北斗时空智能在重庆智慧城市建设中的应用

文| 丁菲 彭亮

千寻位置网络有限公司

一、引言

随着城市化的持续发展，城市成为经济和社会发展的重要舞台，但城市化进程的逐步加速同时也对城市管理的能力提出了严峻的挑战。城市的快速发展直接带来了城市人口的增长、公共事务的增加以及公共服务需求的膨胀，更为重要的是，城市要素的增加提升了城市的复杂性，形成了各种各样困扰城市正常运转的问题，比如交通拥堵、治安混乱、环境污染和资源短缺等，这就要求城市管理和运行的优化升级。

通过对城市问题的分析可以发现，引发各类问题出现的核心原因是大量的人口聚集与有限的资源之间的矛盾。因此，在城市快速扩张的过程中，面对无所不在的规模压力，就要求城市治理的模式，从粗放式管理不断迈向精细化管理，从以往靠人治理逐步转变到靠数据治理。通过数字化的手段，对城市有限的资源进行动态均衡的分配和精细化管理，因此需要更精确的空间分辨率和精准的时间分辨率作为支撑。

北斗时空智能以北斗系统为基础，提供高精准的实时定位和授时、高清晰的动态地图等服务，其恰恰是城市开展精细化管理的关键能力。在统一的时空基准下，北斗时空智能可以自然实现数据的汇聚融合，驱动大量智能设备感知城市的变化，赋能智慧应用助力城市更新，催生各种各样的新应用、新场景，服务城市精细化管理。本文将以重庆“北斗+新型智慧城市”示范项目为例，详细介绍北斗时空智能在智慧城市中应用方案及取得的应用效果。

二、北斗时空智能在重庆智慧城市中的应用案例

1.项目背景

重庆“北斗+新型智慧城市”是重庆市北斗综合应用示范项目的专项建设内容，项目以重庆市长寿区为试点，构建北斗高精度位置管理共性服务系统，聚焦城市治理方向，部署各类北斗智能终端，落地与精准时空强相关的各类新型智慧城市应用场景。项目以时空信息为基础，汇聚长寿区内的各类时空相关数据，构建与物理城市共存、全域感知、实时动态、互联协同的数字城市，提升重庆长寿的城市智能化、精细化管理水平。

2.建设内容

1）建设了1 个北斗高精度位置管理共性服务系统。基于统一的时空基准，以精准时空服务为核心，结合大数据、物联网、云计算等新一代信息技术，实时汇集、分发城市各种时空信息，形成动态感知、互联协同的信息服务系统。系统由高精度服务子系统、终端设备管理服务子系统、高精度地图引擎、二三维一体化地图引擎和高精度城市运行管理子系统组成，通过标准接口接入各类智能化应用系统，并提供时空数据汇聚、处理、共享、分发等信息服务，是各示范应用的基础支撑系统，是智慧城市共性能力服务系统之一（图1）。

图1 北斗高精度位置管理共性服务系统

2）部署了数千套的北斗智能终端。基于北斗高精度位置管理共性服务系统，北斗智能化终端采用云端一体化技术，通过在云上部署各类精准定位及多源融合算法、服务和丰富的数据资源，降低“端”精准时空服务的使用门槛或提升服务体验，适配和部署两千多套北斗智能终端，服务于各类智能化创新应用，基本形成对城市细微变化的感知能力，实现物理城市在数字城市中的实时动态映射。

3）开展了多个典型场景智能化应用。依托高精度位置管理共性服务系统，聚焦城市治理方向，落地交通运营、安全监测、绿色城管、水域巡检等各类场景应用，将精准时空能力广泛应用于城市管理，提升城市智能化应用水平。

3.应用场景

（1）交通运营管理

建成了1 套交通运营管理平台（图2）。通过为长寿区的货运车、出租车、网约车、班线客车、公交车等运营车辆安装高精度定位设备和实时视频传输终端，该平台建立起人、车、企业的档案数据信息，记录车辆基本属性信息，以及车辆高精度位置信息和车辆轨迹。借助北斗高精度位置管理共性服务系统提供的高精度定位服务、高精度地图和时空智能计算等手段，该平台实现了长寿区交通运行及交通安全的管控，提升了长寿区交通局智能化管理水平。

图2 交通运营管理平台

（2）城市管理

建成了1 个城市管理平台（图3）。该平台可赋能作业车辆（执法车、环卫车、园林车）、作业人员（执法人员、环卫人员）高精度定位能力，依托北斗高精度定位技术与移动互联网技术，对城管部门所涉及到的环卫对象进行全过程实时管理，合理设计规划环卫管理模式，提升环卫作业质量，降低环卫运营成本，提升环卫的精细化管理、规范化作业、智能化考核水平，让环卫工作变得有序、有效、可控。基于该平台，管理人员也可以全面、实时、透明的掌握执法车辆和人员的实时位置情况，统筹调配资源，多级协同处理，针对突发事件可快速反应，最大限度地提高应急处理能力。

