北斗時(shí)空智能在重慶智慧城市建設(shè)中的應(yīng)用

文| 丁菲 彭亮

千尋位置網(wǎng)絡(luò)有限公司

一、引言

隨著城市化的持續(xù)發(fā)展，城市成為經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重要舞臺(tái)，但城市化進(jìn)程的逐步加速同時(shí)也對(duì)城市管理的能力提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。城市的快速發(fā)展直接帶來了城市人口的增長(zhǎng)、公共事務(wù)的增加以及公共服務(wù)需求的膨脹，更為重要的是，城市要素的增加提升了城市的復(fù)雜性，形成了各種各樣困擾城市正常運(yùn)轉(zhuǎn)的問題，比如交通擁堵、治安混亂、環(huán)境污染和資源短缺等，這就要求城市管理和運(yùn)行的優(yōu)化升級(jí)。

通過對(duì)城市問題的分析可以發(fā)現(xiàn)，引發(fā)各類問題出現(xiàn)的核心原因是大量的人口聚集與有限的資源之間的矛盾。因此，在城市快速擴(kuò)張的過程中，面對(duì)無所不在的規(guī)模壓力，就要求城市治理的模式，從粗放式管理不斷邁向精細(xì)化管理，從以往靠人治理逐步轉(zhuǎn)變到靠數(shù)據(jù)治理。通過數(shù)字化的手段，對(duì)城市有限的資源進(jìn)行動(dòng)態(tài)均衡的分配和精細(xì)化管理，因此需要更精確的空間分辨率和精準(zhǔn)的時(shí)間分辨率作為支撐。

北斗時(shí)空智能以北斗系統(tǒng)為基礎(chǔ)，提供高精準(zhǔn)的實(shí)時(shí)定位和授時(shí)、高清晰的動(dòng)態(tài)地圖等服務(wù)，其恰恰是城市開展精細(xì)化管理的關(guān)鍵能力。在統(tǒng)一的時(shí)空基準(zhǔn)下，北斗時(shí)空智能可以自然實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的匯聚融合，驅(qū)動(dòng)大量智能設(shè)備感知城市的變化，賦能智慧應(yīng)用助力城市更新，催生各種各樣的新應(yīng)用、新場(chǎng)景，服務(wù)城市精細(xì)化管理。本文將以重慶“北斗+新型智慧城市”示范項(xiàng)目為例，詳細(xì)介紹北斗時(shí)空智能在智慧城市中應(yīng)用方案及取得的應(yīng)用效果。

二、北斗時(shí)空智能在重慶智慧城市中的應(yīng)用案例

1.項(xiàng)目背景

重慶“北斗+新型智慧城市”是重慶市北斗綜合應(yīng)用示范項(xiàng)目的專項(xiàng)建設(shè)內(nèi)容，項(xiàng)目以重慶市長(zhǎng)壽區(qū)為試點(diǎn)，構(gòu)建北斗高精度位置管理共性服務(wù)系統(tǒng)，聚焦城市治理方向，部署各類北斗智能終端，落地與精準(zhǔn)時(shí)空強(qiáng)相關(guān)的各類新型智慧城市應(yīng)用場(chǎng)景。項(xiàng)目以時(shí)空信息為基礎(chǔ)，匯聚長(zhǎng)壽區(qū)內(nèi)的各類時(shí)空相關(guān)數(shù)據(jù)，構(gòu)建與物理城市共存、全域感知、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)、互聯(lián)協(xié)同的數(shù)字城市，提升重慶長(zhǎng)壽的城市智能化、精細(xì)化管理水平。

2.建設(shè)內(nèi)容

1）建設(shè)了1 個(gè)北斗高精度位置管理共性服務(wù)系統(tǒng)?；诮y(tǒng)一的時(shí)空基準(zhǔn)，以精準(zhǔn)時(shí)空服務(wù)為核心，結(jié)合大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等新一代信息技術(shù)，實(shí)時(shí)匯集、分發(fā)城市各種時(shí)空信息，形成動(dòng)態(tài)感知、互聯(lián)協(xié)同的信息服務(wù)系統(tǒng)。系統(tǒng)由高精度服務(wù)子系統(tǒng)、終端設(shè)備管理服務(wù)子系統(tǒng)、高精度地圖引擎、二三維一體化地圖引擎和高精度城市運(yùn)行管理子系統(tǒng)組成，通過標(biāo)準(zhǔn)接口接入各類智能化應(yīng)用系統(tǒng)，并提供時(shí)空數(shù)據(jù)匯聚、處理、共享、分發(fā)等信息服務(wù)，是各示范應(yīng)用的基礎(chǔ)支撐系統(tǒng)，是智慧城市共性能力服務(wù)系統(tǒng)之一（圖1）。

圖1 北斗高精度位置管理共性服務(wù)系統(tǒng)

