石油開采行業(yè)作為高風險、高復雜性的工業(yè)領(lǐng)域,對人員與車輛的定位管理有著極高的要求。傳統(tǒng)定位技術(shù)往往難以滿足這種復雜環(huán)境下的高精度、高可靠性定位需求,而融合定位技術(shù)的出現(xiàn)為這一行業(yè)痛點提供了完美的解決方案。
一、系統(tǒng)概述與行業(yè)背景
石油開采行業(yè)的環(huán)境具有典型的高危險性和復雜性,作業(yè)現(xiàn)場通常面積廣闊、設(shè)備密集、管道縱橫交錯,同時存在大量易燃易爆物質(zhì)。這種特殊的工作環(huán)境使得傳統(tǒng)的定位技術(shù)如GPS或Wi-Fi定位難以滿足企業(yè)對精度、穩(wěn)定性和安全性的嚴苛要求。在開闊的室外區(qū)域,衛(wèi)星信號可能受到天氣或遮擋物的影響;而在室內(nèi)或設(shè)施密集區(qū)域,金屬結(jié)構(gòu)和復雜環(huán)境會對無線信號造成嚴重干擾,導致定位失效或精度大幅下降。
針對石油開采行業(yè)的特殊需求,新銳科創(chuàng)推出RTK+UWB+藍牙融合定位系統(tǒng)。該系統(tǒng)不是簡單地將多種定位技術(shù)疊加,而是通過深度整合與算法優(yōu)化,使各種技術(shù)優(yōu)勢互補,形成無縫的定位網(wǎng)絡。RTK(實時動態(tài)差分)技術(shù)負責開闊區(qū)域的亞米級高精度定位;UWB(超寬帶)技術(shù)在室內(nèi)或信號遮擋區(qū)域提供穩(wěn)定的高精度定位服務;藍牙技術(shù)則作為低功耗輔助手段,填補定位空白區(qū)域并擴展系統(tǒng)功能。
二、系統(tǒng)硬件組成
石油開采企業(yè)RTK+UWB+藍牙融合定位系統(tǒng)的硬件架構(gòu)經(jīng)過精心設(shè)計,充分考慮了工業(yè)環(huán)境的嚴苛要求和實際部署的靈活性。系統(tǒng)由多個專業(yè)設(shè)備組成,每種設(shè)備都針對特定功能進行了深度優(yōu)化,共同構(gòu)建起一個穩(wěn)定可靠、精準高效的定位網(wǎng)絡。這些硬件設(shè)備采用模塊化設(shè)計理念,可根據(jù)石油開采現(xiàn)場的具體需求靈活調(diào)整部署方案,實現(xiàn)最優(yōu)的成本效益比。
1、定位基礎(chǔ)設(shè)施
RTK差分基站是系統(tǒng)室外高精度定位的核心設(shè)施,通常安裝在石油開采現(xiàn)場視野開闊且坐標已知的固定位置。該設(shè)備采用工業(yè)級設(shè)計,具備強大的環(huán)境適應能力,能夠在惡劣天氣和復雜電磁環(huán)境下持續(xù)穩(wěn)定工作。基站內(nèi)置多系統(tǒng)多頻點高精度板卡,可同時接收北斗、GPS等衛(wèi)星信號。設(shè)備集成高精度天線、通信DTU、以太網(wǎng)和串口通信于一體,簡化了安裝與維護流程。RTK差分基站通過接收多顆導航衛(wèi)星信號,結(jié)合自身精確坐標信息,計算出定位信號的誤差修正值,然后通過4G網(wǎng)絡將這些修正數(shù)據(jù)實時發(fā)送給移動定位終端,實現(xiàn)亞米級差分定位。
UWB定位基站構(gòu)成系統(tǒng)在室內(nèi)及復雜遮擋區(qū)域的定位基礎(chǔ)設(shè)施。基站采用防爆工業(yè)設(shè)計,防護等級達到IP68,具有抗沖擊、耐腐蝕、耐老化等特性,完全適應石油開采現(xiàn)場的惡劣環(huán)境。UWB基站通過測量與定位終端之間的信號飛行時間,計算出精確距離,再通過多個基站的協(xié)同解算確定目標位置。基站運行參數(shù)可遠程配置,支持OTA無線升級,大大降低了后期維護難度。在典型的石油開采部署中,UWB基站會根據(jù)區(qū)域重要性進行密度調(diào)整,高風險區(qū)域部署更密集,確保定位精度和可靠性。
藍牙信標作為系統(tǒng)的輔助定位設(shè)施,主要部署在低精度要求區(qū)域、定位過渡區(qū)以及需要擴展功能的位置。這些信標體積小巧,采用環(huán)氧樹脂灌膠密封工藝,達到完全防水防塵;加入抗靜電尼龍材質(zhì),有效消除石油開采現(xiàn)場常見靜電積聚帶來的安全隱患。藍牙信標基于低功耗藍牙技術(shù)(BLE),以特定頻率廣播信號,人員或車輛上的定位終端接收這些信號后,通過分析信號強度等信息估算與信標的距離,實現(xiàn)輔助定位。相比UWB基站,藍牙信標的最大優(yōu)勢在于極低的功耗和成本,單塊電池可維持8年以上的工作時間,使得系統(tǒng)可以大范圍部署而不必擔心維護負擔。
2、定位終端設(shè)備
人員定位終端是為石油開采企業(yè)工作人員配備的便攜式設(shè)備,根據(jù)實際應用場景分為多種形態(tài),包括定位安全帽、定位卡、手持終端等。這些終端設(shè)備集成了多模定位芯片,可同時支持RTK、UWB和藍牙三種定位技術(shù),根據(jù)環(huán)境變化自動選擇最優(yōu)定位模式或進行多技術(shù)融合定位。終端采用防爆工業(yè)級設(shè)計,防護等級達到IP67,使用優(yōu)質(zhì)耐腐蝕材料,能夠適應石油開采現(xiàn)場的惡劣條件。設(shè)備通常配備長效電池,可滿足人員長時間工作需求。除基本定位功能外,人員定位終端還集成了一鍵SOS報警、震動提示、語音播報等實用功能,為工作人員提供全方位安全保障。
車輛定位終端專為石油開采現(xiàn)場的各類作業(yè)車輛設(shè)計,包括巡檢車、工程車、運輸車等。終端同樣融合了多種定位技術(shù),在車輛行駛過程中自動選擇最佳定位方式,確保軌跡連續(xù)完整。。車輛定位終端生成的高精度軌跡數(shù)據(jù),不僅可用于實時監(jiān)控,也為后續(xù)的路線優(yōu)化、調(diào)度效率分析提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
人臉識別發(fā)卡機是系統(tǒng)的智能管理終端,部署在石油開采現(xiàn)場的重要出入口、作業(yè)區(qū)域入口等位置。該設(shè)備融合人臉識別技術(shù)與定位卡管理功能,實現(xiàn)“一人一卡”的精準綁定,避免卡片混用帶來的管理混亂。工作人員通過人臉識別驗證身份后,設(shè)備自動發(fā)放預先綁定的定位卡,并記錄上下崗時間,形成完整的考勤記錄。發(fā)卡機還支持定位卡的集中充電和管理,確保卡片電量充足、狀態(tài)良好。通過人臉識別發(fā)卡機的部署,系統(tǒng)有效地將人員身份信息、考勤數(shù)據(jù)和定位信息關(guān)聯(lián)起來,構(gòu)建起更加完整的人員安全管理體系。