8月14-15日,2020中国车联网大会暨第十五届中国卫星导航运营商大会在深圳会展中心隆重如期开幕。本次大会由工信部与深圳市人民政府联合指导,全国商用车车联网服务联盟、广东省北斗移动物联网产业研究院、中电会展与信息传播有限公司联合主办,海王文化承办。中国交通通信信息中心智慧交通事业部总工程师徐超忠发表了《北斗技术助力数字交通发展》的主旨演讲,本文为演讲速记整理,未经演讲者本人审核。
徐超忠:各位领导、各位朋友下午好,非常荣幸,受组委会的邀请跟大家做交流和分享,我分享的主题是《北斗技术助力数字交通发展》。
一、北斗全球卫星导航系统的建设
北斗卫星导航系统是国家着眼于国家安全和经济社会发展需要,自主建设、独立运行的全球卫星导航系统。习近平总书记提出,推进北斗系统建设和应用势在必行,要统筹规划,协调机制,排查隐患,完善法律,早日实现卫星导航系统自主可控。
北斗导航系统的建设主要分三个步骤,第一步是建设双星区域有源导航系统;第二步是建设多星区域无源导航系统;第三步是建成全球导航系统。
北斗卫星导航系统的建成具有重要意义:北斗系统要“天上好用,地上用好”,切实服务国家发展和人民群众生产生活,能带来国产卫星导航应用的产业增长,支持国家经济建设,能通过应用不断发现北斗系统存在的不足,促进系统不断改进升级。
北斗卫星导航系统—北斗一号
“北斗一号”系统又称北斗卫星导航试验系统,于1994年正式立项,2000年建设完成。该系统使用有源定位,主要目的是解决导航定位系统的有无问题。“北斗一号”系统在提供定位等基本服务之外,还可提供基于北斗卫星的短报文通讯功能。
北斗卫星导航系统—北斗二号
“北斗二号”系统运用了与美国GPS系统相似的无源定位原理,同时保留了“北斗一号”的卫星短报文通信功能。“北斗二号”系统于2012年12月27日宣布对外提供正式服务。共发射22颗卫星,服务范围覆盖亚太地区,定位精度达到10米,在我国周边的重点服务区内支持卫星短报文收发功能,一次最多可发送120个汉字。
2006年国务院、中央军委启动“中国第二代卫星导航系统重大专项”,全面统筹开展覆盖全球的北斗系统建设和应用示范工作。
为做好重大专项实施工作,国务院、中央军委专门成立了“中国第二代卫星导航系统重大专项领导小组”,原总装备部为组长单位,交通运输部为小组成员单位,交通运输部综合规划司为小组联络员单位,具体的工作是通信信息中心承办。同时成立了“中国第二代卫星导航系统专项管理办公室”,也就是“北斗办”,统筹重大专项中各方向研究建设工作,该机构挂靠于原总装备部。在军队改革实施后,由军委装备发展部承担北斗方面的职能及工作。
北斗卫星导航系统—北斗三号
北斗系统的全球组网工作自2009年开始启动,至2020年6月23日已经全部成功发射所有30颗北斗三号(24颗中圆轨道(MEO)卫星、3颗倾斜同步轨道(IGSO)卫星,以及3颗同步轨道(GEO)“吉星” )全球组网卫星。按照系统建设规划,北斗三号在2018年可“一带一路”周边国家提供基本服务,交通是基础,互联互通首先要解决交通的问题。
为了配合北斗全球系统建设,推动北斗国际化应用,原总装备部组织成立了“稳步推进北斗卫星系统走出去任务协调小组与专家组”,交通运输部综合规划司是该小组成员单位。
高精度服务能力
高精度服务功能是今后一段时间内非常重要的服务能力,当前应用中广泛使用的是地基增强系统,利用地面移动通信链路、广播链路、AIS链路等方式向用户播发差分信息。北斗三号新增了星基增强功能,可以利用卫星播发差分信息,主要用于民航等无法通过地面通信链路接收差分信息的应用领域。
产业应用
北斗卫星导航系统产业化应用的推动,可以促进产业上中下游的发展,提高产值,提升经济,解决就业,服务大众,推动各行各业的发展,推动新基建新互联的发展。
国家政策推动
2012年,国务院关于印发了《 “十二五”国家战略性新兴产业发展规划》的通知。
2013年,国务院办公厅印发了《国家卫星导航产业中长期发展规划》的通知。
2015年,国家发改委、财政部、国防科工局联合公布了《国家民用空间基础设施中长期发展规划(2015-2025年)》 。