2）部署了數(shù)千套的北斗智能終端?；诒倍犯呔任恢霉芾砉残苑?wù)系統(tǒng)，北斗智能化終端采用云端一體化技術(shù)，通過在云上部署各類精準(zhǔn)定位及多源融合算法、服務(wù)和豐富的數(shù)據(jù)資源，降低“端”精準(zhǔn)時(shí)空服務(wù)的使用門檻或提升服務(wù)體驗(yàn)，適配和部署兩千多套北斗智能終端，服務(wù)于各類智能化創(chuàng)新應(yīng)用，基本形成對(duì)城市細(xì)微變化的感知能力，實(shí)現(xiàn)物理城市在數(shù)字城市中的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)映射。

3）開展了多個(gè)典型場(chǎng)景智能化應(yīng)用。依托高精度位置管理共性服務(wù)系統(tǒng)，聚焦城市治理方向，落地交通運(yùn)營(yíng)、安全監(jiān)測(cè)、綠色城管、水域巡檢等各類場(chǎng)景應(yīng)用，將精準(zhǔn)時(shí)空能力廣泛應(yīng)用于城市管理，提升城市智能化應(yīng)用水平。

3.應(yīng)用場(chǎng)景

（1）交通運(yùn)營(yíng)管理

建成了1 套交通運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái)（圖2）。通過為長(zhǎng)壽區(qū)的貨運(yùn)車、出租車、網(wǎng)約車、班線客車、公交車等運(yùn)營(yíng)車輛安裝高精度定位設(shè)備和實(shí)時(shí)視頻傳輸終端，該平臺(tái)建立起人、車、企業(yè)的檔案數(shù)據(jù)信息，記錄車輛基本屬性信息，以及車輛高精度位置信息和車輛軌跡。借助北斗高精度位置管理共性服務(wù)系統(tǒng)提供的高精度定位服務(wù)、高精度地圖和時(shí)空智能計(jì)算等手段，該平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)壽區(qū)交通運(yùn)行及交通安全的管控，提升了長(zhǎng)壽區(qū)交通局智能化管理水平。

圖2 交通運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái)

（2）城市管理

建成了1 個(gè)城市管理平臺(tái)（圖3）。該平臺(tái)可賦能作業(yè)車輛（執(zhí)法車、環(huán)衛(wèi)車、園林車）、作業(yè)人員（執(zhí)法人員、環(huán)衛(wèi)人員）高精度定位能力，依托北斗高精度定位技術(shù)與移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對(duì)城管部門所涉及到的環(huán)衛(wèi)對(duì)象進(jìn)行全過程實(shí)時(shí)管理，合理設(shè)計(jì)規(guī)劃環(huán)衛(wèi)管理模式，提升環(huán)衛(wèi)作業(yè)質(zhì)量，降低環(huán)衛(wèi)運(yùn)營(yíng)成本，提升環(huán)衛(wèi)的精細(xì)化管理、規(guī)范化作業(yè)、智能化考核水平，讓環(huán)衛(wèi)工作變得有序、有效、可控。基于該平臺(tái)，管理人員也可以全面、實(shí)時(shí)、透明的掌握?qǐng)?zhí)法車輛和人員的實(shí)時(shí)位置情況，統(tǒng)籌調(diào)配資源，多級(jí)協(xié)同處理，針對(duì)突發(fā)事件可快速反應(yīng)，最大限度地提高應(yīng)急處理能力。

圖3 城市管理平臺(tái)

（3）安全監(jiān)測(cè)

建成了1 個(gè)安全監(jiān)測(cè)平臺(tái)（圖4）。該平臺(tái)結(jié)合長(zhǎng)壽區(qū)地質(zhì)條件，依托北斗高精度位置管理共性服務(wù)系統(tǒng)提供的覆蓋長(zhǎng)壽區(qū)域的精準(zhǔn)時(shí)空公共服務(wù)能力，為整個(gè)長(zhǎng)壽區(qū)提供統(tǒng)一的監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)，每個(gè)測(cè)區(qū)無需另外進(jìn)行基準(zhǔn)站建設(shè)，同時(shí)使用高精度后處理算法和云端一體化監(jiān)測(cè)終端，解決長(zhǎng)基線處理、大規(guī)模并發(fā)、特殊場(chǎng)景亞毫米級(jí)精度等技術(shù)難題，大幅度降低監(jiān)測(cè)點(diǎn)的投入成本，實(shí)現(xiàn)城市中城市橋梁、水利大壩、危舊房屋等各種監(jiān)測(cè)體大規(guī)模接入。通過建立一套高效率、高集成度、高可靠性的安全監(jiān)測(cè)平臺(tái)，打造適配長(zhǎng)壽區(qū)的監(jiān)測(cè)模型，綜合管理分析各類監(jiān)測(cè)體數(shù)據(jù)，為城市公共安全、防災(zāi)減災(zāi)能力的建設(shè)提供預(yù)警和有力的決策支持。

圖4 安全監(jiān)測(cè)平臺(tái)

