摘要
化工行业生产环境复杂、高危区域密布，人员安全管理长期面临“人在哪难知、环境干扰强、人员管控难”三大痛点。2026年7月1日，应急管理部强制性行业标准《“工业互联网+危化安全生产”建设规范 第3部分：人员定位》（AQ 3064.3-2025）正式实施，标志着人员定位系统已成为化工企业的刚性合规要求。本文从化工场景的特殊需求出发，系统分析UWB、蓝牙、LoRa、北斗等主流定位技术的特点与适用场景，重点论述基于多源融合定位的系统架构设计、工业级防护设备选型及核心功能实现，为化工企业人员定位系统的规划与建设提供技术参考。
关键词：化工厂；人员定位；UWB；蓝牙；融合定位；安全生产
一、引言
化工生产涉及大量易燃易爆、有毒有害物质，反应釜、储罐区、管廊等区域存在高温、高压、多粉尘等风险因素。传统的人员管理模式依赖人工巡检和纸质记录，无法实时掌握人员在厂区内的确切位置与分布状态。一旦发生泄漏、火灾或爆炸事故，救援人员往往需要花费十几分钟甚至更长时间才能确定被困人员位置——这个时间窗口对于化工事故救援而言，可能意味着生与死的差别。
随着物联网、大数据和高精度定位技术的成熟，人员定位系统正在从“可选”走向“必配”。AQ 3064.3-2025标准的落地实施，进一步明确了人员定位系统的技术要求和功能规范，要求人员定位应覆盖企业生产区内的所有人员，相关数据存储时长不少于1年。在此背景下，如何根据化工场景的特殊性选择合适的技术方案，成为行业关注的焦点。
二、化工场景对定位技术的特殊要求
化工厂区对人员定位系统的要求远高于普通室内场景，主要体现在以下三个层面：
2.1 极端复杂的电磁环境
化工厂区多为钢结构建筑，密集的金属管线、厚重的混凝土墙体以及大量运转的机电设备构成了极其复杂的电磁环境。传统GPS信号在室内完全失效，普通无线定位技术在金属屏蔽和电磁干扰的双重影响下，定位误差动辄达到5至10米，甚至出现信号完全断连的情况。定位技术必须具备强抗干扰能力，能够在多径效应显著的环境中保持稳定工作。
2.2 严格的防爆与防护要求
化工生产区域涉及易燃易爆介质，所有进入现场的电子设备必须满足防爆要求。定位基站和定位标签需取得相应的防爆认证，如Ex ib IIC T4 Ga级或更高级别。同时，设备需具备IP67及以上的防护等级，支持防水、防尘、抗冲击，工作温度范围需覆盖-30℃至+70℃，存储温度覆盖-40℃至+80℃，以适配北方寒冷地区及化工车间的高温高湿环境。
2.3 室内外一体化的连续定位需求
化工园区通常包含室内车间、室外管廊、储罐区、装卸区等多种场景，人员活动轨迹跨越室内外。系统需要实现室内外定位的无缝切换，避免信号断点导致的人员“丢星”或位置跳变。这对定位技术的融合能力和切换算法的平滑性提出了较高要求。
三、主流定位技术对比与选型分析
目前化工厂人员定位领域的主流技术包括UWB（超宽带）、蓝牙、LoRa、北斗/GNSS等，各有其技术特点与适用边界。
3.1 UWB超宽带定位技术
UWB通过纳秒甚至亚纳秒级的极窄脉冲信号进行通信，通过精确测算信号飞行时间（TOF）来确定距离，配合多个定位基站可实现厘米级高精度定位。其核心优势在于：定位精度可达10至50厘米（工业级可达5厘米以内）；抗干扰能力强，可穿透墙壁、地板、金属设备等障碍物；延迟低于100毫秒，满足实时性要求。
UWB的局限性同样明显：设备成本较高，基站单价是蓝牙基站的3至5倍；部署周期相对较长，需大量外接电源线和网络线。因此，UWB更适合部署在反应釜区、重大危险源等需要高精度管控的核心高风险区域。
3.2 蓝牙定位技术
蓝牙定位分为RSSI（信号强度）和AoA（到达角）两种技术路径。RSSI方案通过信号强度估算距离，精度为2至5米；AoA方案基于蓝牙5.1技术，精度可达分米级至亚米级（0.5至1米）。蓝牙方案的成本仅为UWB的三分之一左右，功耗极低，信标续航可达2至5年。
