需现场地图测绘，无需定位基站坐标标定；

实现数字化、网络化、智能化管理。

基于UWB高精度定位技术的精细网格化区域定位，可以解决智慧工地位置管理痛点：

1. 无需现场工地的地理信息测绘，可以完全脱离地图使用

2. 支持工地不断推进，基站和定位系统快速移动部署及实施

3. 适用任何复杂的工业环境，定义任意多个管理区域网格，最小区域网格3平方米，最大区域网格150*150平方米

4. 定位网格区域无需基站可视，只需收到UWB信号即可

5. 区域边界采集定义，简单、直观、准确、任意定义，可以脱离地图完成

6. 定位基站数量不及传统TDOA方案的五分之一，定位基站无需坐标标定，实施成本更是大大降低

7. 定位基站内置定位算法，现场无需定位引擎服务器

8. 定位基站支持WiFI、4G以及LORa无线通讯，对于复杂的地下空间，可以采用LORA无线通讯上报定位结果信息

9. 定位基站支持MQTT接口方式上报位置信息，方便和智慧工地大平台集成

   人员实时区域定位：随时查看施工人员的实时区域位置、人员动态、各个工种的分布情况等信息，便于管理人员及时掌握相关信息，确保人员安全，提高调度效率。

   人员移动追踪：对于工作的考核、岗位监管方面，进出某区域的时间、在某区域停留时长等数据，便于监督管理，优化工作流程。

   物资区域定位管理：保护贵重物资、防护危险品的功能。通过定位物资区域位置，可对物资进行高效管理，提高调用效率。

   车辆区域定位管理：运输车辆的基于GPS/北斗的车辆轨迹管理，以及基于区域定位技术的区域精准定位，实现车辆的施工区域管理。

   区域安全电子围栏：危险区域设置电子围栏，人员未经授权进入该区域、超时滞留或者长时间静止不动，系统会发出预警信息，提醒管理人员关注人员安全，防止发生施工意外。

   区域岗位考勤：施工人员定位系统可查看人员的上岗/离岗时间、工作时长、工作内容是否达标等数据，方便管理人员进行统计，实现智能考勤与工作考核。

   区域数据统计：统计在线总人数、动态分布、可以在LED显示大屏上自定义投放需要展示的相关数据，比如施工现场各个类型施工人员的数量、各区域分布的人员数量等信息，便于人员调度与施工项目进度的查询与管理。

   精细网格化定位系统的快速移动部署特点，适用智慧工地进度不断推进过程中，现场人/车/物实时定位以及电子围栏、区域数据统计等功能，是智慧工地位置服务的最佳性价比解决方案。