（4）水域巡檢

建成了1 個(gè)水域巡檢平臺(tái)（圖5）。該平臺(tái)在河道巡檢中綜合運(yùn)用“高精度定位”“無人機(jī)自主起降飛行”“視覺智能識(shí)別”三大前沿技術(shù)，為長(zhǎng)壽區(qū)試點(diǎn)水域和河段，創(chuàng)建了一套創(chuàng)新性、高效率、智能化的水域巡檢系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)水面垃圾、污水排放、違章建筑和違規(guī)采砂現(xiàn)象進(jìn)行識(shí)別。該平臺(tái)從無人機(jī)接到巡檢任務(wù)開始至污染物識(shí)別完畢，做到全鏈路無人化、智能化、高效化，比傳統(tǒng)水域巡檢的巡檢效率提高了3 倍以上。人力成本方面，相比于傳統(tǒng)的以人力為主的巡檢方式，人力成本降至20%。

圖5 水域巡檢平臺(tái)

4.項(xiàng)目效益

1）沉淀價(jià)值數(shù)據(jù)，改善人口與資源的供需矛盾，提升長(zhǎng)壽區(qū)城市管理精細(xì)化水平。北斗時(shí)空智能賦能城市管理，實(shí)現(xiàn)城市要素厘米級(jí)數(shù)字化表達(dá)，形成全域、全要素、高精度、動(dòng)態(tài)的數(shù)字孿生世界，展現(xiàn)城市關(guān)鍵指標(biāo)、關(guān)鍵事件的處置進(jìn)度和處置結(jié)果，沉淀城市價(jià)值數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)協(xié)調(diào)、動(dòng)態(tài)可視、全生命周期的主動(dòng)管理，改善海量的城市人口和稀缺的城市資源之間的供需分配矛盾。

2）打通關(guān)鍵鏈路，減少城市資源內(nèi)耗，樹立宜居、安全、暢通的城市印象，惠及民生。北斗時(shí)空智能賦能城市智慧化應(yīng)用，依托北斗時(shí)空共性服務(wù)平臺(tái)和豐富的北斗智能感知終端，匯聚精準(zhǔn)、實(shí)時(shí)、全量數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)城市管理亂像治理、水域生態(tài)環(huán)境保護(hù)、交通出行順暢便捷、房屋居住安全保障，打通城市服務(wù)關(guān)鍵鏈路，減少人民生命財(cái)產(chǎn)損失，惠及民生，樹立宜居、安全、暢通的城市印象。

3）落地創(chuàng)新示范應(yīng)用，帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型，優(yōu)化城市資源配置，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。北斗時(shí)空智能賦能城市產(chǎn)業(yè)，基于北斗示范項(xiàng)目的建設(shè)，引入北斗高精度能力，結(jié)合北斗產(chǎn)業(yè)上下游的生態(tài)協(xié)同能力，形成北斗芯片、硬件、操作系統(tǒng)、人才與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的土地、資本、勞動(dòng)力等生產(chǎn)要素深度融合。通過技術(shù)革新、管理創(chuàng)新與業(yè)務(wù)重構(gòu)，實(shí)現(xiàn)城市資源的優(yōu)化配置和產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

三、結(jié)語

城市化是人類發(fā)展的必然趨勢(shì)，智慧城市也順應(yīng)潮流，成為應(yīng)對(duì)城市問題的重要舉措。隨著城市化的發(fā)展以及各類技術(shù)的演進(jìn)，在不同的階段，智慧城市對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施需求的側(cè)重點(diǎn)也在不斷發(fā)生變化。面向智能終端在城市內(nèi)與人共存的時(shí)代，時(shí)空能力將作為水電煤一樣的基礎(chǔ)設(shè)施，在應(yīng)對(duì)城市各類治理問題、助力城市開展精細(xì)化管理等方面起到關(guān)鍵作用。

在重慶“北斗+新型智慧城市”示范應(yīng)用中，通過廣泛部署北斗智能終端，感知城市運(yùn)行的動(dòng)態(tài)變化，開展北斗+ 新型智慧城市的多個(gè)子應(yīng)用，形成城市運(yùn)行中時(shí)空信息數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通，打破了時(shí)空信息使用的部門壁壘和技術(shù)門檻，為城市管理精細(xì)化、數(shù)字化、智慧化提供時(shí)空信息基礎(chǔ)支撐，從而提升城市整體協(xié)同運(yùn)營(yíng)水平，推進(jìn)重慶新型智慧城市建設(shè)和北斗產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

未來，隨著以北斗時(shí)空智能助力智慧城市建設(shè)的需求在全國(guó)范圍內(nèi)不斷涌現(xiàn)，在國(guó)家數(shù)字化發(fā)展戰(zhàn)略指引下，北斗時(shí)空智能具有更加廣闊的發(fā)展前景。后期可以以應(yīng)用場(chǎng)景為驅(qū)動(dòng)，不斷在城市內(nèi)構(gòu)建各類時(shí)空智能應(yīng)用，最大化發(fā)揮時(shí)空智能精準(zhǔn)、敏捷、無所不在的時(shí)空特性，促進(jìn)北斗時(shí)空智能在智慧城市中的規(guī)模化發(fā)展，北斗時(shí)空智能也將實(shí)現(xiàn)更深層次、更加廣泛的應(yīng)用，其重要的應(yīng)用價(jià)值也將不斷凸顯。