北斗版智慧城市任重道远

核心提示：得益于国家智慧城市规划建设，北斗产业将在智慧交通、物流等领域迎来大规模应用。但由于一些主客观因素，北斗融入智慧城市可谓任重道远。

《支点》记者 倪伟杰

每到上下班高峰期，城市就变成了“堵城”，着实让急着上下班的市民变得无比心焦。作为美好生活的向往，城市不仅没有使生活变得更美好，反而让生活变得更焦虑。

市民们纷纷幻想着这样的智慧城市：在准备外出前，用手机登录“智能交通云”平台，可实时查询公交车到站信息、出租车位置信息、所在位置附近的车位信息以及实时路况等综合交通信息，从而提前规划出行方式和出行路线，跟“堵城”说再见。

这些幻想正在逐步变为现实。得益于卫星导航系统融入通信网络中，天上的卫星、地面的接收站、车辆上的终端设备以及市民们手中的智能手机之间形成信息交互。

智慧城市的应用前景，为中国自主研发的北斗卫星导航系统带来了发展机遇。北斗卫星导航系统总工程师孙家栋院士对北斗充满希望：“北斗系统不仅要在天上发挥作用，地面也要开发出更多应用，造福于民。”

起步晚，用户少

与美国GPS相比，中国的北斗卫星导航系统起步较晚。上世纪90年代，中国开始自主研发北斗卫星，彼时，美国已完成GPS建设，可面向全球提供定位导航服务。

2000年，两颗北斗试验卫星发射升空。2003年又发射一颗试验卫星。这些试验卫星与地面基站一起，组成了“北斗一代”导航系统，初步提供区域性的卫星导航和定位服务。

2004年，中国开始布局具有全球导航和定位能力的“北斗二代”导航系统。2007年，在发射了一颗试验卫星以后，第一颗北斗导航卫星正式升空。随后几年，又有15颗北斗导航卫星陆续发射升空。

到2012年，共有16颗北斗导航卫星为整个亚太地区提供定位、导航、授时和短报文通讯服务。预计到2020年，“北斗二代”导航系统将基本建设完毕，届时将有5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星在轨，服务将覆盖全球。

“北斗卫星导航系统的建设不是一蹴而就的。研制和发射这35颗卫星需要时间，发射以后，保障卫星与卫星之间、卫星与地面之间的联系的基础设施需要建设。各种地面基础设施和地面安全设施也要配套建设，这都需要时间和资金。”武汉光谷北斗地球空间信息产业股份有限公司（以下简称“光谷北斗”）副董事长何炎祥对《支点》记者说。

2013年，北斗卫星导航系统向民用开放，大众可通过各种北斗终端产品享受北斗卫星导航系统服务。但事实上，当前北斗终端产品并没有普及，民用市场上北斗用户稀少。

“由于北斗起步较晚，目前整个体系只建了一半。基础设施的不完善导致北斗应用开发较少，终端产品和服务也很少，市场占有率相对较低。”何炎祥解释道。

不过何炎祥注意到未来北斗产业会在智慧城市建设中得到长足发展，“随着北斗基础设施不断建设完善，北斗智慧城市应用不断增多，未来10-15年，北斗产业在国内外都会大规模发展，市场占有率将会显著提高。”何炎祥对北斗的未来充满信心。

智慧城市建设带来商机

目前全球卫星导航产业呈现出新的趋势，即“从单一GPS应用向多系统兼容应用转变；从以导航应用为主向导航与移动通信、互联网等融合应用转变；从终端应用为主向产品与服务并重转变”，《国家卫星导航产业中长期发展规划》（以下简称《规划》）明确指出了这一趋势。

研判这一趋势，《支点》记者发现，北斗导航系统将在城市交通运输、通信、电力、金融、气象、水文监测方面都能得到广泛应用。而这些应用恰是建设“智慧城市”的重要内容。

随着我国城镇化的进一步推进，大量人口涌入城市，城市资源和生态环境压力日益增加，政府公共管理与人民大众需求之间的矛盾也会越来越突出。如何有效管理城市在很大程度上考验着政府的管理智慧。在此大环境下，智慧城市概念应运而生。

智慧城市是信息时代的城市发展新形态。智慧，最明显的特征是信息交互，而时空信息又是其中最重要的信息。人们日常生活当中有80%-90%的各类信息都与位置和时间有关，而北斗卫星导航系统的定位导航和授时服务恰恰能提供这类信息，所以北斗系统天然地与智慧城市建设相契合，智慧城市也更加充分地体现出位置服务的作用和价值。

比如智慧养老服务。基于北斗导航系统的物联网可动态跟踪老人的位置信息，再借助科技手段，在老人与服务中心、医院、急救等社会资源形成联动，提供个性化服务，使老人获得实时的关怀和帮助体验。

对北斗卫星导航系统在城市交通、物流、无人驾驶等领域内的应用前景，武汉智慧城市研究院副院长汪凡充满期待，车联网就使用了北斗系统的导航和定位功能。目前武汉智慧城市研究院正在从事车联网研发，车联网是智能交通的重要组成部分。

“所谓车联网，是人、车和路之间互联互通的物联网。”汪凡对《支点》记者说，“信息技术构建起一个‘智慧大脑’，即交通指挥中心，对人、车、路之间的信息进行接受和运算处理，从而为人提供行车建议。”

