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融合创未来 | “北斗 + 交通” 的进阶之路

时间:2025-05-14     编辑:交通信号灯     浏览:0

       中国北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System,简称BDS)是中国自行研制的全球卫星导航系统,也是继GPS、GLONASS之后的第三个成熟的卫星导航系统,可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠的实时导航、快速定位、精确授时、位置报告、短报文通信等五大服务。

        交通运输行业是北斗卫星系统最为核心和重要的民用领域。当前,北斗系统在交通行业中主要包括陆地应用,如车辆自主导航、车辆跟踪监控、车辆智能信息系统、车联网应用、铁路运营监控等;航海应用,如远洋运输、内河航运、船舶停泊与入坞等;航空应用,如航路导航、机场场面监控、精密进近等。

        随着智能交通行业的快速发展,对高精度应用的需求加速释放。北斗+交通的融合应用成为推动智能交通行业跃迁的重要基石。


        一、北斗+交通系统融合应用历程


     “北斗+交通”的发展历程可追溯至21世纪初,其应用从关键技术攻关逐步扩展到交通全领域,并伴随北斗系统的升级¹实现技术突破与规模化应用。

      我国北斗系统的研制应用分为三个阶段:1994年北斗系统建设正式启动。2000年北斗一号系统建成,向国内提供服务;2012年北斗二号系统建成,向亚太地区提供服务;2020年,北斗三号系统建成,开始向全球提供服务


       起步阶段(2000年-2012年)

       2000年,北斗一号系统初步建成并逐渐在国内进行应用推广。

       早期受定位精度和服务性能的限制,北斗系统主要为一些特殊运输车辆和船舶提供定位和简单的通信服务。如新疆利用北斗建立了新疆公众交通卫星导航监控示范系统,为自治区交管部门、运输企业和公众用户提供车辆监控管理服务。

       北斗系统在交通运输行业应用前景广阔,交通运输部于2005年成立“交通运输部北斗卫星导航系统应用工作领导小组”,开始统筹行业北斗应用规划。

       应用推广深化阶段(2012年-2019年)

       进入2012年,随着北斗二号系统建成,其定位精度和服务性能进一步提升,在交通运输行业的应用范围开始逐渐扩大,相关政策不断推进北斗系统与交通运输的融合发展,北斗+交通正式进入大规模应用推广阶段。

       比如,2013年交通运输部启动首个大规模北斗终端安装计划,计划用2年时间,建设7个应用系统和一套支撑平台,安装8万台北斗终端,在江苏、安徽、河北、陕西、山东、湖南、宁夏、贵州、天津9个省市示范应用,覆盖渣土车、公交车等重点车辆管理,并探索桥梁变形监测、公车监管等场景。

       2017年,交通运输部联合中央军委装备发展部发布《北斗卫星导航系统交通运输行业应用专项规划 (公开版)》,明确了“十三五”至“十四五”期间推进北斗系统在行业应用的发展目标和主要任务。到2025年,建成服务于综合交通的定位、导航和授时(PNT)体系,形成完备、规范、精准、安全的北斗系统交通运输行业应用格局,为国家综合PNT体系建设提供有力支持。

       这一阶段,全国各地方相继启动北斗规模化应用,安徽、湖南、江西、湖北、云南等省相继“重拳出击”,渣土车不装北斗不许上路;北京、浙江等地利用北斗高精度技术,划出“电子围栏”,让共享单车只能在该区域停放才能锁车,停止计费。

       在各方的不断推进下,北斗+交通的应用规模初现。《北斗卫星导航系统建设与发展》报告指出,截至2019年4月,国内超过620万辆营运车辆、3万辆邮政和快递车辆,36个城市的约8万辆公交车、3200余座内河导航设施、2900余座海上导航设施,已应用北斗系统。中国已建成全球最大的营运车辆动态监管系统。

       在交通运输安全提升方面也取得了重大进步。“从2012年到现在,北斗导航系统在道路运输领域发挥了重要作用,据统计,有效降低道路运输事故发生率,重特大事故发生起数下降93%,死亡率同比下降86%。”中国交通通信信息中心空间信息事业部总经理助理卢红洋,在2020年中国航天大会卫星应用论坛上表示。

