北斗導航系統(tǒng)在新疆安全生產(chǎn)過程中的應用研究

郭菲菲，李 虎，黃新利

（新疆衛(wèi)星應用工程中心，新疆 烏魯木齊830000）

1 引言

新疆地處祖國西北邊陲，是我國最大的省級行政區(qū)，占全國國土面積的1/6，與8個國家接壤，邊境線長達5600km，邊境口岸17個，是維護國家安全和邊疆穩(wěn)定的重要屏障。國際河流開發(fā)、沙漠公路、油氣管道建設與管理等重大項目的實施使得新疆成為國家經(jīng)濟發(fā)展的重要能源和資源基地。新疆是我國西北的戰(zhàn)略屏障，是我國對外開放的重要門戶，也是我國戰(zhàn)略資源的重要基地。進入新世紀、新階段以來，新疆周邊地區(qū)形勢日趨復雜，新疆在全國發(fā)展和穩(wěn)定中的戰(zhàn)略地位更加突出。維護社會穩(wěn)定是新疆實現(xiàn)跨越式發(fā)展的第一要務。本文通過我國自主研發(fā)的北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)實現(xiàn)長途客車、危險品運輸車、貨運車輛、野外工程作業(yè)車等的實時監(jiān)控，為安全生產(chǎn)應急響應和快速救援奠定技術基礎。

2 北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)

北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)是我國自主建設、獨立運行，與世界其他衛(wèi)星導航系統(tǒng)兼容共用的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)，可在全球范圍內(nèi)全天候、全天時，為各類用戶提供高精度、高效率的定位、導航、授時服務。

北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)由空間端、地面端和用戶端三部分組成。空間端包括5顆靜止軌道衛(wèi)星和30顆非靜止軌道衛(wèi)星。2011年12月27日起，開始向中國及周邊地區(qū)提供連續(xù)的導航定位和授時服務。2012年12月27日起，北斗系統(tǒng)在繼續(xù)保留北斗衛(wèi)星導航試驗系統(tǒng)有源定位、雙向授時和短報文通信服務基礎上，向亞太大部分地區(qū)正式提供連續(xù)無源定位、導航、授時等服務［1］，民用服務與GPS一樣免費。此前已成功發(fā)射4顆北斗導航試驗衛(wèi)星和16顆北斗導航衛(wèi)星，實現(xiàn)對東南亞全覆蓋。定位精度10m，測速精度0.2m/s，授時精度10ns。北斗衛(wèi)星導航終端與GPS等衛(wèi)星相比，優(yōu)勢在于短信服務和導航結(jié)合，增加了通訊功能，北斗系統(tǒng)用戶終端具有雙向報文通信功能，用戶可以一次傳送40～60個漢字的短報文信息［2］，在安全生產(chǎn)應急搶險救援中有非常重要的應用價值。

3 現(xiàn)狀分析

目前，新疆境內(nèi)有3600多輛應急運輸保障車，年遞增率為5%左右；900多輛野外工程車輛，年新增率為8%左右；180多輛民爆物資運輸車，年新增率為10%左右。但是，新疆地廣人稀，交通不便，通訊盲區(qū)多，目前新疆移動通訊實現(xiàn)了全疆92%的人口覆蓋。對全區(qū)高速公路覆蓋率達99%、鐵路達94%、國道達85%、省道達85%、沙漠公路達53%，移動通信盲區(qū)仍然超過70%，一旦出現(xiàn)突發(fā)狀況，安全事故信息不能及時上報，導致應急救援指揮嚴重滯后［3，4］，對安全生產(chǎn)過程和社會穩(wěn)定造成較大影響。而且對于野外工作，如野外地質(zhì)勘探工作，具有高度的流動性和不確定性，野外作業(yè)環(huán)境較為惡劣，影響其安全成產(chǎn)的因素復雜多變，任何疏忽都會釀成安全事故。

3.1 對自主位置服務的迫切需求

目前，我國民用領域的衛(wèi)星導航定位服務應用主要基于GPS，使得導航定位應用工程過分依賴國外系統(tǒng)，核心技術受控于美國，不能保證我國導航定位應用系統(tǒng)的安全可靠性。

西部大開發(fā)十年以來，新疆的基礎設施建設取得了很大的成就，但在安全生產(chǎn)與運輸過程監(jiān)督等方面的信息化建設還很薄弱，發(fā)展自主知識產(chǎn)權(quán)和自有核心技術的北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)，既可以為新疆安全生產(chǎn)領域提供導航與位置服務，又可以打造北斗導航系統(tǒng)在安全生產(chǎn)與運輸過程領域內(nèi)完整的產(chǎn)業(yè)鏈，為北斗導航系統(tǒng)大規(guī)模推廣應用打下堅實的產(chǎn)業(yè)基礎。

3.2 生產(chǎn)安全保障的迫切需求

地形復雜，這些地域手機信號覆蓋差、使用衛(wèi)星電話成本高。近年來，新疆已有多起重大生產(chǎn)、運輸事故發(fā)生在無線通信盲區(qū)，由于難以及時了解事故現(xiàn)場情況，影響了應急救援工作，且延誤事故信息上報時間3h以上。因此，如何運用現(xiàn)代化技術手段提高生產(chǎn)運輸過程的監(jiān)控水平、降低事故發(fā)生率，加強事故發(fā)生后的應急救援指揮，已成為迫切需要解決的問題。