2016年,国防科工局、国家发改委出台了《关于加快推进“一带一路”空间信息走廊建设与应用的指导意见》
2017年,国务院印发了《 “十三五”现代综合交通运输体系发展规划》,交通运输部、军委装备发展部联合印发了《北斗卫星导航系统交通运输行业应用专项规划》。
二、数字交通助力交通强国建设
数字交通相关配套政策
2013年9月,交通运输部办公厅发布了《关于推进交通运输信息化智能化发展的指导意见》。
2014年1月,全国交通运输工作会议上,杨传堂书记提出加快“四个交通”(综合交通、智慧交通、平安交通和绿色交通)发展,并指出智慧交通是核心。
2016年5月,《交通运输信息化“十三五”发展规划》中提出推进智慧公路的示范应用,开展高速无线通信、车路协同、区域路网协同管理、出行信息化服务等智能应用。
2016年10月,李小鹏部长强调:“信息化正处在可以大有作为的重要战略机遇期”、“找准新一代信息技术研发应用的主攻方向,积极为综合交通运输体系建设献计献策,为智慧交通发展增添新动力”。
纵观国内外,“智慧交通”已成为一个国家交通运输现代化的主要特征。交通运输信息化及“智慧交通”是国家信息化建设的重要组成部分,是供给侧结构性改革、破解交通运输业发展难题、促进交通运输行业发展方式转变、全面提升交通运输管理能力和服务水平的重要抓手。
“十四五”规划提出了一些要求,包括智慧协同发展的动力。2019年7月25日,交通运输部正式下发《数字交通发展规划纲要》,提出以“数据链”为主线,构建采集、传输、应用的数字化、网络化、智能化,包括新基建以其为指导方向。
交通运输现代化必须从数字化开始,这是基础也是关键。2016年7月,国家发展改革委、交通运输部联合印发《推进“互联网+”便捷交通 促进智能交通发展的实施方案》。
2019年5月,交通运输部等十二部门和单位印发了《绿色出行行动计划(2019—2022年)》的通知,在推进实施差别化交通需求管理中提出“依托北斗卫星导航技术,在高速公路领域试点开展自由流收费应用。”
2020年8月3日,交通运输部印发了《关于推动交通运输领域新型基础设施建设的指导意见》。提出以数字化、网络化、智能化为主线,推动交通基础设施数字转型。
新定位: 交通真正成为社会发展的先行官
交通先行是实现国富民强的重要保障,是温家宝总理提出的新定位,交通真正成为社会发展的先行官。交通运输不再是传统的基础设施,而是融合了前沿科技的集成创新体,融合前沿科技改造、提升、重塑交通,是当代交通人的责任与担当。交通先行是实现国富民强的重要保障。
新战略: 交通大国向“交通强国”迈进
党的十九大报告在“加快建设创新型国家”部分提出“交通强国”战略。以习近平新时代中国特色社会主义思想为指引,坚决贯彻习近平总书记关于交通运输工作的重要指示精神,以交通强国战略为统领,以深化供给侧结构性改革为主线,坚持人民交通为人民,深刻认识新时代交通运输发展所处的时代坐标,精准把握社会主要矛盾变化的新要求,奋力开启建设交通强国新征程。
“交通强国”的内涵包括四大方面:服务水平高,可持续能力强,国际影响力强,国家战略支撑。
新战略: “交通强国”—规划先行
2019年9月,党中央国务院印发《交通建设纲要》,这是一个行动指南。
交通运输部马上要出台《交通运输中长期规划(2021-2035年)》。用数据说话、用数据决策、用数据管理、用数据创新,成为交通运输发展转型升级的重要标志。质量好不好、工程打多少分全是量化的,没有数据就没有说服力。
领导经常说要拿数据说话。河南的一个同行跟我讲,之前决策都是领导一拍板,没有任何数据支持;湖北的一个桥,卖给了民营企业,有车流量和交通量,但是测算严重的不足,被贱卖;安徽也有一条路卖给了民营企业,后面要收回来,卖的时候是几十个亿,收回来要上百亿,这就是没有拿数据说话的代价,所以交通数字化转型到了一个新阶段。信息化行业没有评价体系,我经常跟领导汇报,一些信息化项目开完验收会后就没下文了,很多参与验收的领导也不是专业的,评价标准没有形成闭环,这是一个问题。要多想一下项目实施前的初心、设计蓝图和可行性,不断纠正不断完善从而实现可持续发展。
新战略: “交通强国”— 数字交通支撑