       创新融合阶段(2020年至今)

       2020年后,随着智慧交通进入发展新阶段,在“新基建”的推动下,车路协同、自动驾驶、智慧高速、低空交通等交通信息化数字化建设成为行业焦点,北斗系统深度融合与交通全域场景,北斗技术与5G、AI等技术结合,支撑自由流收费、自动驾驶、无人机物流等创新场景。

       2020年,交通运输部组织起草《关于深入推进公路工程技术创新工作的意见(征求意见稿)》,其中明确加快推动智能感知、北斗系统、5G通信等技术在公路工程技术中的深入应用,提出,在推广智慧公路领域,加大不停车收费技术推广应用力度,推动不停车支付技术的多场景应用。加快推进智能感知、5G通信、高精度定位和边缘计算等技术在公路工程和路网管理中的应用,依托公路复杂交通环境的测试和试验,推动车路协同技术发展和智慧公路建设,推动形成自主可控的完整产业链。大力推进北斗卫星导航系统在公路基础设施的系统应用。

       2021年,交通运输部印发《数字交通“十四五”发展规划》,提出将部署北斗、5G等信息基础设施应用网络,构建基于北斗、5G的应用场景和产业生态,在交通运输领域开展创新示范应用,助力新一代信息技术产业应用。

同年,《无人驾驶航空器飞行管理暂行条例》正式实施,中央工作会议将低空经济确立为国家战略新兴产业,为低空经济包括“北斗 + 低空交通”的发展提供了有力的政策支撑。


       二、场景需求与应用实践


       交通运输具有点多、线长和面广的特点,涉及时空基准信息实时性强、数据量大、精度及可靠性要求高。北斗系统能提供实时导航、快速定位、精确授时、位置报告和短报文通信服务功能,与交通运输行业需求高度契合。

     “北斗+"交通运输是以数据中心建设为核心,利用北斗卫星定位技术、RFID识别、视频监控、位置感知等交通感知体系,结合GIS地理信息系统,视频监控,传感应用等技术的综合运用,实现区域范围内的车辆高精度定位、实时监控。

       在城市交通领域,北斗系统已经深入交通出行服务的各个方面,用于手机出行地图导航、智能公交运营管理、出租车调度、“两客一危”车辆定位管理、交通事故分析与应急处理、城市交通诱导早晚高峰分流等方面。

       武汉是国家北斗规模应用试点城市之一。武汉市交通运输局相关负责人介绍,2024年,武汉道路客货运车辆已经实现了北斗全覆盖。在城市交通领域,全市公共汽电车北斗应用率达99.3%,美团、哈啰、青桔约50万辆共享单车均已应用北斗系统。

       同样作为北斗规模应用试点城市的上海浦东新区,在共享出行领域,6万辆北斗高精定位单车实现亚米级管理,缓解城市“潮汐式用车”压力;在无人装备领域,全球首个“北斗智慧港口”部署138台配备北斗高精度定位的自动导引车,成为全球港口低碳化、数字化转型的标杆;在汽车领域,上汽集团北斗车载终端已应用超5万台套,支撑车道级导航与数据采集。

       在高速公路数字化转型建设领域,北斗系统在自由流收费、特长隧道信号覆盖、桥梁健康监测、公路边坡预警等方面应用正在走向深水区。

       全国首个省级“北斗自由流”试点于2021年在海南启动。截至2025年4月,海南北斗自由流平台已累计接收处理定位数据超过2195亿条,支撑车辆行驶总里程突破94亿公里,并实现模拟计费金额累计达21.8亿元(其中高速公路部分为6.3亿元)。

       在道路养护方面,2023年10月,山东省临沂市S229省道、G205国道等19条普通国省道陆续启用北斗+AI公路智能巡检系统,其规模在全国属首例。2021年起,临沂市便开展了公路养护创新应用研究,打造 “北斗+AI”公路智能巡检系统,依托北斗高精度定位、地理信息采集、AI识别技术等手段,对公路基础设施及路面病害进行精确识别,在此基础上探索“智能巡检+路况评定+决策分析”应用闭环,并形成智能巡检标准的“全链路”智能养护体系。

