南京沃旭通讯顾全：5G+UWB在智慧电厂的应用与实践

“5G+UWB方案优势，第一是5G驱动，5G+MEC边缘服务器，具有更好的网络安全，提供了更低延时。另外是双网定位融合，整个项目实施费用下降了70%。对于电厂未来的发展，5G提供了更好的数据通路。此外，通过我们在智慧电厂中数据的综合平台的整合，将人、事、位置、时间这些东西关联起来，相当于实现了数据的互通，信息共享，消除了原有的信息孤岛。”

——南京沃旭通讯科技有限公司副总经理顾全

4月27日，华北电力大学技术转移转化中心与中关村华电能源电力产业联盟联合主办的2021年智慧电厂论坛（第一期）在广东深圳成功举办。在4月28日举办的《大数据+5G赋能智慧电厂》分论坛上，南京沃旭通讯科技有限公司副总经理顾全发表了以《5G+UWB在智慧电厂的应用与实践》为主题的演讲。

直播专题:2021年智慧电厂论坛（第一期）

文字实录如下：

顾全：各位领导，各位嘉宾，大家上午好！非常荣幸参加这次智慧电厂论坛的会议。今天我要与大家分享5G+UWB技术在智慧电厂的应用与实践。

在介绍应用实践之前，请允许我简单介绍公司。南京沃旭是全球领先的位置服务IOT方案上，我们公司2011年是国内首家商业合作伙伴，从2011年到2015年，我们一直专注于UWB技术的研发，2015年下半年，我们将工作中心转移到了市场推广上，并且在2016年，在应用上得到一定突破，开始进入化工、工业4.0、智慧运动电力等行业领域。同样是在2016年，我们完成了国内首家智慧电厂人员定位相关系统应用，我们与科研合作，将UWB技术应用于智慧电厂人员定位领域，得到了很好的实验效果。在2016年，我们也得到了市场认可，获得了市场资金的融入。2017年，通过了国家高新技术企业的认定，同年成为了国家科技部中德政府间科技创新合作唯一定位服务合作商。2019年我们成为了华为智慧园区合作伙伴，与华为共同开发了AP+UWB的双网合一方案，并且得到很好的应用和推广。同年我们也将蓝牙AoA、蓝牙Beacon等技术融入到了UWB平台，在不同场景下形成了优势互补。2020年是特殊的一年，因为疫情，同年5G技术应用在多个行业领域也得到了爆发式增长，尤其是在智慧电厂这一块，也就是这一年沃旭突破自我，不断创新，与国家能源集团及下属单位一起共同建设了泰州电厂，首次将UWB技术与5G进行融合，实现了电厂人员智慧化管理系统。

沃旭通过这么多年的努力，持续发展，获得了行业和市场一定的认可。我们公司核心研发团队所有地方成员都是有10年以上的无线通讯相关技术的应用与研发经验。在公司持续发展过程中，我们也注重各项资质与核心资质产权获取，累计总共有60多项，服务的客户群体也遍布全球50多个国家和地区，成功交付的案例目前累计1200多个。

我们立足于位置感知，不止于位置感知。首先在技术层面，物理感知层，以UWB为主，将蓝牙Beacon、AoA、5G、WIFI6等技术融合进来，形成技术融合和创新，在业务平台层面，我们与MES、WMS等标准进行对接，利用视觉识别、AI算法、云服务等先进技术进行技术整合，来提升整体系统服务能力。关于我们公司简单的介绍就到这里，接下来我就针对电力生产安全方面的痛点做总结，相信大家在昨天的会议上也听到了很多关于智慧电厂中人员安全的需求和解决方案，我总体提炼为几个方面。

