智慧工地空間位置服務-人員、車輛、物資定位

智慧工地通過物聯網、大數據、云計算、人工智能等一代信息通信技術，對施工現場人員管控、物料管理、邊界預警、可視化運營等不同環節，實現數字化、網絡化、智能化管理。

一、問題和挑戰：

智慧工地無論是網絡通訊、視頻監控、還是位置監控的需求，都是隨著工地建設逐步推進的。環境和空間伴隨著建設不斷變化，通訊、視頻監控以及位置監控設備要盡可能快速適應，并且可以多次使用以及快速部署。

二、位置需求及解決方案：

施工區域：工地工作作業面；

非施工區域：工地非施工作業面

1.    人員定位-施工區域及非施工區域位置信息

2.    車定位-施工區域及非施工區域位置信息

3.    物資-施工區域及非施工區域位置信息

4.    人/車之間施工區域相對安全距離

5.    施工區域危險區域安全電子圍欄

6.    人員及車輛施工區域實時工地分布情況

傳統TDOA三角定位解決方案弊端：

1.    需要工業現場的地圖測繪，由于很多工地都是在不斷施工中，無法一開始就建立全貌的地理信息地圖；

2.    定位基站坐標需要精準標定。由于整個施工過程是不斷推進，基站根本不具備坐標標定的可能性；

3.    伴隨工地施工進展，傳統方案也不支持定位基站移動和快速部署的特點；

4.    每個定位點都必須保證至少三個基站可視，才能實現電子圍欄的功能，工地現場環境無法保證；

5.    需要在現場部署算法引擎服務器作為定位解算，不支持前端基站定位解算，需要通過部署本地服務器上云，工地項目沒有辦法落地；

6.    傳統定位廠家UWB定位基站不支持WiFi4G，LORA等，窄帶物聯網就更不支持，需要采用有線網絡通訊，工地現場部署工作量極大；

工地施工區域隨著作業面不斷調整和推進，施工區域實現精細網格化定位管理，實現人員車輛的精細化區域管理以及安全電子圍欄功能。

工地非施工區域利用定位基站實現大范圍區域覆蓋，實現以基站為中心的網格化管理。

方案優勢：

1.    方便部署、高性價比；可多次使用，具備移動快速部署特點；

2.    供電及通訊問題：采用無線通訊的方式，推薦蜂窩通訊4G網絡，或者LORA無線自組網；

3.    管理平臺可部署在云端，現場無需部署服務器；

4.    定位基站支持大范圍覆蓋（200-300米半徑），基站可以移動部署；

5.    基站供電：外部供電，地上可以采用太陽能供電，地下可以電池供電；節電工作模式；

6.    基站通訊：地面可以基于4G/WIFI，地下可采用LoRa自組網；

7.    基于場景化定位，而非傳統坐標定位：無需現場地圖測繪，無需定位基站坐標標定；

基于UWB高精度定位技術的精細網格化區域定位，可以解決智慧工地位置管理痛點：

1.    無需現場工地的地理信息測繪，可以完全脫離地圖使用

2.    支持工地不斷推進，基站和定位系統快速移動部署及實施

3.    適用任何復雜的工業環境，定義任意多個管理區域網格，最小區域網格3平方米，可擴展至區域網格150*150平方米

4.    定位網格區域無需基站可視，只需收到UWB信號即可

5.    區域邊界采集定義：簡單、直觀、準確、任意定義，可以脫離地圖完成

6.    定位基站數量不及傳統TDOA方案的五分之一，定位基站無需坐標標定，實施成本更是大大降低

7.    定位基站內置定位算法，現場無需定位引擎服務器

8.    定位基站支持WiFI、4G以及LORa無線通訊，對于復雜的地下空間，可以采用LORA無線通訊上報定位結果信息

9.    定位基站支持MQTT接口方式上報位置信息，方便和智慧工地大平臺集成

人員實時區域定位：隨時查看施工人員的實時區域位置、人員動態、各個工種的分布情況等信息，便于管理人員及時掌握相關信息，確保人員安全，提高調度效率。

人員移動追蹤：對于工作的考核、崗位監管方面，進出某區域的時間、在某區域停留時長等數據，便于監督管理，優化工作流程。

物資區域定位管理：保護貴重物資、防護危險品的功能。通過定位物資區域位置，可對物資進行高效管理，提高調用效率。

車輛區域定位管理：運輸車輛的基于GPS/北斗的車輛軌跡管理，以及基于區域定位技術的區域精準定位，實現車輛的施工區域管理。

區域安全電子圍欄：危險區域設置電子圍欄，人員未經授權進入該區域、超時滯留或者長時間靜止不動，系統會發出預警信息，提醒管理人員關注人員安全，防止發生施工意外。

區域崗位考勤：施工人員定位系統可查看人員的上崗/離崗時間、工作時長、工作內容是否達標等數據，方便管理人員進行統計，實現智能考勤與工作考核。

區域數據統計：統計在線總人數、動態分布、可以在LED顯示大屏上自定義投放需要展示的相關數據，比如施工現場各個類型施工人員的數量、各區域分布的人員數量等信息，便于人員調度與施工項目進度的查詢與管理。

精細網格化定位系統快速移動部署的特點，適用智慧工地進度不斷推進過程中，現場人/車/物實時定位以及電子圍欄、區域數據統計等功能，是智慧工地位置服務的最優性價比解決方案。

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