北斗時空智能在重慶智慧城市建設中的應用

文| 丁菲 彭亮

千尋位置網絡有限公司

一、引言

隨著城市化的持續發展，城市成為經濟和社會發展的重要舞臺，但城市化進程的逐步加速同時也對城市管理的能力提出了嚴峻的挑戰。城市的快速發展直接帶來了城市人口的增長、公共事務的增加以及公共服務需求的膨脹，更為重要的是，城市要素的增加提升了城市的復雜性，形成了各種各樣困擾城市正常運轉的問題，比如交通擁堵、治安混亂、環境污染和資源短缺等，這就要求城市管理和運行的優化升級。

通過對城市問題的分析可以發現，引發各類問題出現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，在城市快速擴張的過程中，面對無所不在的規模壓力，就要求城市治理的模式，從粗放式管理不斷邁向精細化管理，從以往靠人治理逐步轉變到靠數據治理。通過數字化的手段，對城市有限的資源進行動態均衡的分配和精細化管理，因此需要更精確的空間分辨率和精準的時間分辨率作為支撐。

北斗時空智能以北斗系統為基礎，提供高精準的實時定位和授時、高清晰的動態地圖等服務，其恰恰是城市開展精細化管理的關鍵能力。在統一的時空基準下，北斗時空智能可以自然實現數據的匯聚融合，驅動大量智能設備感知城市的變化，賦能智慧應用助力城市更新，催生各種各樣的新應用、新場景，服務城市精細化管理。本文將以重慶“北斗+新型智慧城市”示范項目為例，詳細介紹北斗時空智能在智慧城市中應用方案及取得的應用效果。

二、北斗時空智能在重慶智慧城市中的應用案例

1.項目背景

重慶“北斗+新型智慧城市”是重慶市北斗綜合應用示范項目的專項建設內容，項目以重慶市長壽區為試點，構建北斗高精度位置管理共性服務系統，聚焦城市治理方向，部署各類北斗智能終端，落地與精準時空強相關的各類新型智慧城市應用場景。項目以時空信息為基礎，匯聚長壽區內的各類時空相關數據，構建與物理城市共存、全域感知、實時動態、互聯協同的數字城市，提升重慶長壽的城市智能化、精細化管理水平。

2.建設內容

1）建設了1 個北斗高精度位置管理共性服務系統。基于統一的時空基準，以精準時空服務為核心，結合大數據、物聯網、云計算等新一代信息技術，實時匯集、分發城市各種時空信息，形成動態感知、互聯協同的信息服務系統。系統由高精度服務子系統、終端設備管理服務子系統、高精度地圖引擎、二三維一體化地圖引擎和高精度城市運行管理子系統組成，通過標準接口接入各類智能化應用系統，并提供時空數據匯聚、處理、共享、分發等信息服務，是各示范應用的基礎支撐系統，是智慧城市共性能力服務系統之一（圖1）。

圖1 北斗高精度位置管理共性服務系統

2）部署了數千套的北斗智能終端。基于北斗高精度位置管理共性服務系統，北斗智能化終端采用云端一體化技術，通過在云上部署各類精準定位及多源融合算法、服務和豐富的數據資源，降低“端”精準時空服務的使用門檻或提升服務體驗，適配和部署兩千多套北斗智能終端，服務于各類智能化創新應用，基本形成對城市細微變化的感知能力，實現物理城市在數字城市中的實時動態映射。

3）開展了多個典型場景智能化應用。依托高精度位置管理共性服務系統，聚焦城市治理方向，落地交通運營、安全監測、綠色城管、水域巡檢等各類場景應用，將精準時空能力廣泛應用于城市管理，提升城市智能化應用水平。

3.應用場景

（1）交通運營管理

建成了1 套交通運營管理平臺（圖2）。通過為長壽區的貨運車、出租車、網約車、班線客車、公交車等運營車輛安裝高精度定位設備和實時視頻傳輸終端，該平臺建立起人、車、企業的檔案數據信息，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系統提供的高精度定位服務、高精度地圖和時空智能計算等手段，該平臺實現了長壽區交通運行及交通安全的管控，提升了長壽區交通局智能化管理水平。

圖2 交通運營管理平臺

（2）城市管理

建成了1 個城市管理平臺（圖3）。該平臺可賦能作業車輛（執法車、環衛車、園林車）、作業人員（執法人員、環衛人員）高精度定位能力，依托北斗高精度定位技術與移動互聯網技術，對城管部門所涉及到的環衛對象進行全過程實時管理，合理設計規劃環衛管理模式，提升環衛作業質量，降低環衛運營成本，提升環衛的精細化管理、規范化作業、智能化考核水平，讓環衛工作變得有序、有效、可控。基于該平臺，管理人員也可以全面、實時、透明的掌握執法車輛和人員的實時位置情況，統籌調配資源，多級協同處理，針對突發事件可快速反應，最大限度地提高應急處理能力。