人员安全管理目前来说还是着重于外委人员的安全管理上，因为外委人员普遍素质都不是特别高，尤其是现场作业规范，到岗到位情况和行为追溯，目前管控力度和管控效率不是很高，我们将人员位置信息与现场的作业和摄像头技术进行整合，来解决痛点，痛点分为几个方面，一是场内人员在岗巡检的情况无法做到实时掌握，刚才几个专家也介绍了机器人巡检，相信在未来机器人和人的综合巡检，会成为行业标准。另外是关于外巡人员的作业情况，目前厂里一般是通过安全监管、工作票来进行管控，当然这些管控会缺乏实时性，管控效率也相对薄弱。针对这种我们提出了以下的解决方案：

利用位置感知加三维可视化系统，再结合现场现有的摄像头、人脸识别和门禁，以及电厂中的两票系统进行整合，我们实现了人员在岗管理、智能安全管控，其中我们会通过位置信息，结合三维可视化，将现场的情况通过数字孪生的手段，映射到管理者面前，达到实时监管的目的。

两票三制是电厂安全生产的基本保障，原有的作业票和工作票是纸质化的，信息传递和追溯相对来说效率不高，结合我们的位置数据技术，可以将原有的这套东西结合三维呈现的方式，将两票变成电子化的两票，同时赋予时间和空间的信息。我们可以通过位置数据做一些类似于自动生产相关的电子围栏，基于人员信息、位置数据的感知，自动识别它的准入权限，还有可以自动识别到旁边是否有监管人员陪同，是否有人员滞留等，这些都是通过我们赋予的位置信息和感知来进行判断的。人员巡检现在也有一些场景是可以用巡检机器人替代的，但是还有一些场景目前来说还需要人工做巡检，所以人员巡检关于巡检的进度和是否有漏检漏报，还需要人员定位技术来提供补充。左边两张图是在泰州电厂上实施的效果。

简单跟大家介绍什么是UWB技术，UWB技术相对于传统的无线载波通讯有一定区别，在频率上，UWB技术是有更高的带宽，所以叫超带宽，在时域上，表现为脉冲式信号，它更容易捕捉到达时间，有了精准的到达时间之后，可以算出发射源和接收地之间的精准距离，通过多个接收机的信息捕获，可以算出当前发射源的精准位置。可以看到右边的图，通过人员佩戴特定的UWB电子标签，会按照一定的频率来发送脉冲信号，现场部署的基站会将信号捕捉完传到服务器上进行检算，最终提供给上层当前目标准确的位置。UWB经过这么多年的发展，在国内也形成了一定的标准和普及，也就是在最近，国内形成了相关的行业联盟。

因为在座各位专家对5G应用相信比我要有更深入的理解，所以我简单把5G与UWB结合的特点列了一下，其中非常关键的是5G本身具有更高传输速率，同时保证了一定的低延时，对于更多的设备接入，有更低的功耗，并行能力也是非常强的。所以UWB作为实时定位系统，对数据本身的可靠传输还是有一定要求的，也只有5G这样更高的传输效率和更低延时，才能满足实时定位系统对数据延时的严格要求。

5G+UWB方案架构我简单列了一下，左边是不同的架构层，其中最下面的一层展示层是基础设施，包括定位标签有定位终端，定位基站，中间层是我们将传统的有线方式变成了5G传输。再上面两层是位置定位引擎，电厂中人员管理的应用就包括了视频联动、电子围栏等等的业务层的应用。右边是物理设备的简单架构。

这里我针对5G+UWB融合组网做简单介绍，由于现在5G的设备成本还普遍偏高，相信未来经过大家在各个行业的应用，5G成本会相对下降。目前在泰州电厂用的架构还是松耦合的方式，就是在局部区域会采用PV交换机对一些节点，所谓的UWB基站进行汇聚，再通过CPE接入到PV交换机上，将节点的数据通过现有5G的信号覆盖，回传到用户中心，通过边缘服务器将现场采集的数据进行下句下沉，留在厂侧。组网的优势有几点：大大降低线路设计复杂度，尤其是大型电厂里面，面积非常广，原有电厂的有线网络改造或者增设相对困难，成本较高，通过5G可以大大降低这部分的投入费用。另外就是由于网络相对来说简单，整体的项目实施交付的进度也就上来了，随着5G发展，后续运维成本也会相应下降。

