UWB定位与数字孪生在高风险作业的应用探索

一、UWB技术 UWB技术是一种使用1GHz以上频率带宽的无线载波通信技术，解决了困扰传统无线通信技术多年的有关传播方面的重大难题，具有对信道衰落不敏感、发射信号功率谱密度低、截获率低、系统复杂度低、能提供数厘米的定位精度等优点。 UWB技术可提供厘米级的定位精度，其原理是通过计算信号从发射到接收的时间，得出终端和信号发射源的直线距离，再通过获取多个发射源和终端之间的直线距离，来计算终端的具体位置。用UWB定位虽然定位范围较小，但是由于使用了高频脉冲信号，所以精度很高，可以精确到厘米级。 二、数字孪生技术 数字孪生是充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，在虚拟空间中完成映射，从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程。 数字孪生技术可以在众多领域应用，在产品设计、产品制造、医学分析、工程建设等领域应用较多。 三、高风险作业应用 基于UWB定位与数字孪生技术在高风险的应用探索，首先通过无人机倾斜摄影和3D激光扫描技术建设三维模型作为定位和业务展示的基础；在高风险作业现场部署UWB定位设备及网络，实现人员、车辆以及工器具的实时位置监控；同时结合视频监控、门禁、高风险作业管理等系统实现人员、车辆以及工器具位置与视频监控和门禁联动，人员位置与作业联动等。通过UWB定位位置信息实时分析违规停留、停留超时、作业位置不匹配、关键人不在场等违规作业情况，并推送相关管理人员；通过电子围栏、黑白名单授权等技术有效预防作业安全风险，同时还可联动视频监控查看现场实际情况，提升安全管理效率。