圖3 城市管理平臺

（3）安全監測

建成了1 個安全監測平臺（圖4）。該平臺結合長壽區地質條件，依托北斗高精度位置管理共性服務系統提供的覆蓋長壽區域的精準時空公共服務能力，為整個長壽區提供統一的監測基準，每個測區無需另外進行基準站建設，同時使用高精度后處理算法和云端一體化監測終端，解決長基線處理、大規模并發、特殊場景亞毫米級精度等技術難題，大幅度降低監測點的投入成本，實現城市中城市橋梁、水利大壩、危舊房屋等各種監測體大規模接入。通過建立一套高效率、高集成度、高可靠性的安全監測平臺，打造適配長壽區的監測模型，綜合管理分析各類監測體數據，為城市公共安全、防災減災能力的建設提供預警和有力的決策支持。

圖4 安全監測平臺

（4）水域巡檢

建成了1 個水域巡檢平臺（圖5）。該平臺在河道巡檢中綜合運用“高精度定位”“無人機自主起降飛行”“視覺智能識別”三大前沿技術，為長壽區試點水域和河段，創建了一套創新性、高效率、智能化的水域巡檢系統，實現對水面垃圾、污水排放、違章建筑和違規采砂現象進行識別。該平臺從無人機接到巡檢任務開始至污染物識別完畢，做到全鏈路無人化、智能化、高效化，比傳統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

4.項目效益

1）沉淀價值數據，改善人口與資源的供需矛盾，提升長壽區城市管理精細化水平。北斗時空智能賦能城市管理，實現城市要素厘米級數字化表達，形成全域、全要素、高精度、動態的數字孿生世界，展現城市關鍵指標、關鍵事件的處置進度和處置結果，沉淀城市價值數據，實現精準協調、動態可視、全生命周期的主動管理，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）打通關鍵鏈路，減少城市資源內耗，樹立宜居、安全、暢通的城市印象，惠及民生。北斗時空智能賦能城市智慧化應用，依托北斗時空共性服務平臺和豐富的北斗智能感知終端，匯聚精準、實時、全量數據，實現城市管理亂像治理、水域生態環境保護、交通出行順暢便捷、房屋居住安全保障，打通城市服務關鍵鏈路，減少人民生命財產損失，惠及民生，樹立宜居、安全、暢通的城市印象。

3）落地創新示范應用，帶動產業轉型，優化城市資源配置，實現可持續發展。北斗時空智能賦能城市產業，基于北斗示范項目的建設，引入北斗高精度能力，結合北斗產業上下游的生態協同能力，形成北斗芯片、硬件、操作系統、人才與傳統產業的土地、資本、勞動力等生產要素深度融合。通過技術革新、管理創新與業務重構，實現城市資源的優化配置和產業的可持續發展。

三、結語

城市化是人類發展的必然趨勢，智慧城市也順應潮流，成為應對城市問題的重要舉措。隨著城市化的發展以及各類技術的演進，在不同的階段，智慧城市對基礎設施需求的側重點也在不斷發生變化。面向智能終端在城市內與人共存的時代，時空能力將作為水電煤一樣的基礎設施，在應對城市各類治理問題、助力城市開展精細化管理等方面起到關鍵作用。

在重慶“北斗+新型智慧城市”示范應用中，通過廣泛部署北斗智能終端，感知城市運行的動態變化，開展北斗+ 新型智慧城市的多個子應用，形成城市運行中時空信息數據的互聯互通，打破了時空信息使用的部門壁壘和技術門檻，為城市管理精細化、數字化、智慧化提供時空信息基礎支撐，從而提升城市整體協同運營水平，推進重慶新型智慧城市建設和北斗產業高質量發展。

未來，隨著以北斗時空智能助力智慧城市建設的需求在全國范圍內不斷涌現，在國家數字化發展戰略指引下，北斗時空智能具有更加廣闊的發展前景。后期可以以應用場景為驅動，不斷在城市內構建各類時空智能應用，最大化發揮時空智能精準、敏捷、無所不在的時空特性，促進北斗時空智能在智慧城市中的規模化發展，北斗時空智能也將實現更深層次、更加廣泛的應用，其重要的應用價值也將不斷凸顯。