蓝牙的局限性在于信号在金属环境中衰减明显，RSSI方案易受环境干扰影响定位稳定性。因此，蓝牙更适合办公区、中控室、普通仓库等对精度要求不高的区域。
3.3 LoRa远距离通信技术
LoRa是一种低功耗广域网通信技术，支持数公里级远距离通信，在化工厂开阔厂区或多楼栋场景中可稳定传输定位数据，且功耗低、抗干扰能力强。LoRa通常不单独作为定位手段，而是作为“数据传输桥梁”，将分散部署的定位基站采集的数据汇聚上传。
3.4 北斗/GNSS卫星定位
北斗/GNSS适用于室外开阔区域的定位，在室内或卫星信号薄弱区域则失效。通过北斗RTK差分增强技术，室外定位精度可达1至3米。北斗方案常与室内定位技术结合，实现室内外无缝定位。
四、系统架构设计
化工厂人员定位系统采用分层架构设计，确保数据从采集、传输、解算到应用的全链路高效运转。目前主流架构包括五层架构（感知层-网络层-引擎层-功能层-应用层）或三层架构（设备层-分析层-呈现层）两种范式。本文以更具技术深度的五层架构展开论述。
4.1 感知层
定位终端以定位标签（工牌、安全帽等）为核心载体，内置UWB/蓝牙/北斗多模定位模块，同时集成SOS一键报警、低电量预警等功能。终端需满足IP67防护等级，具备耐酸碱、抗冲击特性。部分高端终端还可扩展气体监测等附加功能。
辅助设备包括UWB定位基站、蓝牙信标等。基站需具备工业防爆等级，部署在车间、通道、高危区域周边，实现全覆盖无死角。基站可根据部署区域是普通区域还是易燃易爆区域选择防爆型和非防爆型。
4.2 网络层
网络层负责将感知层采集的位置数据稳定传输至上层，采用“有线+无线”融合传输方式。对于新建厂房或布线条件好的区域，可采用有线组网保证传输稳定性；对于老旧装置区、防爆区域或不便大规模布线的场景，采用LoRa、5G等无线组网方式。LoRa技术凭借数公里级通信距离和低功耗特性，在化工厂开阔厂区或多楼栋场景中优势显著。
4.3 引擎层
引擎层是系统的“大脑”，由自研定位引擎对原始位置数据进行实时解算、滤波优化和坐标转换。定位算法需针对化工场景的多径效应和电磁干扰进行专门优化，采用自适应滤波与环境补偿技术，确保在复杂工业场景下保持定位稳定。引擎层同时提供标准化的平台开发接口和控制台服务，支撑上层功能开发。
4.4 功能层
功能层实现各类业务功能的逻辑封装，包括实时定位、电子围栏、智能巡检、历史轨迹、人员管理、告警管理等模块。各模块通过标准化接口与引擎层交互，形成“数据采集→智能分析→业务应用”的闭环体系。
4.5 应用层
应用层面向化工企业安全管理、生产管理、应急管理等核心场景，提供可视化的应用功能模块，支撑Web端、移动端及大屏端的多终端展示。核心应用包括安全生产“一张图”展示、危险作业管理、承包商管理、风险预判与隐患排查、应急指令传达与疏散引导等。
五、关键设备与工业级防护设计
5.1 防爆定位基站
定位基站是系统的基础设施，部署于厂区各区域。基站需根据部署位置选择不同的防爆等级：部署于易燃易爆区域的基站须采用隔爆型设计（如Ex d IIC T6 Gb），外壳能承受内部爆炸并阻止火焰传播；防护等级至少达到IP67。基站工作温度范围覆盖-30℃至+70℃，确保在极端气候条件下稳定运行。
5.2 定位标签
定位标签由现场作业人员随身佩戴，可集成于安全帽、工牌或便携设备中。标签需满足以下核心指标：
- 防爆等级：不低于Ex ib IIC T4 Ga级
- 防护等级：IP67及以上，支持防水、防尘、抗冲击
- 工作温度：-30℃至+70℃
- 续航能力：单次续航可达一周以上；超宽带信标续航可达数年
- 功能集成：SOS一键报警、低电量预警、声光震动警示
5.3 数据安全与冗余设计
化工厂人员定位数据涉及企业生产安全核心信息，系统需建立完善的数据安全机制。数据传输采用AES加密技术，防止数据被窃取或篡改；采用分布式数据库存储，支持数据异地备份；数据存储周期满足AQ 3064.3-2025标准要求（不少于1年），并支持数据上传至化工园区监管平台。
