随着“工业互联网+安全生产”行动计划走向纵深,以及《化工园区安全风险智能化管控平台建设指南》等政策的推动,石化、化工等高危行业正经历一场以数据驱动的安全变革。在这场变革中,传统的“人防+物防”模式,正在与以精准位置数据为核心的“智防”能力深度融合。其中,能够实现人员厘米级实时定位的UWB(超宽带)技术,已从前沿应用迅速崛起,成为构建主动式、预防型安全管理体系的关键基础设施,深刻重塑着化工行业的安全管理逻辑。
一、 从“区域监控”到“厘米级感知”:安全管理的范式转移
长期以来,化工厂在人员安全管理上存在几个核心痛点:在纵横交错的管廊与密集的罐区中,管理者往往“看不见”人员的精确位置;对于动火、进入受限空间等高风险作业,难以“管得到”每一个安全细节;一旦发生泄漏、火灾等突发状况,无法“响应快”地定位和疏散每一位员工。传统门禁、巡检打卡和普通区域定位(如ZigBee、Wi-Fi)方式,因精度不足(通常为米级)、稳定性差,已无法满足现代化工园区精细化、动态化的安全管理需求。
安全管理的范式,正从广域、模糊的“区域监控”,向精准、实时的“厘米级感知与控制”转移。这种转移的本质,是通过技术手段将安全规程(如安全距离、作业区域、巡检路线)数字化、空间化,并与人员的实时动态精准绑定,从而实现从被动响应到主动预警的跨越。
二、 UWB融合定位:为何成为复杂环境下的技术优选?
在金属设备林立、电磁环境复杂、且要求防爆的化工厂区内,实现稳定可靠的高精度定位并非易事。UWB技术因其独特的物理特性脱颖而出:
- 极高精度:通过发射纳秒级的极窄脉冲,并测量无线电波飞行时间,UWB能实现10-30厘米的静态定位精度,足以精准判断人员与危险阀门、管道或设备的具体距离。
- 强抗干扰性:其超宽频谱使其对多径效应(信号在金属表面反射)和窄带干扰的抵抗能力远超蓝牙、Wi-Fi等技术,在复杂工业场景中稳定性显著。
然而,纯UWB系统在广域覆盖上成本偏高。因此,当前业内的最佳实践是采用融合架构:在装置区、重大危险源等核心高风险区域部署UWB基站,实现厘米级定位;在主干道、普通操作区等广域空间,部署低功耗蓝牙信标进行米级区域感知;最后,通过LoRa等低功耗广域网络,将定位数据高可靠、低功耗地回传至中心平台。这种“UWB精准核心+蓝牙广域覆盖+LoRa可靠回传”的模式,在精度、覆盖范围、部署成本和长期运维效率上取得了最优平衡。
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目前,以国内航飞光电等为代表的解决方案提供商,其成熟的系统方案正是基于此融合架构。这类方案通常具备可直接落地的工业级特性:无线部署,无需开挖布线,最大限度减少对现有生产的干扰;定位标签与基站通过国家防爆认证,满足化工本质安全要求;采用超大容量电池与低功耗设计,部分关键设备续航可达数年,并结合远程运维平台,实现设备状态在线监控,大幅降低了全生命周期的运维成本。
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蓝牙信标现场安装
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UWB信标现场安装
三、 应用场景深化:从“看得见”到“管得精”
当厘米级的动态位置数据流入管理平台,它与业务规则的结合便催生出切实的安全与管理价值:
主动预警,筑牢虚拟围栏:在反应釜、储罐、配电室等关键区域,可灵活设置虚拟电子围栏。一旦人员未经授权闯入、超员或超时滞留,系统立即进行现场声光报警并推送信息至中控室,实现安全风险从“人盯”到“技防”的根本转变。
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数字化巡检,保障过程受控:将安全巡检规程数字化,系统可自动校验巡检人员的路线、点位顺序、停留时长,确保巡检质量,杜绝漏检、假检,所有过程形成可追溯的电子档案。
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高效应急,守护生命底线:在事故发生时,救援指挥中心可一键生成全厂人员实时分布热力图,秒级定位被困人员与救援人员位置,规划最优撤离与救援路径,并通过与应急广播联动,引导疏散,为生命救援赢得黄金时间。
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数据洞察,驱动管理优化:基于长期积累的人员位置大数据,可分析生产区域的活动热区、人员流动规律,为优化工艺布局、精益人员配置、评估外包团队效能提供客观的数据依据,赋能管理决策。
四、 未来展望:从“位置感知”走向“风险预测”
UWB厘米级定位技术的应用,远不止于解决当前“人在哪里”的问题。它正在成为工厂数字孪生系统中,刻画“人”这一最关键动态要素的核心数据源。未来,通过与人工智能、行为识别算法的结合,系统能够学习不同岗位、不同场景下的正常作业模式,进而智能识别异常行为(如长时间静止、异常徘徊)、预测潜在风险,最终实现从“感知-报警”到“认知-预测-干预”的更高阶安全形态。
结语
在化工行业迈向高质量发展的道路上,安全是不可动摇的基石。部署以UWB为核心的高精度人员定位系统,已不再是“锦上添花”的技术尝试,而是构建现代化、智能化安全管理体系的“雪中送炭”之举。它代表了行业对安全生产规律认识的深化,更是对“人民至上、生命至上”理念最扎实的技术践行。这场由精准定位技术驱动的安全革命,正为化工厂装上永不疲倦的“智慧之眼”,守护每一个平凡工作日里的非凡安全。
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