文|劉玉梅 劉麗嬌

中國交通通信信息中心

北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)是我國重要的空間基礎設施，對國家安全和經(jīng)濟社會發(fā)展至關重要。北斗系統(tǒng)建設實施“三步走”戰(zhàn)略，先后為北斗一號、北斗二號和北斗三號三個階段，分別實現(xiàn)覆蓋我國周邊、亞太地區(qū)和全球服務。2020年6月，我國按計劃發(fā)射最后一顆地球靜止軌道衛(wèi)星，完成了北斗三號全球星座部署。北斗系統(tǒng)已廣泛應用于交通運輸領域，隨著全球組網(wǎng)的全面建成，北斗系統(tǒng)將以全新姿態(tài)和嶄新面貌為交通運輸行業(yè)提供更加優(yōu)質的星基增強、短報文通信、精密單點定位等特色服務。

一、交通運輸行業(yè)應用現(xiàn)狀

交通運輸行業(yè)是北斗系統(tǒng)最大的民用行業(yè)之一，其自身點多、線長、面廣的特點對位置服務提出了更高需求。近年來，北斗系統(tǒng)已廣泛應用于交通運輸各領域，包括道路運輸監(jiān)管、水上航運監(jiān)管與搜救、列車定位與指揮調度、航班定位與追蹤、郵政監(jiān)管與調度等，為交通運輸各種業(yè)務提供安全保障和精準定位等服務。

1.公路領域

2011年，北斗重大專項第一個民用應用示范工程“重點運輸過程監(jiān)控管理服務示范系統(tǒng)工程”啟動建設，項目已在全國超650萬輛重點運營車輛上安裝北斗兼容終端，形成全球最大的營運車輛動態(tài)監(jiān)管系統(tǒng)，構建了集測試、審查、數(shù)據(jù)接入、管理、考核等于一體的營運車輛動態(tài)監(jiān)控管理體系，顯著提升了道路運輸監(jiān)管能力，降低了道路運輸事故發(fā)生率，提高了道路運輸安全水平。此外，全國36個中心城市8萬輛公交車安裝了北斗導航終端，實現(xiàn)了車輛導航、數(shù)據(jù)采集自動語音報站和實時監(jiān)控等功能，有效提高了公交車輛的準點率、工時利用率、運行速度和單車產(chǎn)出收入等運營指標，進而提升了公交企業(yè)的運營管理水平和乘客服務水平。

2.水路領域

在水路領域，北斗系統(tǒng)在水上搜救、航運等業(yè)務領域走深走實，并獲得廣泛認可。在海上搜救方面，2014年，第二個北斗示范工程“基于北斗的中國海上搜救信息系統(tǒng)示范工程”啟動建設，項目已在參與搜救的海事、救助船舶上安裝了北斗短報文智能船載終端，面向涉海用戶推廣了40萬臺/套海上遇險報警手機和3000套具有RDSS通信功能的手機終端或配件，初步構建了基于北斗的海上遇險報警體系，提高了海上遇險對象搜尋效率，減少了海上遇險傷亡人數(shù)，保障了海上作業(yè)的人身和財產(chǎn)安全，海上搜救平臺如圖1所示。示范應用系統(tǒng)已在所有參與海上搜救的相關單位進行部署，并逐步納入各單位的業(yè)務體系。在航運安全方面，借助北斗終端和相關產(chǎn)品，實現(xiàn)了對航道海域的高精度、全天候、自動化監(jiān)測和安全分析。北斗系統(tǒng)在航運管理中的成功應用，為航運企業(yè)和管理部門提供了信息查詢、狀態(tài)監(jiān)控、航標遙控、航線跟蹤等功能，有效提高了我國航運安全管理水平，達到了航運安全管理網(wǎng)絡化、自動化、數(shù)字化的要求。

圖1 基于北斗的中國海上搜救信息系統(tǒng)示范工程平臺

3.鐵路領域

移動列車與調度室之間借助衛(wèi)星通信進行雙向信息傳遞，同時北斗為列車運行提供了精準定位的導航功能，極大地提高了行車安全和運輸效率。目前，“北斗高精度定位技術”信號應用產(chǎn)品和系統(tǒng)開發(fā)已在鐵路領域相關試點通過測試，并實現(xiàn)了鐵塔健康安全的遠程監(jiān)測[1]。我國京沈高鐵試驗運行采用了基于北斗衛(wèi)星列控定位技術，在試驗階段經(jīng)分析，北斗系統(tǒng)已完全覆蓋京沈試驗段，可穩(wěn)定接收到8顆北斗衛(wèi)星信號，單北斗定位精度優(yōu)于10 m。京張高鐵作為我國首條智能化高鐵，首次采用北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)，實現(xiàn)了有人值守的無人駕駛，時速高達350km。