5G+UWB方案优势，第一是5G驱动，5G+MEC边缘服务器，具有更好的网络安全，提供了更低延时。其实这套有点像数据传输，我们可以通过MEC这套解决方案将数据利用局部的5G网络覆盖，把数据下沉到厂设，保证了数据安全和更低的网络延时。双网定位融合，整个项目实施费用下降了70%，5G本身满足了厂设多个技术应用，包括高清摄像头，人员定位，机器人巡检。对于电厂未来的发展，5G提供了更好的数据通路。UWB本身的数据是相对于蓝牙、WIFI等，提供了更好的位置感知精度，只有在位置精度上去了，在业务层一些逻辑判断才会得到很好的应用。另外就是原有的这些摄像头、门禁都是独立的系统，本身会有一些信息孤岛，通过我们在智慧电厂中数据的综合平台的整合，将人、事、位置、时间这些东西关联起来，相当于实现了数据的互通，信息共享，消除了原有的信息孤岛。

首个5G+UWB智慧电厂的实际应用做一个介绍，国家能源泰州电厂，全场目前均已经达到5G覆盖，总共部署了宏站13个，室内微基站96个，5G CPE120个，MEC私有部署一套。定位系统部署也是目前单体项目体量最大的智慧电厂，UWB定位基站1000台，有1000个人员标签。业务价值也说过了，它是一个行业标杆，是首个5G+UWB智慧电厂应用，另外提升了整个电厂人员及安全管理效率，也以较小的代价实现了全厂人员安全的管控。

沃旭提供了系列化产品提供智慧电厂不同场景的应用，汽机房用的是室内基站，还有室外基站，燃机和天然气我们有对应的防爆基站，针对于输煤、煤厂这些开阔区域，通过高功率基站来实现覆盖。我们的标签也有不同款式，有带信息交互的墨水屏，也有智能手表，也有普通手环和安全帽的款式，满足了各个场景的应用需求。

我们的业务平台分两个层次，第一个是左边的定位引擎，主要是提供基础位置和设备状态信息，我们有一些集成商本身需要去做深度的开发，会利用定位引擎来做融合。右边是我们自己做的管理平台，主要是将一些基础位置数据进行了二次加工，方便于一些集成商之前没有接触过人员位置，包括逻辑判断这一块，我们相当于提供了便利，所以两种模式我们都有，集成商可以根据自己本身项目的状态来进行选择。

未来，沃旭还面临着很多机遇和挑战，现有的5G+UWB是松耦合模式，相信未来5G成本降下来了，我们会和5G合作伙伴一起去开发紧耦合的设备，现场只要部署这样的5G设备，通过跟UWB模块进行结合，在未来相信整体的实施成本、设备成本还会再下降一个台阶。大家也知道，去年苹果把UWB技术纳入手机里面，三星、小米、OPPO也展示了手机对于UWB技术的支持，我相信在未来不管是TO B还是TO C市场，会有更多的智能终端手机厂商，让UWB技术纳入到设备中，所以未来智慧电厂里面的人员，可能就不需要再去额外佩戴专门的卡片，只要在手持终端机上开启位置服务，就可以体验到高精度定位的技术。

沃旭这么多年一直都深耕于电力行业应用，保持每年都有稳定的业绩增长，五大发电集团包括地方发电公司还有电力传输，中国电建等企业单位都先后与沃旭合作了示范型项目，都得到了很好的口碑，相信在未来，沃旭会在智慧电厂领域持续发力，引领定位技术在智慧电厂的应用。感谢各位领导的聆听，会后可以做一些具体的交流，也谢谢大家的指导，我的演讲到此完毕。

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