北斗卫星导航技术在智慧城市中的应用

北斗卫星导航技术在智慧城市中的应用目录北斗技术发展与智慧城市建设基于北斗技术的智慧城市云平台智慧城市云平台下的管网监测预警北斗在智慧城市建设中的应用扩展北斗卫星导航系统的发展2011年12月27日北斗导航正式宣布试运行，中国北斗导航已具备覆盖中国全境和周边地区国家的区域服务能力；国家及地方政府已有明确的政策全力支持北斗产业发展，北斗产业已经成为战略性新兴产业的重要组成部分；北斗系统对于加强社会管理、提升民生服务方面作用日益显著；卫星导航是继移动通信和互联网之后全球第三个发展最快的电子信息产业的经济增长点；北斗产业链上游发展已日趋成熟，下游应用市场将飞速发展。2015年，连续发射4颗卫星，北斗导航网日趋成熟，结合地面增强网北斗的技术应用越来越广泛。经过20多年的艰苦努力，我国建成北斗卫星导航试验系统（北斗一号）向民用领域开放投入建设北斗二号导航卫星2011年12月27日提供试运行服务2012年12月27日起提供亚太区域服务形成全球覆盖能力200020122003200720112020北斗与智慧城市发展阶段•第一阶段：技术贯通--物联智能感知相关技术路线的贯通和应用，形成闭环的示范应用•第二阶段：资源融合--物联传感与城市应用在技术和体系的资源融合，形成开环的典型应用•第三阶段：机制模式--包括支付能力在内的服务机制和商业模式的建立，实现可持续的不断发展北斗技术链融入智慧城市北斗卫星导航系统融入智慧城市体系在智慧城市的顶层设计下，遵循“数据整合为基础、应用管理为框架、监测预警为手段、共享服务可持续”的原则，以北斗卫星导航及增强系统为纽带，以及室内外无缝定位系统为技术基础，整合互联网、云计算、物联网、移动通信、地理信息等资源与技术，构建“天、地、人、物”一体化的智慧城市云服务平台，提供高效数据存储、海量数据挖掘、精确定位服务、预警监控和应急处置等协同一体化服务和管理。目录北斗技术发展与智慧城市建设基于北斗技术的智慧城市云平台智慧城市云平台下的管网监测预警北斗在智慧城市建设中的应用扩展在统一的架构、平台和数据资源基础上，构建城市地理空间信息数据集，建设智慧城市云服务平台；进行统一规划和管理，先行推动北斗在城市的基础性领域、服务性领域应用。并逐步扩展到各行业的定位、监测、预警、应急和服务等提供基础支撑。地下管网安全示范各行业的扩展应用标准配置资源卫星通信卫星北斗卫星空基系航空遥感统通信网络北斗地面站智慧城市云服务平台业务管理监控预警指挥调度智慧城市云平台-技术架构规模示范应用室内外定位北斗指挥机数据资源天基系统地基系统北斗卫星传感终端北斗终端公共基础数据库公共基础数据库建设公众服务决策支持统一城市数据资源，尤其是建设空间基础、建筑物、人口、法人、宏观经济等公共基础数据库规范化的运行、管理、共享体系，为应用和决策提供支持与服务。部门应用信息服务信息更新信息处理信息存储信息采集信息交换基础数据库电子地图遥感图像实时采集关联数据基础软件数据交换应用开发通信服务公众服务政府/企业服务地下管线市政城管物流管理住房保障………地图搜索社区服务民生关爱（互联网、车载终端、手持终端、线下服务）智慧城市云平台空间数据动态更新政策法规管理制度大工作流标准规范技术体系市场机制………业务数据动态更新遥感监测常规测绘专业调查竣工验收工程报建社区调查智慧城市云平台框架目录北斗技术发展与智慧城市建设基于北斗技术的智慧城市云平台智慧城市云平台下的管网监测预警北斗在智慧城市建设中的应用扩展智慧城市云平台下的地下管线应用•在智慧城市云服务平台统一框架下，地下管线应用将复用平台、基础设施资源、数据等，•基于北斗技术，建设地下管网监测预警管理系统：–实现城市范围内各类地下管线的探测、实时定位、巡查管理、动态监控、安全预警和应急救援；–大幅提高地下管网安全监测管理水平和应急处置能力，深化北斗卫星导航系统技术应用创新；–将地下管线安全问题从传统的“被动安全”上升为“主动安全”，力求“本质安全”地下管网安全对北斗的技术需求技术层面管理层面业务层面要求管线的精确位置，可以通过北斗测量仪器保障厘米精度，并支持常态更新；管线日常管理，通过北斗终端搭载巡检功能，提高效率及时处置。