4.民航領域

2019年12月底，民航局正式發(fā)布《中國民航北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)應用實施路線圖》，提出“中國民航大力推進北斗系統(tǒng)應用，積極構建以北斗為核心的GNSS技術應用體系，積極推動以星基定位、導航與授時技術為核心的新一代空中航行系統(tǒng)建設與運行”[2]。目前，“北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)在運輸飛機應用示范項目”取得實質性進展，首次在運輸飛機波音737-800安裝北斗設備。以北斗為主要定位信息源（兼容GPS），利用北斗短報文通信鏈路實現(xiàn)運輸飛機與地面的自動信息下傳，實現(xiàn)了對運輸飛機在飛行過程中的全程定位與追蹤。此外，北斗系統(tǒng)還助力機場監(jiān)控和管理，通過北斗差分+慣導定位，為機坪車輛和飛機提供亞米級定位精度和高精度地圖服務，實現(xiàn)對飛行區(qū)和終端區(qū)內航空器和車輛的精確監(jiān)控，提高場面運行安全和效率[3]。

5.郵政領域

近年來，中國郵政將北斗系統(tǒng)應用與郵政服務轉型升級相結合，自主建設了中國郵政車輛運行管控平臺，在運輸車輛上安裝使用北斗車載終端，接入了2.3萬輛自有干線車輛和社會運郵車輛數(shù)據(jù)，通過實時采集車輛運行位置、速度、線路、裝載情況、路況信息、駕駛行為等運輸數(shù)據(jù)，并進行大數(shù)據(jù)分析，實現(xiàn)了線路、駕駛員、車輛、郵件協(xié)同管理，有力提高了全網(wǎng)車輛指揮調度的精度和準度[4]。郵政長途干線車輛日均行駛里程提高了40%，郵政包裹全國縣及縣以上城區(qū)全程傳遞時長縮短至57個小時，達到行業(yè)時限平均水平。

二、存在問題與形勢

1.存在的問題

一是北斗基礎設施建設能力有待加強。雖然在交通運輸行業(yè)開展了北斗基礎設施相關系統(tǒng)建設，但是現(xiàn)有基礎設施的服務能力和覆蓋范圍，尚無法滿足交通運輸行業(yè)對北斗高精度、高可靠和保安全的實際需求。

二是北斗應用的深度和廣度有待加深。在行業(yè)部分領域，北斗系統(tǒng)應用的絕對數(shù)量雖然形成了一定規(guī)模，但與總數(shù)相比，應用率仍然不高，與業(yè)務系統(tǒng)結合的不夠緊密，行業(yè)服務能力有待進一步提升。

三是單北斗應用規(guī)模小且缺乏驗證。當前在市場力量和國家政策主導下，行業(yè)用戶尚未完全擺脫對GPS的依賴，主要使用北斗/GPS雙模兼容定位終端。由于北斗系統(tǒng)目前在基礎設施能力、服務產(chǎn)品開發(fā)等方面尚有不足，單北斗的用戶接受度和市場認知度較低，應用效果不夠明顯。

四是北斗國際地位有待進一步提升。雖然我國在國際海事、搜救、民航和道路等領域開展了一系列北斗國際化工作，但由于北斗系統(tǒng)能力和國際業(yè)務等多方因素影響，北斗加入相關國際組織和開展國際合作等工作仍面臨很多困難，國際地位有待進一步提升。

2.面臨的形勢

一是服務國家交通戰(zhàn)略，需要把握交通機遇。交通運輸行業(yè)現(xiàn)處于基礎設施發(fā)展、應用領域擴展、服務水平提高的黃金時期?！督煌◤妵ㄔO綱要》明確提出“大力發(fā)展智慧交通，推進北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)應用”。《數(shù)字交通發(fā)展規(guī)劃綱要》提出“到2025年，交通運輸成為北斗導航的民用主行業(yè)，第五代移動通信（5G）等公網(wǎng)和新一代衛(wèi)星通信系統(tǒng)初步實現(xiàn)行業(yè)應用”。在國家戰(zhàn)略的新形勢下，北斗在交通運輸領域的應用發(fā)展面臨前所未有的戰(zhàn)略機遇期，相關部門要把握機遇，順應交通發(fā)展形勢，切實做好新一代北斗系統(tǒng)的應用推廣，助力數(shù)字交通發(fā)展和交通強國建設。