图3 城市管理平台

（3）安全监测

建成了1 个安全监测平台（图4）。该平台结合长寿区地质条件，依托北斗高精度位置管理共性服务系统提供的覆盖长寿区域的精准时空公共服务能力，为整个长寿区提供统一的监测基准，每个测区无需另外进行基准站建设，同时使用高精度后处理算法和云端一体化监测终端，解决长基线处理、大规模并发、特殊场景亚毫米级精度等技术难题，大幅度降低监测点的投入成本，实现城市中城市桥梁、水利大坝、危旧房屋等各种监测体大规模接入。通过建立一套高效率、高集成度、高可靠性的安全监测平台，打造适配长寿区的监测模型，综合管理分析各类监测体数据，为城市公共安全、防灾减灾能力的建设提供预警和有力的决策支持。

图4 安全监测平台

（4）水域巡检

建成了1 个水域巡检平台（图5）。该平台在河道巡检中综合运用“高精度定位”“无人机自主起降飞行”“视觉智能识别”三大前沿技术，为长寿区试点水域和河段，创建了一套创新性、高效率、智能化的水域巡检系统，实现对水面垃圾、污水排放、违章建筑和违规采砂现象进行识别。该平台从无人机接到巡检任务开始至污染物识别完毕，做到全链路无人化、智能化、高效化，比传统水域巡检的巡检效率提高了3 倍以上。人力成本方面，相比于传统的以人力为主的巡检方式，人力成本降至20%。

图5 水域巡检平台

4.项目效益

1）沉淀价值数据，改善人口与资源的供需矛盾，提升长寿区城市管理精细化水平。北斗时空智能赋能城市管理，实现城市要素厘米级数字化表达，形成全域、全要素、高精度、动态的数字孪生世界，展现城市关键指标、关键事件的处置进度和处置结果，沉淀城市价值数据，实现精准协调、动态可视、全生命周期的主动管理，改善海量的城市人口和稀缺的城市资源之间的供需分配矛盾。

2）打通关键链路，减少城市资源内耗，树立宜居、安全、畅通的城市印象，惠及民生。北斗时空智能赋能城市智慧化应用，依托北斗时空共性服务平台和丰富的北斗智能感知终端，汇聚精准、实时、全量数据，实现城市管理乱像治理、水域生态环境保护、交通出行顺畅便捷、房屋居住安全保障，打通城市服务关键链路，减少人民生命财产损失，惠及民生，树立宜居、安全、畅通的城市印象。

3）落地创新示范应用，带动产业转型，优化城市资源配置，实现可持续发展。北斗时空智能赋能城市产业，基于北斗示范项目的建设，引入北斗高精度能力，结合北斗产业上下游的生态协同能力，形成北斗芯片、硬件、操作系统、人才与传统产业的土地、资本、劳动力等生产要素深度融合。通过技术革新、管理创新与业务重构，实现城市资源的优化配置和产业的可持续发展。

三、结语

城市化是人类发展的必然趋势，智慧城市也顺应潮流，成为应对城市问题的重要举措。随着城市化的发展以及各类技术的演进，在不同的阶段，智慧城市对基础设施需求的侧重点也在不断发生变化。面向智能终端在城市内与人共存的时代，时空能力将作为水电煤一样的基础设施，在应对城市各类治理问题、助力城市开展精细化管理等方面起到关键作用。

在重庆“北斗+新型智慧城市”示范应用中，通过广泛部署北斗智能终端，感知城市运行的动态变化，开展北斗+ 新型智慧城市的多个子应用，形成城市运行中时空信息数据的互联互通，打破了时空信息使用的部门壁垒和技术门槛，为城市管理精细化、数字化、智慧化提供时空信息基础支撑，从而提升城市整体协同运营水平，推进重庆新型智慧城市建设和北斗产业高质量发展。

未来，随着以北斗时空智能助力智慧城市建设的需求在全国范围内不断涌现，在国家数字化发展战略指引下，北斗时空智能具有更加广阔的发展前景。后期可以以应用场景为驱动，不断在城市内构建各类时空智能应用，最大化发挥时空智能精准、敏捷、无所不在的时空特性，促进北斗时空智能在智慧城市中的规模化发展，北斗时空智能也将实现更深层次、更加广泛的应用，其重要的应用价值也将不断凸显。