由于變電站傳統作業方式技防不足，缺乏科學高效的管控手段，容易導致作 業人員安全預警滯后，管理者無法實時監控作業過程、無法進行軌跡回放、無法 實時指揮調度等問題，進而在一定程度上造成人員傷亡、財產損失。受客戶委托， 中海達為國網某變電站提供人員安全防護技防升級，精準保障作業人員安全。

▲國網某變電站作業現場

針對本項目要求，中海達(da)提供北斗(dou)(dou)基站(zhan)與 UWB 基站(zhan)建設，高精度(du)地圖采(cai)集等基礎(chu)設施服務。通過(guo)使用(yong)自主研發的北斗(dou)(dou)高精度(du)智能安全(quan)帽 Qbox S30、北斗(dou)(dou)高精度(du)手機 Qmini A10（UWB）、UWB 工卡等多款厘米級高精度(du)定位(wei)終端，與電(dian)(dian)網北斗(dou)(dou)高精度(du)位(wei)置服務系(xi)統(tong)進行連接(jie)，形成(cheng)一套完整的變電(dian)(dian)站(zhan)作(zuo)業(ye)(ye)安全(quan)防護系(xi)統(tong)，通過(guo)技防手段確保(bao)電(dian)(dian)力作(zuo)業(ye)(ye)安全(quan)。

方案中，北(bei)斗(dou)高精(jing)度智能安全帽(mao) Qbox S30、北(bei)斗(dou)高精(jing)度手機 Qmini A10（UWB）等因含小型化全方向螺旋(xuan)天(tian)線，具備(bei)(bei)較強(qiang)的(de)(de)抗(kang)電(dian)磁干(gan)擾能力，能保障(zhang)定位(wei)(wei)(wei)設備(bei)(bei)數據傳輸與精(jing)度的(de)(de)準確性；同(tong)時，中海達的(de)(de)北(bei)斗(dou)高精(jing)度終端產品形態多，小巧可(ke)穿戴，具備(bei)(bei)厘米級定位(wei)(wei)(wei)、通信、拍攝(she)等功能，在(zai)同(tong)一個設備(bei)(bei)上就能實(shi)現變電(dian)站人員(yuan)室內外一體化定位(wei)(wei)(wei)，對(dui)作(zuo)業人員(yuan)進行實(shi)時預(yu)警告警。

▲北斗高精度(du)智能(neng)安全帽 Qbox  S30  ▲北(bei)斗高精度手(shou)機 Qmini  A10（UWB）  ▲UWB 工(gong)卡

一、北斗基(ji)站(zhan)與 UWB 基(ji)站(zhan)建設

根據現場條件和作業需求，項目進行北斗基站(zhan)、UWB 基站(zhan)等基礎設施建設。

1.北斗基站建(jian)設(she)

選點與踏勘

在實(shi)地(di)踏勘前，先向客(ke)戶發送(song)擬(ni)定(ding)站(zhan)點情況調(diao)查表，落實(shi)土地(di)或屋(wu)頂使用(yong)(yong)以及供電、通信、供水(shui)、站(zhan)址(zhi)安(an)全防護(hu)等基礎(chu)設(she)(she)施支撐條件(jian)(jian)，制定(ding)勘選(xuan)工作(zuo)計劃， 準(zhun)備好儀器設(she)(she)備和(he)資料；在選(xuan)點地(di)址(zhi)上架設(she)(she)大地(di)型扼流圈(quan)天線(xian)，天線(xian)架設(she)(she)的高(gao)度應與擬(ni)建觀(guan)(guan)測墩的高(gao)度一致，采集與下載觀(guan)(guan)測數據并轉換(huan)為標(biao)準(zhun)文件(jian)(jian)，采用(yong)(yong)數據質量分(fen)(fen)析軟件(jian)(jian)對觀(guan)(guan)測數據進(jin)行處理分(fen)(fen)析，測試(shi)結(jie)果中觀(guan)(guan)測數據可用(yong)(yong)率應不小(xiao)于(yu)95%，平均多路(lu)徑影響 MP1 應小(xiao)于(yu) 0.5m，MP2 和(he) MP3 應小(xiao)于(yu) 0.65m，測試(shi)結(jie)果填入“站(zhan)址(zhi)實(shi)地(di)測試(shi)結(jie)果表”。

