由于變電站傳統(tǒng)作業(yè)方式技防不足，缺乏科學高效的管控手段，容易導致作 業(yè)人員安全預警滯后，管理者無法實時監(jiān)控作業(yè)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(chǎn)損失。受客戶委托， 中海達為國網(wǎng)某變電站提供人員安全防護技防升級，精準保障作業(yè)人員安全。

▲國網(wǎng)某變電站作業(yè)現(xiàn)場

針對本項目要求，中海達提供北斗基站與 UWB 基站建設，高精度地圖采集等基礎設施服務。通過使用自主研發(fā)的北斗高精度智能安全帽 Qbox S30、北斗高精度手機 Qmini A10（UWB）、UWB 工卡等多款厘米級高精度定位終端，與電網(wǎng)北斗高精度位置服務系統(tǒng)進行連接，形成一套完整的變電站作業(yè)安全防護系統(tǒng)，通過技防手段確保電力作業(yè)安全。

方案中，北斗高精度智能安全帽 Qbox S30、北斗高精度手機 Qmini A10（UWB）等因含小型化全方向螺旋天線，具備較強的抗電磁干擾能力，能保障定位設備數(shù)據(jù)傳輸與精度的準確性；同時，中海達的北斗高精度終端產(chǎn)品形態(tài)多，小巧可穿戴，具備厘米級定位、通信、拍攝等功能，在同一個設備上就能實現(xiàn)變電站人員室內外一體化定位，對作業(yè)人員進行實時預警告警。

▲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

一、北斗基站與 UWB 基站建設

根據(jù)現(xiàn)場條件和作業(yè)需求，項目進行北斗基站、UWB 基站等基礎設施建設。

1.北斗基站建設

選點與踏勘

在實地踏勘前，先向客戶發(fā)送擬定站點情況調查表，落實土地或屋頂使用以及供電、通信、供水、站址安全防護等基礎設施支撐條件，制定勘選工作計劃， 準備好儀器設備和資料；在選點地址上架設大地型扼流圈天線，天線架設的高度應與擬建觀測墩的高度一致，采集與下載觀測數(shù)據(jù)并轉換為標準文件，采用數(shù)據(jù)質量分析軟件對觀測數(shù)據(jù)進行處理分析，測試結果中觀測數(shù)據(jù)可用率應不小于95%，平均多路徑影響 MP1 應小于 0.5m，MP2 和 MP3 應小于 0.65m，測試結果填入“站址實地測試結果表”。

▲選點與踏勘作業(yè)現(xiàn)場

觀測墩建設

為了更快更好地建設觀測墩，在混凝土澆灌前，將預先定制加工好的大理石板垂直固定在墩體底部四周，并且應以不銹鋼圓桶為中心，側面四塊大理石板垂直固定，大理石之間的接合用膠水粘合，外圍用細鐵絲捆綁固定。當觀測墩澆灌的混凝土凝結后，應對觀測墩柱體整飾，包括清理不銹鋼圓桶的外包裝膠紙，去除柱體的水泥污點，保證柱體不銹鋼圓桶光亮，無污點。同時，觀測墩底部至觀測室之間鋪設 PVC 穿線管，避免天線電纜外露，保證室外觀測墩美觀、一體化和規(guī)范化。

▲觀測墩施工

數(shù)據(jù)中心設備安裝及高精度解算軟件部署

安裝調試包括數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡布設、服務器和網(wǎng)絡設備安裝以及高精度解算軟件部署，網(wǎng)絡調通后，接收機的觀測數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡通道傳輸至服務器，解算軟件完成配置后即可播發(fā)差分服務。

精度驗證

在基站覆蓋范圍選擇三個已知點， 北斗高精度定位終端連接北斗基站達到固定解后，放置在已知點上平滑采集20 次，獲取的坐標與已知點坐標求差，誤差在 2 厘米以內，那么基站精度符合要求。

▲北斗高精度手機 Qmini  A10（UWB）精度驗證

2、UWB 基站建設

UWB 基站建設主要施工內容包括基站架設，交換機機柜固定，穿線管固定， 通訊線纜敷設，電源線敷設，內部接線，設備調試等。

▲UWB 基站壁裝與吊裝安裝

在項目建設過程中和試運行過程中安排具有認證工程師資格的技術工程師現(xiàn)場進行調試。調試內容包括系統(tǒng)運行狀況分析、系統(tǒng)性能調整，在經(jīng)客戶同意的情況下實施系統(tǒng)性能調整、進行系統(tǒng)備份與系統(tǒng)測試，最后將系統(tǒng)交付客戶正常運行。

二、高精度地圖采集（變電站數(shù)據(jù)采集）

通過使用中海達自主研發(fā)的 RTK  設備，連接北斗基站后精度可達厘米級，能采集精準的矢量數(shù)據(jù)。變電站數(shù)據(jù)采集內容包括變壓器、電容器、接地刀閘等各類帶電設備。除設備外，也能采集變電站范圍內的道路、房屋、草地、空地、圍墻等地類。

變電站數(shù)據(jù)采集結束后，通過 Arcgis 繪制設備、道路以及其他圖層。依照現(xiàn)場情況，對各個區(qū)域進行屬性錄入，最終繪制成專題地圖。

▲變電站數(shù)據(jù)采集

通過使用多種北斗高精度定位終端，實現(xiàn)的功能如下：

人員位置定位：通過使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(yè)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(lián)作業(yè)計劃，進行設備保護記載，并依據(jù)線路——巡檢點——設備進行標準化巡檢。支撐標準選項、文字錄入、拍照上傳、現(xiàn)場錄音等多種記載方法，支撐數(shù)據(jù)安全與存儲，無縫集成后臺處理體系，許多巡檢數(shù)據(jù)導出查閱，然后結束對巡檢內容的實時把控和安全呼應，實現(xiàn)電力設備巡檢信息化。

▲電力設備巡檢

作業(yè)安全預警：通過使用北斗高精度智能安全帽 Qbox S30、UWB 工卡，可實現(xiàn)人員室內外厘米級定位；同時，劃定二三維電子圍欄、進出圍欄報警，后臺指揮中心和北斗高精度安全帽 Qbox S30 可實現(xiàn)雙向聲光報警、智能報警（脫帽、跌落、登高、靜默、SOS 報警等），進行全方位、全天候遠程智能監(jiān)控。

▲劃定電子圍欄

遠程指揮協(xié)助：通過使用北斗高精度智能安全帽 Qbox S30，可實現(xiàn)音視頻通話（后臺指揮中心與北斗安全帽實現(xiàn)視頻對講，現(xiàn)場作業(yè)可視化），語音對講（后臺監(jiān)控中心與北斗高精度智能安全帽單呼對講或群呼對講），無覆蓋距離限制。遇到緊急情況，作業(yè)人員可第一時間遠程請求支援并采取應急措施；同時，北斗高精度智能安全帽 Qbox S30 上的攝像頭可實時采集作業(yè)實況并回傳圖片、視頻， 管理者通過遠程監(jiān)控，可實時了解作業(yè)人員工作情況并規(guī)范工作流程。

▲遠程指揮協(xié)助

項目總結

通過在變電站使用北斗高精度智能安全帽 Qbox S30、北斗高精度手機 Qmini A10（UWB）、UWB 工卡等多種北斗高精度定位終端，能實現(xiàn)地圖精準顯示，人員厘米級定位及安全防護，作業(yè)可視化、規(guī)范化并實時安全預警，用技防手段保障電網(wǎng)作業(yè)安全，大幅提升作業(yè)效率。