如果没有信息的交互和处理，就不会有智能交通。随着北斗向民用市场开放，越来越多的汽车装备了北斗导航仪，比如东风日产启辰北斗导航版已正式上市。

北斗导航还有一项独门绝技，这项绝技是GPS、伽利略和格洛纳斯都不具备的。“那就是北斗所特有的短报文通信功能。”何炎祥介绍说，“一般来讲，其他卫星导航系统只是告诉时间和地理信息，而北斗卫星导航系统除了让你知道自己在什么时间、什么地方之外，还可以将你的位置信息发送出去，使你想告知的其他人获知你的情况。”

在全部通信网络都遭破坏的情况下，北斗用户可以发送140个字符以内的短消息给外界。北斗的这一功能在救灾减灾方面有着巨大的作用，曾在汶川地震和鲁甸地震中立下过汗马功劳。

打造“国际化样板间”

受益于智慧城市建设，当前正是北斗大规模发展的好时代。国家通过出台一系列政策对北斗卫星导航系统在智慧城市建设中的应用进行大力扶持。

2014年8月，国家发改委、工信部等八部委联合印发了《关于促进智慧城市健康发展的指导意见》，指出“建设交通诱导、出行信息服务、公共交通、综合客运枢纽、综合运行协调指挥等智能系统，推进北斗导航卫星地基增强系统建设，发展差异化交通信息增值服务。”这其实意在推进北斗导航在智慧交通中的应用。

《规划》对北斗卫星导航系统在扩大大众应用也有较高期望：“重点推动卫星导航功能成为车载导航和智能手机终端的标准配置，促进其在社会服务、旅游出行、弱势群体关爱、智慧城市等方面的多元化应用，推动大众应用规模化发展。”

随着国家政策的持续支持，社会对北斗融入智慧城市的理解加深，许多城市都在争相建设基于北斗卫星导航系统的智慧城市，湖北省黄石市就是其中之一。

2014年1月，黄石市与光谷北斗合作建设“中国-东盟北斗示范城”和“北斗科技城”。此前，黄石被列为全国资源枯竭城市（产业）转型试点城市。黄石此举意在借发展北斗产业的契机实现华丽转身。

何炎祥介绍，光谷北斗在“中国-东盟北斗示范城”项目上规划了“1+4”战略。所谓的“1”是指北斗地面基础设施建设，主要是地基增强站；所谓的“4”则指智慧农业、智慧医疗、智慧交通、智慧矿山等四大应用。

黄石矿山众多，以前需要24小时不间断人力巡查，即便如此，可能依然会发生事故，而北斗卫星则能测量任何微小的变化，比如滑坡、震动所导致的裂缝。基于北斗导航的智慧矿山系统会全天候地监测矿山地质环境，可对老矿区尾矿资源、坍塌风险、岩层位移等进行适时监控、预警。

“我们的理想是把黄石打造成北斗应用国际化的‘样板间’，推进黄石产业转型和城市全方位转型。”何炎祥说。

光谷北斗不仅在国内助推北斗智慧城市建设，更将北斗领出了国门。

2013年，中泰双方签署了《泰国地球空间灾害监测、评估与预测系统合作协议书》等地球空间产业相关合作协议，建设总投资超过100亿元。

“最终我们要把北斗导航的基础设施、产品、应用与服务都落地泰国，为泰国在交通、农业、防灾减灾等方面提供北斗服务。”何炎祥说。

规模化应用任重道远

尽管北斗的前景光明，但其融入智慧城市可谓任重道远。

智慧城市建设中，基于个人位置信息的服务，需要北斗系统提供高精度的导航定位服务，而高精度的定位导航服务需要北斗地面增强系统的建设。

然而，直到2013年3月22日，中国北斗导航地面增强系统首个示范项目才在湖北通过验收。根据之前确定的基本方案，在全国范围内将建150座地面增强站，这需要很长一段时间。

另一方面，作为接收卫星数据和处理数据的“大脑”，在终端设备中处于核心地位的芯片则是北斗的一大痛点。

湖北省北斗产业技术创新战略联盟秘书长邹鋆弢介绍，现在我国生产的北斗芯片个头大、成本高。而高通等国外一些芯片制造商，可以把北斗功能模块加入到其生产的芯片当中，成本几乎为零，而它生产的芯片遍及各种手机终端。

“如果没有政府的资金扶持，在与国外芯片制造商的竞争中，我们自己的北斗芯片在市场中生存很艰难。”邹鋆弢坦言。

北斗还面临着GPS这一强劲对手的阻击。目前GPS产业链已很成熟，从卫星运营到终端设备制造再到应用服务，无一不处于较高水平。国内基于地理位置信息服务的市场90%以上是由GPS垄断的。打开手机定位功能，通过百度地图等APP搜寻自己所处位置附近的酒店、银行、电影院，在大众点评上评价美食，在微信上搜索朋友，这些基于GPS的位置服务已经深入到我们的日常生活中。

在GPS面前，北斗就是一个后来者，能否后来居上，要看其能否实现大规模应用。智慧城市建设无疑是北斗产业规模化发展的良好契机，但北斗产业的发展也不能完全指望智慧城市建设。就像汪凡所说，武汉智慧城市研究院只是将北斗卫星导航系统作为智慧城市解决方案的技术手段之一，而不是全部。“北斗只是智慧城市系统当中一种数据采集形式。如果北斗成本很高，精度又不高，那我们就会用其他技术手段。”汪凡如是说。（支点杂志2015年2月刊）