▲選(xuan)點與踏勘作業現(xian)場

觀(guan)測墩建設

為了更(geng)快更(geng)好(hao)地建設觀測(ce)墩，在(zai)混凝(ning)(ning)土(tu)澆(jiao)灌前，將(jiang)預先定(ding)制加(jia)工(gong)好(hao)的大(da)理石(shi)板垂(chui)(chui)直固(gu)(gu)定(ding)在(zai)墩體(ti)底部四周，并且應以不(bu)銹鋼圓(yuan)桶為中心(xin)，側面四塊大(da)理石(shi)板垂(chui)(chui)直固(gu)(gu)定(ding)，大(da)理石(shi)之間的接合用膠水(shui)粘合，外(wai)(wai)(wai)圍用細鐵絲(si)捆綁(bang)固(gu)(gu)定(ding)。當觀測(ce)墩澆(jiao)灌的混凝(ning)(ning)土(tu)凝(ning)(ning)結后，應對觀測(ce)墩柱體(ti)整飾，包括清理不(bu)銹鋼圓(yuan)桶的外(wai)(wai)(wai)包裝(zhuang)膠紙，去除柱體(ti)的水(shui)泥污點(dian)，保證(zheng)柱體(ti)不(bu)銹鋼圓(yuan)桶光亮，無污點(dian)。同時，觀測(ce)墩底部至觀測(ce)室之間鋪設 PVC 穿線(xian)管，避(bi)免(mian)天線(xian)電(dian)纜外(wai)(wai)(wai)露，保證(zheng)室外(wai)(wai)(wai)觀測(ce)墩美觀、一體(ti)化和(he)規范化。

▲觀測墩施工(gong)

數據中心設(she)備安(an)裝及高精(jing)度解(jie)算軟件(jian)部署

安裝調試包括(kuo)數(shu)據中心網絡(luo)布設(she)、服(fu)務(wu)器和網絡(luo)設(she)備安裝以及高精度解算(suan)軟件(jian)部署(shu)，網絡(luo)調通后，接收機的觀測數(shu)據通過網絡(luo)通道傳輸至服(fu)務(wu)器，解算(suan)軟件(jian)完成配置后即可(ke)播發差(cha)分(fen)服(fu)務(wu)。

精(jing)度(du)驗證(zheng)

在(zai)基站覆(fu)蓋范(fan)圍選擇三個(ge)已知(zhi)點， 北斗高精(jing)度(du)定位終端(duan)連(lian)接(jie)北斗基站達到固定解后(hou)，放置在(zai)已知(zhi)點上平(ping)滑采集20 次，獲取(qu)的坐(zuo)(zuo)標與已知點坐(zuo)(zuo)標求差(cha)，誤(wu)差在 2 厘米以內，那么基(ji)站精度符(fu)合要求。

▲北斗高(gao)精度手機 Qmini  A10（UWB）精度驗(yan)證(zheng)

2、UWB 基站建(jian)設

UWB 基站建(jian)設主要施工內(nei)容包括基站架設，交換機(ji)機(ji)柜固(gu)定，穿線(xian)管固(gu)定， 通訊線(xian)纜敷(fu)(fu)設，電源線(xian)敷(fu)(fu)設，內(nei)部接(jie)線(xian)，設備調試等(deng)。

▲UWB 基站壁裝(zhuang)與吊裝(zhuang)安裝(zhuang)

在(zai)項目(mu)建設過程中和試運(yun)(yun)行(xing)過程中安排具(ju)有(you)認(ren)證工程師資格的技術工程師現(xian)場進(jin)行(xing)調(diao)試。調(diao)試內(nei)容包(bao)括(kuo)系(xi)統(tong)(tong)運(yun)(yun)行(xing)狀況分析、系(xi)統(tong)(tong)性能(neng)(neng)調(diao)整，在(zai)經客(ke)戶(hu)同意的情況下實施系(xi)統(tong)(tong)性能(neng)(neng)調(diao)整、進(jin)行(xing)系(xi)統(tong)(tong)備份與系(xi)統(tong)(tong)測試，最后將系(xi)統(tong)(tong)交付客(ke)戶(hu)正常運(yun)(yun)行(xing)。

二、高精度地圖采集(ji)（變(bian)電站數據采集(ji)）

通(tong)過使用中海達自(zi)主研(yan)發的 RTK  設備(bei)，連接北斗基站后精(jing)度可達厘(li)米(mi)級，能采(cai)集(ji)(ji)精(jing)準的矢量數(shu)據(ju)。變電站數(shu)據(ju)采(cai)集(ji)(ji)內容(rong)包括變壓器、電容(rong)器、接地(di)刀(dao)閘等各類帶電設備(bei)。除設備(bei)外，也能采(cai)集(ji)(ji)變電站范圍內的道路、房屋、草地(di)、空地(di)、圍墻等地(di)類。