通过巡检降低事故发生率；通过北斗与标识器结合辅助日常工作。快速定位事故点、处置事故。管网精确定位、巡检养护、预警监控、应急救援等生命周期全过程需求；北斗替代GPS的需求；北斗与跨领域多技术融合，形成全新的技术应用。地下管网应用的层次分析第一层次是管网数字化：实现对地下管网信息管理，在建立动态更新机制基础上，保障地下管网的安全。第二层次是管网智能化：在数字化的基础上，对各类管网的材质、生命周期和事件类型等综合考虑，实现事前预警、应急救援、智能辅助决策。第三层次是管网智慧化：引入物联网、传感器等先进技术，建立管网远程监测体系，实时感知地下管网健康运行状况。北斗定位基站北斗定位基站基于智慧城市云平台的管网监测平台运用北斗管线测量终端进行管线测量、工程放样，解决精确位置管理问题①北斗管网探测技术服务系统通过北斗数据采集传输终端结合水位、雨量等传感设备用于野外数据安全监测②北斗设施巡检技术服务系统提供具有室内定位功能的北斗定位导航及巡检终端，用④北斗定位导航技术服务系统运用北斗车载导航巡检终端，对专业车辆、设备和人员进行导航和定位地下管网监测预警管理系统③北斗数据监测技术服务系统于城市基础设施日常巡检基于智慧城市云平台的管网监测平台多层次、多手段的通信，实现数据、位置信息的双向传输及统一指挥调度⑤北斗指挥调度技术服务系统⑥北斗室内外无缝定位服务系统结合北斗与协同实时精密定位技术，满足室内精准定位⑦北斗行业扩展服务技术支持系统系统构建基于北斗定位服务体系，为各行业提供定位服务。⑧平台接口管理技术服务系统建立与现有系统接口，同时预留功能接口、业务数据交换接口和空间数据交换接口地下管网监测预警管理需求管网监测预警系统-总体设计数据和服务基础状态监测管网安全预警地下管网监测预警系统的运行概述地下管网是城市的“生命线”。城市的地下管网安全示范建设，基于北斗实现从“精确定位、巡检养护、预警监控、应急救援”的路线递进；其次实现北斗与室内外协同高精度无缝定位。基于北斗卫星导航为纽带的综合技术体系，创新“地下管网全生命周期安全管理”运行模式，提高城市的地下管网安全监测管理和应急处置能力。施工监管状态检测应急抢修群体感知智能巡检管线探测指挥调度变形监测精确定位运用北斗管线测量终端，减轻勘测工作量、提高勘测效率和勘测精度，可得到厘米级精度位置数据。BD-CORS站信号覆盖区域，采用网络RTK技术测量，利用建成的CORS网发布传输信号。BD-CORS站信号未覆盖区域，利用多台RTK接收机同时接收卫星信号，一台安置在已知点上作为基准北斗卫星北斗RTK接收机GSM数据中心北斗CORS站计算与控制中心北斗CORS站地下管网监测预警系统主要效果站，另外的接收机作为流动站测定未知点坐标。工程放样管线探测竣工测量变形监测精确定位运用北斗管线测量终端，减轻勘测工作量、提高勘测效率和勘测精度，可得到厘米级精度位置数据。BD-CORS站信号覆盖区域，采用网络RTK技术测量，利用建成的CORS网发布传输信号。BD-CORS站信号未覆盖区域，利用多台RTK接收机同时接收卫星信号，一台安置在已知点上作为基准北斗卫星基准站GSM数据中心北斗RTK接收机流动站流动站地下管网监测预警系统主要效果站，另外的接收机作为流动站测定未知点坐标。工程放样管线探测竣工测量变形监测巡查养护是地下管线生命周期管理另一个重要环节：研制基于车载和手持的北斗巡查终端，实现地下管网及管沟和管廊巡查养护全流程、精细化、数字化监管，满足巡检车辆和人员定位及管理需要。同时，研制部署北斗电子标识器和标识器探测设备，全面采集管网设施一线数据，实现巡检管理移动办公。