       在桥梁健康监测方面,中老铁路元江特大桥上安装了基于北斗的桥梁健康监测系统,运用北斗高精度实时监测大桥墩台数据,相关数据能够实时上传至监测系统平台,如有异常会自动报警。

       在当前行业较为关注的高速公路边坡监测预警方面,北斗系统同样深受关注。特别是针对人工巡检难以查看,信息传输差的山区、林区等场景,各地方交通管理部门联合行业企业,通过设置布设相关感知设备,利用北斗技术可以完成对山体滑坡险情监测、公路沿线边坡监测等灾害风险隐患点位进行全覆盖。

       自动驾驶、车路协同等场景对厘米级定位精度的需求,让北斗系统与相关技术的融合应用成为重中之重。如C-V2X技术和北斗高精度定位技术在车联网实际场景中的具体应用,借助北斗高精定位技术的厘米级精确定位,结合V2X技术,给予车辆安全行驶最优选择和最实时警示。有模拟数据显示,搭载有车联网设备的车辆,其道路交通事故率可大幅度降低超过30%。

       2024年,在湖南(长沙)国家级车联网先导区,“北斗+智能网联汽车”系统定位精确到了厘米级,已在全国400多个城市上千个驾考场使用;株洲建立起全国最大的列车安全防护防控系统,能够及时预警险情、规避险情。

       浙江德清国家级车联网先导区,依托“北斗地理信息”产业优势,从“地理信息 + 车联网”加速拓展至“北斗地信+人工智能+车联网”跨界融合。基于地信产业优势,落地德清的车联网相关企业可免费获得厘米级精度的车道级导航地图,为车辆提供精准的车道指引,提升驾驶安全性和交通效率。

       重庆(两江新区)国家级车联网先导区,正在构建应用标准体系,支持创建卫星互联网车载应用联盟,构建协同开放的“卫星互联网+5G+北斗”车载应用标准体系,推动车载应用测试流程规范化、工程应用标准化等;鼓励车企在各车型上标配前装北斗和卫星互联网芯片、模组,研制智能车载终端产品以及智能网联整车产品,实现地面通信网络、卫星互联网、北斗融合车载通导终端规模化应用。同时依托车联网先导区等重点项目,推动卫星互联网、北斗产品进入智能网联汽车、车路协同路侧设施,打造“卫星互联网+北斗+智能网联汽车”通导遥融合应用示范区,构建集技术验证、原型展示和运营体验于一体的示范区。

       在低空交通方面,北斗系统为无人机物流、低空旅游、应急救援、城市管理、测绘勘察、警务安防等方面提供精准位置信息。

       2023年末,利用“5G+北斗”技术,湖南建成国内第一个覆盖全省空域的低空空域监视网。围绕低空综合管控需要,建设了低空监视管理、通航地面保障、无人机管控服务三大模块功能,并开展通航应急救援、无人机物流两大示范应用。例如,在通航应急救援方面,项目团队在平台中接入了湖南全省的应急救援资源数据,结合北斗搜救终端、一体式北斗救生衣及全域低空监视数据,能够根据通航应急救援任务快速生成临时飞行计划,高效开展航线审批,打破应急管理点位、人员、装备等各种信息壁垒,改变过去临时调用空域花费时间长的情况,应急任务最快可在11分钟内完成协调审批,有效通过北斗系统提升了通航应急调度能力。

       2024年8月,全国首个“无人机+北斗”低空综合服务中心同样在湖南省株洲市正式启用并开始常态化运营,同时,株洲开启医疗运输、快递配送、农特产品运输、巡检及应急物资运输场景的5条低空航线。“无人机+北斗”低空综合服务中心主要用于城市级低空无人机物流公共服务平台和低空综合监管服务平台建设、低空无人机物流及其他相关应用场景商业运营、低空经济数字化基建建设等业务。

       江苏省也在加快推动5G/5G-A、北斗、卫星互联网等低空智能网联技术研发,加快星地融合通信网络建设,推动“云—网—边—端”低空算力设施部署。

       辽宁大连也将打造低空飞行航线全域连续覆盖智联网络,2025年在重点区域实现低空飞行航线的全域覆盖,落地智联网全覆盖航线50条以上;2026年将逐步实现市内热点飞行航线区域连续覆盖,市内低空飞行航线全域连续覆盖。


