北斗在智慧交通中的融合应用
北斗在智慧交通中的融合应用
量[3]。2009年，IBM基于自身信息技术发展与探索，创新型提出“智慧交通”概念，它将云计算、物联网、大数据等高新信息技术融入传统交通信息领域，旨在提供面向交通全生命周期的实时数据服务。通过构建多应用场景下的交通数据模型，搜集、分析并处理海量交通数据，实现了新技术体系下智慧交通综合系统的实时性、交互性、广泛性等[4]。随着智慧交通内涵的不断丰富与建设内容的不断实践，已逐步形成了多元、便捷、安全、舒适、环保的智慧交通新模式，通过加强人与技术的良性互动，聚焦交通数据价值，聚合交通业务生态，重视交通管理赋能，构建了能够广泛服务于大众交通出行、文化旅游、交通运输等一体的交通行业数字化服务与应用体系，有效解决了传统交通信息不畅、管理紊乱等问题。
早在20世纪60年代，美国、欧洲、日本、新加坡等便开始了在智慧交通领域的建设与应用探索[5]。美国专门成立智能交通协会，在车联网、自动驾驶、交通安全等多领域展开研究探索；欧洲提出实施联合计划，旨在打造基于交通信息、车辆控制、交通服务等系统在内的智能化道路协同网络；日本明确了交通道路信息化发展是交通运输行业发展的基本国策。国内在20世纪90年代开始关注智慧交通相关的技术研究与应用，致力于到2035年实现全国交通基础设施数字化率达90%[6]。雄安新区开展了基于交通全生命周期数据的数字化交通运营；北京开展了“全车无人自动驾驶示范应用”，全市无人驾驶示范应用道路将扩至500km2；深圳着重搭建了交通监测预警平台体系，打造了近2500个信控路口；衢州开展了融合北斗的通航桥梁智能主动防撞监控系统研究。
2.北斗卫星导航系统发展与应用
目前，全球四大卫星导航系统包括美国全球定位系统（GPS）、俄罗斯格洛纳斯（GLONASS）、中国北斗卫星导航系统（BDS）和欧洲伽利略卫星导航系统（Galileo）。基于国家卫星导航应用需求，我国秉承北斗系统建设“三步走”发展战略部署，经过近三十年的不懈努力与艰苦奋斗，中国卫星导航系统科学家们突破国外技术与原材料等多重封锁，于2020年7月31日正式向全球宣告北斗三号全球卫星导航系统开通提供服务，由此拉开了北斗系统在全球范围内应用的帷幕。
截至目前，基于北斗高精度定位、北斗导航、北斗统一授时及北斗短报文通信技术的应用愈加丰富，产业生态体系不断完善，打造了涵盖政、产、学、研、用在内的北斗全产业链生态圈，形成了特鲜明、形式多样、成效显著的北斗技术与产品融合应用体系[7]。我国使用北斗定位技术的终端设备已超过10亿台/套；安装北斗模块的运营车辆近800万辆；安装部署北斗自动驾驶系统的农用机械超10万台/套；近2600处大中小型水库应用了北斗水文监测；在全国范围内，已投放配备国产自主北斗芯片的共享单车超500万辆；基于国产自主北斗的车道级高精度导航，已在多个城市试点应用；发布了全球首款支持国产北斗短报文通信系统的智能手机终端。北斗卫星导航系统在各行业领域的全面综合应用，已成为推动国民经济与社会发展的时空基石和重要引擎[8]。
3.智慧交通发展政策导向
智慧交通作为未来智慧城市发展的重要内容，是未来数字经济发展的重要引擎。为了进一步加快数字化新兴技术与交通领域的融合创新应用，我国研究制定了一系列针对智慧交通基础设施建设、系统平台搭建、交通产业数字化发展等相关政策，助力打造涵盖交通全生命周期的产业链体系。在国家层面，国家《数字交通“十四五”发展规划》明确要求部署北斗信息基础设施应用网络，打造北斗全球海上遇险通信与搜救支持系统工程；《“十四五”交通领域科技创新规划》提出要加快北斗导航技术应用，开展交通先导应用项目试点；《“十四五”
图1  北斗智慧交通综合服务云平台总体框架
图2  北斗智慧交通应用平台总体架构
1）北斗地基增强站网系统。根据国内北斗基准站网系统建设现状情况，结合智慧交通北斗高精度位置信息需求，开展面向智慧交通服务的北斗地基增强站网系统建设，充分利用包括地面移动通信、数字广播以及卫星转发等多种通信手段，实现对北斗卫星导航系统空间信号精度和完好性性能的增强。为智慧交通车辆、人员、交通基础设施等提供实时高精度位置服务。
2）北斗无人机场。通过部署北斗无人机、无人机场，配合北斗无人机管理系统等，实时标注各设备地图点位，实现交通道路无人值守状态下的高频次、常态化飞行和自动化巡检作业，通过实时采集、传输、分析处理无人机数据，能够及时感知分析路网事件，并将事件信息实时回传路网运行监控系统，大
幅提高交通现场感知、应急处置与指挥调度能力[11] 3）北斗智慧综合杆。通过建设部署新型北斗智慧综合杆，集成搭载边缘智能计算盒、北斗基准站、5G微、视频监控等设备，提供智能照明、移动通信、城市监测、交通管理、信息交互和城市公共服务等功能，通过北斗智慧综合杆综合运营管理后台系统进行远程监测、控制和管理，实时采集交通流量、环境气象、通行状态等信息，提升道路综合感知能力与路网事件分析处置能力[12]。北斗智慧综合杆示意图如图3所示。
北斗手机号定位图3  北斗智慧综合杆示意图
4）北斗手持/车载终端。根据智慧交通路网
监测、养护巡查、道路资产管理等需求，配置北斗
手持/车载终端，巡检人员可通过终端向指挥中心
发送信息、打电话、写巡检日记，也可以通过手持
终端完成道路病害、道路基础设施等实时数据的采
集和上报；北斗车载智能道面巡查终端通过集成高
分辨率高速相机、实时组合惯导系统、边缘智能计
算、高速网络及4G/5G通信等，实现搭载运动平台
下的高精度实时道路病害巡查。
图4  智能管控服务示意图

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