数字交通是现代交通发展的必由之路,要支撑安全发展、绿色发展、智慧发展,最终要人民群众满意,老百姓用得上,用得起,用得好。管理者要高效,安全应急和安全管理要做到位。
数字交通的发展应用路线要以基础设施、装备工具、运输服务、管理服务、安全发展为主线。数字交通发展技术路线包括数据高度感知、技术高度融合、信息高度共享、服务高度协同。数字交通,科技创新引领,要建系统、搭平台、洗数据、强服务。
数字交通—具体实践
大数据,加大交通运输综合智能感知密度,提升多源数据动态采集能力和数据质量。
大网络,融合光纤通信、5G/ EUHT(超高速无线通信)、卫星移动宽带通信、量子通信等通信技术,打造天地一体的立体交通信息高速公路。
大智慧,多维度、多尺度数据挖掘,融合应用,提供智慧监管、智慧运营、智慧运维和智慧化大服务。
大交通,以云计算为基础,构建部省综合交通大数据中心(大脑),为交通强国建设筑牢四梁八柱。
三、北斗技术在数字交通中的应用
交通运输部领导对北斗系统行业应用给予了高度重视,李小鹏部长提出了关于发展北斗系统行业应用的“五个进一步”和“五个注重”。提出了全覆盖、全替代,全替代是要替代GPS,北斗的定位精度比GPS高得多。
交通运输部成立了部北斗领导小组,从2005年开始启动建设,2016年何建中副部长担任组长,2017年李小鹏部长担任组长,2020年,交通运输部批准通信信息中心成立交通运输北斗卫星导航系统应用发展中心。
为了推广北斗系统交通行业应用,推动北斗系统发展,2016年12月,交通运输部印发了《交通运输部关于在行业推广应用北斗系统的指导意见》;2018年2月,交通运输部印发了《关于加快推进新一代国家交通控制网和智慧公路试点的通知》。2019年5月,交通运输部等十二部门和单位印发了《绿色出行行动计划(2019—2022年)》的通知,提出“依托北斗卫星导航技术,在高速公路领域试点开展自由流收费应用。”
目前,陆续出台应用了《道路运输车辆卫星定位系统 视频平台技术要求》《道路运输车辆卫星定位系统北斗兼容车载终端技术规范》《道路运输车辆卫星定位系统车载终端技术要求》等标准,不断完善北斗行业标准体系。
重大专项示范工程建设
2011年,启动重点运输车辆监控管理服务示范系统工程。这是交通运输部部与原总装备部联合启动的重大专项第一个民用应用示范工程,通过制定标准,在道路运输领域率先进行北斗系统大规模应用。第一个启动,第一个验收,探索了一套军民融合开展北斗示范应用的有效方法,被称为“示范中的示范”。示范工程在全国道路营运车辆上推广应用近700万套北斗终端,并建成全国货运车辆公共监管与服务平台,汇总全国货运车辆动、静态数据,平台可对车辆运行状况进行实时监控,并自动判断并处理车辆违规驾驶行为。在该示范工程的带动作用下,形成了全球最大的营运车辆动态监管系统,形成了包含测试、审查、数据接入、管理、考核等一整套营运车辆动态监控管理体系,有效加强了道路营运车辆监控效率,提高了道路运输安全水平。
从这个表里可以看出死亡人数逐年下降,2019年同比2012年,道路运输重特大事故发生起数下降93%,死亡率同比下降86%。
2014年,交通运输部启动了基于北斗的中国海上搜救信息系统示范工程,这是第二个北斗示范工程。该工程研制并推广基于北斗的海上安全设备,着力打造基于北斗的我国海上遇险搜救体系,同时将北斗应用示范扩展至水上领域。
2019年启动基于北斗的内河船舶航行运输服务监管示范工程,重点在我国长江、西江、澜沧江领域推动北斗系统应用。
地基增强系统建设
国家北斗地基增强系统建设,建成行业数据处理中心和一批框架基准站,汇总全国范围内155个北斗增强基准站数据。可在基准站覆盖区域内提供北斗高精度数据播发服务,支持动态厘米级、后处理毫米级精度的定位应用。
中轨搜救系统建设
北斗搜救系统包括北斗搜救载荷、地面处理系统、北斗搜救载荷测试验证监控系统、返向链路系统、军民搜救融合系统、搜救信标等。
2018年9月19日发射的第十三、十四颗北斗三号中圆地球轨道卫星首次搭载搜救载荷,卫星发射成功后,我们对载荷信号进行了测试工作,目前测试信号良好,系统具备搜救能力。