六、核心功能与应用场景
6.1 实时定位与轨迹追溯
系统通过多源融合定位技术，在数字地图上实时显示所有人员的位置分布状态。管理人员可查看任一人员的活动轨迹，支持倍速回放，直观查看人员停留时间、作业区域。当巡检人员未按规定路线巡检或在高危区域停留时间过长时，系统自动预警。
6.2 电子围栏与分级管控
针对储罐区、危化品仓库等高危区域，系统支持设置多维度电子围栏。围栏类型包括越界、滞留、离岗、静止等多种。权限分级机制严格划分人员的进入权限：普通员工无高危区进入权限、巡检人员仅在巡检时间段有临时权限、管理人员需审批后方可进入。未授权人员靠近或进入高危区域时，系统立即触发声光报警，并向后台和管理人员手机推送报警信息。系统可联动视频监控设备聚焦报警区域，实时查看现场情况。
6.3 人员聚集监测与风险预警
系统可精准监测特定区域的人员密度，支持自定义管控区域、报警阈值及进出权限。密度超限时自动触发多级预警（黄、橙、红三级）并追踪聚集态势。预警事件全程记录，便于回溯分析与管理优化。
6.4 一键SOS与应急联动
化工企业突发气体泄漏、火灾、爆炸等事故时，系统可快速响应。员工遭遇异常情况时，长按定位卡按钮3秒即可触发求救信号。系统在10秒内锁定受困人员位置，结合厂区地图规划疏散路线，为救援争取宝贵时间。AQ 3064.3-2025标准要求一键报警需在5秒内推送。
6.5 作业流程数字化管控
系统实现巡检、特殊作业等流程的数字化管控，替代传统纸质记录方式。企业在开具电子作业票时可同步划定电子围栏，实时显示作业人员位置，发现异常立即自动报警。巡检完成率、作业合格率可实时统计并导出报表。通过分析人员工作轨迹，可优化作业路线、合理分配人力资源。
七、部署实施与选型建议
7.1 分阶段部署策略
化工厂人员定位系统的部署可采用分阶段推进策略：先在高风险区域布设UWB信标，再扩展蓝牙信标覆盖办公区等一般区域，最后搭建LoRa或5G传输网络。这种“重点突破、逐步扩展”的方式可有效控制初期投入，降低对生产的干扰。
7.2 现场调研与方案定制
化工企业场景差异大，部署前需进行充分的现场调研，明确定位区域范围、高危区分布、作业流程要求等信息。例如：储罐区多金属遮挡，需增加基站部署密度；长距离管廊作业，需采用LoRa+UWB融合传输方式保障信号覆盖。
7.3 合规性要点
根据AQ 3064.3-2025标准要求，已部署人员定位系统的企业需在2026年7月1日前完成迭代升级。关键合规指标包括：
- 定位精度：蓝/黄区静态≤3米、动态≤5米；红/橙区需更高精度
- 数据上报频率：不低于30次/分钟
- 页面响应：≤1秒
- 位置更新：≤5秒
- 室内外切换延迟：≤3秒
- 系统校准：每年至少一次
7.4 选型核心考量
选择人员定位系统时，应重点关注以下维度：一是融合能力——能否支持UWB/蓝牙/北斗等多技术按需组合；二是工业适配性——设备是否通过防爆认证、防护等级是否达标；三是落地经验——供应商在化工行业是否有成熟的项目积累；四是扩展性——方案是否预留与园区现有安全管控系统对接的能力。
八、结语
化工厂人员定位系统已从锦上添花的数字化工具，演进为保障安全生产的刚性基础设施。面对化工场景极端复杂的电磁环境、严格的防爆要求和室内外一体化的连续定位需求，单一技术方案难以全面胜任。以UWB高精度定位为核心、蓝牙低成本广覆盖为补充、北斗/GNSS填补室外盲区、LoRa保障远距离传输的多源融合方案，兼顾了安全刚需与投资效益，已成为行业主流选择。
随着AQ 3064.3-2025等强制性标准的落地实施，化工企业应抓住窗口期，科学规划、分步实施，以人员定位系统为抓手，推动安全管理从“人防”向“智防”、从“事后追溯”向“事前防控”的转型升级