二是順應北斗全球組網(wǎng)，需要開展交通先行?！笆濉笔展僦辏倍啡柸蛳到y(tǒng)全面建成，全球覆蓋和服務能力進一步完善，成為我國首個面向全球提供公共服務的空間基礎設施。作為北斗導航的民用主行業(yè)，交通運輸承擔著北斗三號系統(tǒng)試用先行的重擔，做好北斗三號的應用驗證是推廣北斗應用的形勢所需。在北斗全球組網(wǎng)新背景下，為提高北斗系統(tǒng)的服務能力，相關部門要抓住交通運輸關鍵環(huán)節(jié)，完善北斗基礎設施、拓展北斗應用領域、增強北斗服務能力，開展創(chuàng)新性應用，推進北斗全球化，使交通運輸領域真正成為北斗系統(tǒng)民用行業(yè)的“主用戶”和“先行者”。

三、北斗系統(tǒng)在交通運輸領域的需求展望

北斗系統(tǒng)在交通運輸領域的需求可以從完善基礎設施建設、拓展北斗應用深度與廣度、開展單北斗驗證與應用、深入開展北斗國際合作等方面展開（圖2）。

圖2 北斗系統(tǒng)在交通運輸領域的需求

1.完善北斗基礎設施建設

建設覆蓋全國的北斗精準時空公共服務網(wǎng)絡和北斗高精度多源時空數(shù)據(jù)專題地圖生產(chǎn)服務平臺，面向交通行業(yè)用戶提供衛(wèi)星導航增強信息分發(fā)和專屬高精度位置等服務。通過建設北斗地基增強系統(tǒng)等方式，形成覆蓋行業(yè)重點領域的高精度服務網(wǎng)，再逐步形成全面覆蓋、無縫銜接、穩(wěn)定運行的行業(yè)北斗高精度服務體系，率先推動交通運輸行業(yè)北斗系統(tǒng)服務能力全面超過GPS。

2.拓展北斗應用深度與廣度

針對交通運輸行業(yè)業(yè)務需求，繼續(xù)發(fā)揮示范引領作用，在海上搜救、道路運輸?shù)阮I域持續(xù)擴大北斗應用規(guī)模。同時，應加速北斗與新業(yè)態(tài)的融合發(fā)展，開展北斗導航在自由流收費、自動駕駛、車路協(xié)同、海上搜救、港口自動化作業(yè)、集疏運調度和出行及服務等領域的創(chuàng)新性應用。堅持創(chuàng)新性應用試點先行的策略，開展區(qū)域性創(chuàng)新試點，實現(xiàn)北斗系統(tǒng)助力公路里程費改革、保障自動駕駛和車路協(xié)同駕駛安全、提供海上搜救應急通信服務、提升港口自動化作業(yè)水平、實現(xiàn)貨運調度“一站式”追蹤和為旅客提供“門到門”的定制出行服務，初步滿足北斗在新時代背景下的智慧交通使用需求。

3.開展單北斗驗證與應用

以交通運輸行業(yè)用戶體驗為核心，在全國范圍內選擇覆蓋交通運輸領域應用場景，在相關設備上安裝單北斗終端，開展單北斗系統(tǒng)在交通運輸行業(yè)動態(tài)監(jiān)管、預警報警、信息服務領域的示范應用，實際驗證單北斗系統(tǒng)行業(yè)服務能力，推動實現(xiàn)公務執(zhí)法、應急救援及航海保障等領域定位導航通信自主可控，形成單北斗系統(tǒng)綜合應用方案，為后續(xù)單北斗系統(tǒng)應用推廣提供基礎支撐。

4.深入開展北斗國際合作

在國際海事組織（IMO）、國際搜救衛(wèi)星組織（COSPAS-SARSAT）、國際民航組織（ICAO）和國際道路運輸聯(lián)盟（IRU）等國際組織框架下，深入?yún)⑴c國際政府間合作、國際標準制定和北斗國際化應用等工作。在“一帶一路”倡議引領下，穩(wěn)步推動北斗走出去，加深與國內外的中國企業(yè)的合作，讓北斗系統(tǒng)融入他們的實際業(yè)務與工程建設中，使北斗逐步融入海外人民的生活，實現(xiàn)北斗海外規(guī)?；彤a(chǎn)業(yè)化應用。

四、結語

在國家新的戰(zhàn)略和北斗系統(tǒng)全球組網(wǎng)背景下，北斗系統(tǒng)在交通運輸領域的行業(yè)應用面臨前所未有的機遇和挑戰(zhàn)。本文總結了北斗系統(tǒng)在交通運輸各領域應用情況，分析了北斗系統(tǒng)在交通運輸領域應用存在的問題，指出在基礎設施建設、應用深度和廣度拓展、單北斗驗證與應用、北斗國際化等方面精準發(fā)力，力爭實現(xiàn)交通運輸行業(yè)應用與北斗系統(tǒng)建設發(fā)展同頻共振。