巡查养护北斗卫星北斗车载终端北斗标识探测巡检车辆大数据中心短信通知北斗手持终端线路设置巡检抢修导航定位巡视管理巡检调度管理地下管网监测预警系统主要效果信息集成器通信控制器电源监测数据交流220V北斗通信型终端北斗卫星野外监测站太阳能供电传感器220V交流电北斗指挥机地面网络监测分中心监测总中心预警监控是地下管网生命周期管理第三个重要技术环节：对开发区管沟管廊、排水泵站、重要河道、低洼区域、重点燃气使用单位、管道阀井、中心气站等重要节点，结合物联传感器，通过北斗终端，完成监测预警。预警监控地下管网监测预警系统主要效果UPS电源及电池组北斗卫星北斗卫星北斗指挥机大数据中心基站北斗单兵定位终端移动通信直放站北斗单兵定位终端室内增补移动指挥中心事故报警指挥调度爆管分析应急疏散监控指挥中心北斗卫星北斗车载终端应急处置应急处置是地下管网全生命周期的特殊的环节：研制基于车载和单兵定位的北斗应急终端，实现通讯、图像、数据、位置信息双向传输及系统统一指挥调度，形成指挥中心-现场移动指挥-定位单兵三级联动。针对地下商场、地下停车场等人员聚集场所，以及地下管廊，发挥室内外定位技术优势，提高抢险救援能力。地下管网监测预警系统主要效果北斗终端在地下管网安全应用终端类型应用场合用户/推广方式1管线测量终端管线施工中放样；竣工测量中管线测绘制图大规模地下管网探测；各种开挖工程中新敷管线测绘制图；规避损伤已有管线施工作业引导规划建设局、公用事业局以及承担管线敷设工程或开挖工程施工企业2管网巡检及应急终端专业管线设施、综合管沟、管廊、地下设施的巡检。管网及管线设施日常抢修，事故发生后的应急处置。公用事业局、水务局以及给水、排水、燃气、电信、电力等管线权属单位3变形监测终端地下管线施工中变形监测，包括管线自身及环境沉降和位移。管线设施关键设施或部件包括泵站、阀井、闸门变形监测，以便发现隐患公用事业局、水务局以及排水、燃气、电力等管线权属单位4数据采集传输终端应急备用数据传输通道或无线通信公网信号覆盖不好区域的数据采集水务局、公用事业局和排水燃气等权属单位目录北斗技术发展与智慧城市建设基于北斗技术的智慧城市云平台智慧城市云平台下的管网监测预警北斗在智慧城市建设中的应用扩展基于智慧城市云平台的扩展应用建设数字物流数字巡检智能交通数字医疗数字社区地下管线数字执法数字城管平安城市数字监察数字景区电子政务应急系统食品安全数字校园数字邮政智慧城市云平台数字环保政务平台的协同共享服务，可以进一步向城市规划、市政建设管理、交通管理、环境保护、应急救援、民生关爱等领域进行推广和应用“民生关爱”的北斗应用建设弱势群体关爱是社会和谐的“保障线”。智慧城市北斗民生关爱示范推广主要针对两类人群：未成年人，包括农村留守儿童和城市流动儿童以及独居和失能老人。在这两类人群中实现北斗终端的规模化应用，明显改善弱势群体关爱效果。基于北斗技术系列客户端，采集监管对象数据，由云服务平台存储和分析。监管人通过手机、平板APP或计算机，监管关注对象，必要时各联动机构给予帮助。民生关爱应用平台手机、平板APP及电脑软件等智能管理终端无线通信与数据采集管道。民生关爱终端采集管理对象数据并与云端交互民生关爱联动机构导北航斗与移位置动信互息联网……云综合服服务务基平础台平台儿关童爱关爱关爱老关人爱驾驶行为其它分析应其用它应用儿童老人管网安全“智慧交通”应用建设利用城市云计算中心和公共基础数据库，建立交通专题数据中心，以服务政府决策、行业监管、企业运营、公众出行为主线，建设集城市交通、公路、港口、交通行政执法、交通安全监督等一体的综合交通信息化、智能化系统，实现监控预警自动化、提升公众服务水平，形成综合大交通管理一体化。渣土车客运数据道路视频停车场货车摩托车公交车船舶数据资源出租车RFID公共自行车交管数据一卡通北斗终端与所有类型的交通工具结合出行信息28智慧环保一体化感知监测环境质量动态监测污染源动态在线监测突发事件应急监测数据传输视频动态监测噪声监测卫星影像遥感监测视频动态监测环保监控指挥中心粉尘监测北斗移动监测设备运行状态监测“智慧应急”的北斗应用综合业务管理值班工作应急处