變(bian)電(dian)站數據采(cai)集(ji)結束后，通過 Arcgis 繪制設備、道(dao)路以及其他圖層(ceng)。依照現場(chang)情(qing)況，對各個區域進(jin)行屬性錄(lu)入，最終繪制成專題地(di)圖。

▲變電站數據采集

通過使用多種北斗高精度定(ding)位終端(duan)，實現的功能(neng)如下(xia)：

人(ren)員位置(zhi)定位：通過(guo)使(shi)用北斗高精度智能安全帽 Qbox S30、北斗高精度手機Qmini A10（UWB）、UWB 工卡，管理者可實時查看作業人員位置與行動軌跡，獲取人員信息，進行可視化指揮調度。

▲查(cha)看歷史軌跡

電力設備巡檢：通過使用北斗高精度手機 Qmini A10（UWB），能關聯(lian)作業計(ji)劃，進行設(she)備保護(hu)記載(zai)，并依(yi)據線路——巡(xun)檢點——設(she)備進行標準(zhun)化巡(xun)檢。支撐標準(zhun)選項(xiang)、文字錄(lu)入、拍照上傳、現場(chang)錄(lu)音等多種(zhong)記載(zai)方(fang)法，支撐數據安(an)全(quan)與(yu)存儲，無縫集成后臺處理體系，許多巡(xun)檢數據導(dao)出(chu)查閱，然(ran)后結(jie)束對(dui)巡(xun)檢內(nei)容的實時把控和(he)安(an)全(quan)呼應，實現電力設(she)備巡(xun)檢信息化。

▲電力(li)設備巡檢

作業安(an)(an)全預警(jing)：通(tong)過使(shi)用北斗高精度智(zhi)能(neng)安(an)(an)全帽 Qbox S30、UWB 工(gong)卡，可實現人(ren)員室內外厘米級定位；同(tong)時，劃定二(er)三維電子圍欄、進出圍欄報(bao)(bao)警(jing)，后臺指揮中心和(he)北斗高精度安(an)(an)全帽 Qbox S30 可實現雙向聲(sheng)光報(bao)(bao)警(jing)、智(zhi)能(neng)報(bao)(bao)警(jing)（脫(tuo)帽、跌落、登高、靜默、SOS 報(bao)(bao)警(jing)等），進行(xing)全方位、全天候遠程智(zhi)能(neng)監控。

▲劃定(ding)電子圍(wei)欄(lan)

遠(yuan)(yuan)程指揮協助(zhu)：通過使用北斗(dou)(dou)高(gao)精度(du)(du)(du)智(zhi)能安(an)全帽 Qbox S30，可(ke)(ke)實現(xian)音視頻通話（后臺指揮中(zhong)心與(yu)北斗(dou)(dou)安(an)全帽實現(xian)視頻對講(jiang)，現(xian)場作(zuo)業(ye)可(ke)(ke)視化），語音對講(jiang)（后臺監(jian)控中(zhong)心與(yu)北斗(dou)(dou)高(gao)精度(du)(du)(du)智(zhi)能安(an)全帽單(dan)呼(hu)(hu)對講(jiang)或群呼(hu)(hu)對講(jiang)），無覆蓋距離限(xian)制。遇到緊急情況，作(zuo)業(ye)人員(yuan)可(ke)(ke)第(di)一時間遠(yuan)(yuan)程請求支援并采(cai)取應急措施(shi)；同時，北斗(dou)(dou)高(gao)精度(du)(du)(du)智(zhi)能安(an)全帽 Qbox S30 上的攝像頭可(ke)(ke)實時采(cai)集(ji)作(zuo)業(ye)實況并回傳圖片(pian)、視頻， 管理者通過遠(yuan)(yuan)程監(jian)控，可(ke)(ke)實時了解(jie)作(zuo)業(ye)人員(yuan)工作(zuo)情況并規范工作(zuo)流程。

▲遠程指揮協助

項目總結

通過在變(bian)電(dian)站使用(yong)北(bei)斗(dou)高(gao)精度智能安全(quan)帽 Qbox S30、北(bei)斗(dou)高(gao)精度手(shou)(shou)機 Qmini A10（UWB）、UWB 工卡等多種北(bei)斗(dou)高(gao)精度定位終端，能實(shi)現地圖精準顯示(shi)，人員(yuan)厘米級定位及安全(quan)防(fang)護(hu)，作業可視化(hua)、規(gui)范化(hua)并實(shi)時安全(quan)預(yu)警，用(yong)技(ji)防(fang)手(shou)(shou)段(duan)保障電(dian)網作業安全(quan)，大幅(fu)提升作業效率(lv)。