4 北斗導航系統(tǒng)在新疆安全生產(chǎn)領域的應用

4.1 為安全生產(chǎn)部門提供全方位的綜合位置信息服務

建設安全生產(chǎn)運輸車輛監(jiān)控管理系統(tǒng)，主要針對野外工程施工單位的運營工程車（如工程車、起重車、挖掘車、吊車、平板車、廂式貨車、水泥罐車、攪拌車、油罐車、叉車、壓路機、推土機等）的車輛運營、車輛派遣、語音調(diào)度、作業(yè)調(diào)度及生產(chǎn)監(jiān)控等進行實時管理。充分利用我國自行研制的北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的全天候、全天時、高精度、高可靠的授時、通信、導航方面的優(yōu)勢，為新疆安全生產(chǎn)、交通運輸各部門監(jiān)控車輛提供全方位的綜合位置信息服務。通過使用北斗指揮型終端、北斗/GPS雙模車載終端、北斗RDSS終端對監(jiān)控車輛實現(xiàn)在城市、農(nóng)村、沙漠、戈壁、高原山區(qū)等運行區(qū)域監(jiān)控無死角。

4.2 對監(jiān)控車輛運行狀態(tài)信息全方位采集

突破車輛綜合狀態(tài)信息的實時采集與傳輸、交通多源異構(gòu)數(shù)據(jù)處理分析、車輛實時推送式信息服務等關鍵技術實現(xiàn)對監(jiān)控車輛運行狀態(tài)信息（如位置、速度、行駛狀態(tài)、應急預警等）全方位采集。實現(xiàn)實時查詢工程車輛當前速度、行駛方向、位置、報警狀態(tài)等信息；實現(xiàn)對目標選定車輛的特殊監(jiān)控、連續(xù)追蹤，實現(xiàn)精細化管控；實現(xiàn)多輛工程車同時追蹤比較對比分析功能。

4.3 有效開展野外事故設備、人員的搜尋

由于新疆通信盲區(qū)大，野外作業(yè)人員在戈壁、沙漠或山區(qū)失聯(lián)后，救援人員通過失聯(lián)人員最后一次位置信號，判斷可能失聯(lián)位置，指揮救援搜尋隊伍攜帶北斗終端在初判位置搜尋。在搜尋無果的情況下，通過指揮平臺，利用導航及軌跡記錄功能，在重點區(qū)域開展拉網(wǎng)式搜尋，防止搜尋線路、區(qū)域的遺漏和重疊，提高搜尋效率。同時也為搜尋隊伍的安全撤離提供保障。

4.4 實現(xiàn)對監(jiān)控車輛的簡單運行數(shù)據(jù)到?jīng)Q策支撐知識的轉(zhuǎn)化升級

綜合應用大數(shù)據(jù)技術，可以有效提高生產(chǎn)安全過程中的情報預測、預警能力，并且能夠在安全生產(chǎn)事故發(fā)生后第一時間報警，快速定位事故發(fā)生地點、并且通過北斗短報文技術將事故類型、事故程度等參數(shù)發(fā)送到指揮平臺，便于上級部門在第一時間進行應急指揮和調(diào)度，確定搶險物資、裝備、專業(yè)隊伍調(diào)動方案，高效地指揮事故救援，最大限度降低事故造成的損失。

5 結(jié)語

基于北斗系統(tǒng)的安全生產(chǎn)運輸車輛監(jiān)控管理系統(tǒng)的建成與運行，有效的提高了新疆安全生產(chǎn)監(jiān)控管理水平，提升了社會安全和生產(chǎn)安全的保障能力和應急能力，同時激發(fā)了對自有自主知識產(chǎn)權(quán)和自有核心技術的衛(wèi)星導航定位服務強烈需求，不論實在安全生產(chǎn)領域，還是在社會安全、精準農(nóng)業(yè)、智慧旅游、安全生產(chǎn)、地質(zhì)勘探、森林防火、交通運輸、防災減災、國家安全、測繪、水利、電信方面，國產(chǎn)衛(wèi)星導航具有無可比擬的先天優(yōu)勢和效益。

［1］張 翔.北斗系統(tǒng)正式提供區(qū)域服務新聞發(fā)布會今日召開［EB/OL］.［2012－12－27］.http：//press－conference.beidou.gov.cn/news002.html.

［2］劉玲瑞，田萬榮，林 立，等.北斗衛(wèi)星通信技術在新疆山區(qū)水文氣象監(jiān)測中的應用［J］.水利規(guī)劃與設計，2014（1）：26～29.

［3］汪宏宇，邢國敬.新疆公眾交通衛(wèi)星導航監(jiān)控系統(tǒng)－北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)在交通行業(yè)的示范應用［J］.衛(wèi)星與網(wǎng)絡，2009（11）：38～40.

［4］孟慶偉，楊 燕.關于新疆衛(wèi)星應用產(chǎn)業(yè)化建設的思考［J］.科技資訊，2012（13）：2～3.