北斗技术应用—推动交通运输建设运营管理应用
开展高速公路自由流收费
开展高速公路自由流收费,从MTC到ETC到BTC,真正实现公路自由流收费,大幅度减轻管理成本,提升出行者体验。
这是北斗自由流收费系统构成图。基于北斗高精度的公路自由流收费,不但可以实现真正意义上的“不停车收费”,提升收费公路通行效率、精准计算车辆行驶轨迹,避免二义性路径计费问题,还可与各类移动支付、信用支付手段结合,实现“无感支付”,培养公众信用出行习惯。
交通部通信信息中心与江西高速集团合作,2018年在江西高速公路上率先开展北斗自由流技术验证,在南昌建设了3个北斗地基增强基准站,在环城高速完成了3个高速公路北斗自由流车道改造,开展技术验证试点,不需要减速带,也不需要栏杆机,通过收费车道的时速到120也没有问题。
信息中心与海南省交通运输厅合作,2019年在海南海口、三亚、琼海、文昌等市县范围内的高速公路、国道、省道和县道上开展北斗自由流技术里程费改革试点应用。
交通基础设施安全监测
运用北斗高精度定位技术实现公路边坡、桥梁、涵洞和港口码头、机场、堆场等的形变监测和机具等的动态感知。这是几个试点。
像今年的雨季,南方有一座山塌了,运用北斗卫星提前预警,把周边人员都疏散了。
智慧城市交通管理与服务
智慧城市交通管理与服务,比如共享单车都可以通过北斗卫星导航。此外,北斗还可以在车联网无人驾驶方面进行应用。
四、北斗技术在交通行业发展展望
北斗系统是国家发展的重要战略,高精度定位是北斗系统未来发展的关键,北斗需要从简单的位置监控向高精度定位综合服务发展,依托国家战略,打造完整北斗产业链,服务国家、改善民生。
交通运输行业高精度定位应用需求迫切
北斗高精度技术在行业的更深层次应用,与大数据等技术融合,实现行业高质量发展、转型升级。通过在行业各领域实现北斗高精度应用,将把卫星定位的作用从监管、导航、测量等基础应用升级为高精准的数据采集,让行业各类交通工具等载体成为综合交通大数据的采集载体。
现在北斗卫星已形成一定的市场规模的应用,包括运营车辆监管、边坡监测、桥梁监测、精密测量、城市地下管网管理和海事监管服务等。北斗卫星在其他领域也有广阔的前景,比如路基沉降与平准性监测、交通事故判定与救援、车辆自动驾驶、无人机物流等方面。
北斗+大数据融合,可以实现高质量发展,如何把高质量发展用好,对交通企业转型升级有很大的帮助。北斗高精度+大数据可以实现从事后处置变成事前预警,从被动发现变成主动式实时感知。
北斗的三大建设方向是高精度技术底层研发、高精度技术应用推广和高精度芯片终端研制。北斗高精度技术结合相关政策将创造巨大的市场份额。
高精度地图—自动驾驶
高精度地图作为自动驾驶现有传感器的补充,为车辆提供了更加可靠的感知能力,同时也作为一种驾驶“记忆/经验学习”存在,克服异常干扰影响问题。
高精度地图—交通一张图
交通运输部李小鹏部长提出“交通运输行业要建一张将公路、水路、铁路、民航等都涵盖其中的立体图”。现有高精度地图产品缺乏交通行业基础数据支撑,与行业特定需求不能有效对接,业务结合不紧密,无法完全适应交通运输行业现有应用和未来发展,交通行业亟需符合行业特定需求的高精度地图支持。
高精度地图—综合运输
智慧港口的建设是高精度地图应用的重要领域之一,高精度建模实现道路精准科学养护,高精度地图可为高铁线路提供服务,驾培驾考也需要高精度地图。
高精度服务—车规级定位芯片
未来国家将大力推动北斗系统应用于汽车导航市场,特别是推动满足行业需求新一代高精度北斗芯片普及,以此可带动未来车路协同、自动驾驶等新兴领域发展。打造具有自主知识产权、符合行业安全规范产品标准的国产北斗定位芯片,是实现卫星导航自主可控、提升核心竞争力、促进北斗创新产业发展的关键抓手。
打造综合交通智慧大脑
通过北斗技术高精度应用与大数据、人工智能等技术的充分融合,将形成以交通运输运载工具及交通参与者为传感器、以各类交通运输领域为节点、以北斗系统及现代信息通信技术为神经链路的综合交通智慧大脑,为交通运输行业数据分析、决策支持、应急处置、规划建设、运营管理、出行服务等多方面提供全面支持。
我的汇报到此结束,不对的地方请大家批评指正。