       三、“北斗+交通”,企业在行动


       面对智能交通行业日益增长的需求,从事高精度定位技术产业链相关软硬件产品和服务的研发、制造和销售的北斗系统企业纷纷入局,推出自己的产品和解决方案。

       在2020年推进交通“新基建”的大背景下,时空智能基础设施公司千寻位置抓住时机,升级智能驾驶战略,从以智能汽车为主航道的单一战略升级到智能汽车、智慧交通相互协同,千寻位置推出了业内首款集感知、通信、定位、时间同步等功能为一体的时空智能RSU “途灵”,作为千寻位置在智慧交通施展拳脚的重要切入点。

       广州中海达卫星导航技术股份有限公司针对智能交通领域,推出了桥梁结构监测、公路边坡监测解决方案,基于北斗高精度定位技术,采用高精度传感器,融合物联网、人工智能以及三维数字化仿真等技术,提供相应服务。

       北京合众思壮科技股份有限公司则基于相关北斗导航定位技术和产品,推出公路路面工程数字化施工系统,将路面施工过程中关键施工参数指标,实时传输至信息化平台进行大数据的统计分析,从而为施工现场提供智能施工导航,提高施工管理水平和效率,确保作业质量,避免了人为因素导致的操作失误。

       在“北斗+低空”的新赛道,电信运营商亦再加快低空智联技术创新和网络建设布局。中国联通将进一步攻关超低时延、高精定位、密集感知等低空智联网和卫星互联网关键技术,推进空天地海一体创新;中国移动表示,将打造低空通信网、低空导航网、低空感知网“三张网”,充分发挥5G-A通感技术优势,探索多模态融合感知技术,建强低空信息基础设施。

       据《2024中国卫星导航与位置服务产业发展白皮书》披露,2023年,产业总产值达到5362亿元人民币,较2022年增长7.09%。北斗企事业单位总数量接近20000家左右,从业人员近100万。截至 2022 年底,业内相关上市公司(含新三板)总数为 90家。


       四、结语


       北斗系统在交通领域的应用已取得显著成效,但是,发展之路永无止境。

       在技术创新层面,随着 5G、人工智能、大数据等前沿技术的迅猛发展,北斗系统还需持续深化融合。一方面,进一步提升定位精度与数据处理速度,以满足智能网联汽车、高精度物流配送等新兴交通场景对时空信息的严苛要求;另一方面,强化系统的稳定性与可靠性,特别是在复杂环境和极端条件,如山区、极端天气下,确保交通运行的安全与顺畅。

       在行业规范与安全保障方面,随着北斗应用的深度和广度不断拓展,相关的行业规范和标准亟待进一步完善。统一、规范的标准有助于打破行业壁垒,促进各应用场景之间的互联互通,提升系统整体效能。同时,数据安全和隐私保护问题也不容忽视。北斗系统涉及大量交通数据的采集、传输和存储,必须建立健全严格的数据安全管理机制,确保数据不泄露、不被非法利用,为交通行业的稳定运行筑牢安全防线。

       从市场拓展来看,国内市场尚有深挖潜力。尽管北斗在交通行业的应用已较为广泛,但在一些细分领域和偏远地区,应用渗透率仍有提升空间。应加强市场推广与普及力度,降低应用成本,推动中小企业积极参与北斗交通应用生态建设,形成更完善的产业协同效应。

       海外市场的拓展,既是机遇也是挑战。2019年,《日本经济新闻》就报道称,在联合国195个会员国中,有130个国家首都上空一天中可观测到的北斗卫星数量超过GPS,其中100个国家位于亚洲、非洲等地。报道还称,在巴基斯坦北斗卫星被用于军事系统,突尼斯则用于无人驾驶,包括中东在内已有超过30个国家实际使用北斗系统。如果北斗成为这些国家的卫星定位标准,中国将在推行新技术和新产品方面占据优势。

        随着“一带一路”建设的推进,北斗具备广阔的国际市场前景。但不同国家和地区在政策法规、技术标准、市场需求等方面存在差异,需要深入调研、精准施策,加强与国际伙伴的合作,推动北斗在国际交通领域的标准制定,提升其国际认可度和影响力。


来源:赛文交通网

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