北斗就在你我身边(一线调研)

在车门旁的触控屏幕上输入手机号后4位、完成身份验证后,车门解锁。在后排落座,点击屏幕上的“开始行程”,车辆平稳起步。行驶过程中,眼前的显示屏实时显示车辆及周边路况的三维建模画面,一条淡蓝色的“水波”提示接下来的行驶路线。经过红绿灯、人行道或掉头转弯处时,方向盘自动打转;遇到狭窄路段、会车等复杂场景时,车辆及时反应,保障安全。

近年来,自动驾驶技术及产业发展加快,简单友好的用户体验,背后是感知、决策、规划、控制等多个系统,源自人工智能、5G通信、激光雷达、高精地图等多项技术的支撑。其中,北斗系统提供的高精度、高可靠的卫星导航定位服务,是不可或缺的基础能力。

“自动驾驶意味着,聪明的车行驶在智慧的路。”中国工程院院士、国家卫星定位系统工程技术研究中心主任刘经南表示,“对于‘聪明的车’来说,响应速度要达到微、纳秒级。一辆汽车如果以100千米的时速行进,1毫秒时间内汽车已向前移动了近3厘米,就可能存在安全风险。北斗目前已经可以实现厘米级定位、纳秒级授时,能够满足自动驾驶时空位置的控制需求。对于‘智慧的路’而言,基于北斗的高精地图是行车环境信息的‘基底’,能反映出地图目标在现实世界中的准确位置,还包含更丰富的道路交通信息,实现路径规划和导航。甚至在车辆传感器失灵的情况下,高精地图还能根据路况数据主动对车辆运行实现变道减速的控制。”

北斗系统对车载终端、路侧设备、云端平台的全面支持,让自动驾驶车辆“耳聪目明”,更加智慧高效。“车配传感器观察到的环境变化可能是一个实时的变化,与高精地图匹配后,将捕捉到的变化通过路边车联网通信节点及时上传到‘云端’,验证确认后,再将这些信息汇总于‘云’上,主动推送给需要的用户,真正实现车、路、人之间的高度协同。”刘经南说。

“北斗与5G、物联网、人工智能等新兴技术融合发展,不仅打开了自动驾驶领域巨大的市场空间,也在智慧交通领域不断拓展多样化的应用场景。”中国卫星导航定位协会会长于贤成说,目前北斗高精度智能驾驶系统已形成规模化应用发展态势,基于高精度北斗的车道级导航功能已在8个城市成功试点,并逐步向全国普及。

“以前出海遇到险情,那线岁的船主杨岳靖,带着记者走进驾驶舱,应用了内置北斗的天通船载卫星电话、船载卫星宽带通信设备等装置一应俱全。指着船上橙黄色的北斗船舶示位仪,杨岳靖赞不绝口:“有了它,出海的渔船不仅能够精准报位,信号丢失或者发生险情时还会发送报警信息。不光能定位,咱们在海上还能收听天气预报和预警通知。”借助北斗、天通的短信及电话功能和宽带设备的应用,现在可以将实时渔获情况发送给渔商,渔运船便能迅速准确驶向捕鱼船所在位置,第一时间拉到新鲜的渔获。销售节点前移,保证了鲜度,才能卖出好价钱。

舟山市海洋与渔业局信息中心值班室内,中心主任孙平华像往常一样注视着大屏幕。屏幕上实时显示着装有北斗导航定位终端的各艘渔船信息。基于对位置信息的分析预判,142.8海里外的一艘渔船与航路上的一艘商船有碰撞风险,语音电话随即拨出:大轮航线,注意安全。随即收到渔船回复:“谢谢,我会注意观察。”

孙平华介绍,舟山市运用电子围栏划定事故多发区,有渔船驶入电子围栏划定区域,系统就会触发预警信号。“渔船出入都能服务保障。到了休渔季,渔船有移动并超出一定速度后,系统平台会对相应船只发出预警。”

嵊泗县枸杞岛的贻贝养殖基地,上万亩的养殖水域用上了基于北斗研发上线的数字化养殖管理平台。管理平台研发者、浙江同博科技发展有限公司负责人孙海说,通过安装定位设备,建立海上电子围栏,因为水域划分不明导致的贻贝养殖纠纷大大减少;北斗海洋检测浮标可以提供实时精准的水温、盐度、溶解氧、pH值、浊度等参数,帮助养殖户更好地了解水质状况和环境变化。

“依托北斗系统,构建起巡检的精准三维坐标系,通过这个空间模型规划航线、航点,无人机巡检时,不会因为误差撞上线路、变电站等。”技术人员曾懿辉在一旁解释。

“绝缘子是否发热、螺丝是否松动等,这些部位最容易发生故障,以前只能凭借肉眼和手持红外测温仪来判断。”回想起10年前,黄丰和输电班要靠人工攀爬完成对输电线路的验收、故障巡查,“当高度超过40米时,能感觉到铁塔一直在摇晃,一座基塔巡下来,全身都湿透了。”现在用无人机巡检,拍照传至后台,通过点云技术开展精准分析,生成的报告会及时反馈,提醒相关部门处理隐患。

通过无人机搭载激光雷达、红外测温仪、夜视摄像头等,输电线路的巡视工作大部分转为机器作业。据统计,截至2022年底,南方电网公司无人机自主巡检里程累计超100万公里,自主巡检采集的照片超过8000万张。

“我们从2018年开始建设由北斗基准站、通信网络、数据处理系统组成的北斗地基增强系统,最终实现定位达到厘米级。”南方电网广东电网电力科学研究院北斗技术负责人鄂盛龙说,这个过程中也遇到了不少难题,“比如受太阳活动周期影响,我们处于南方低纬度地区,电离层相对更活跃,定位效果受到影响。为此,我们先后走访了武汉大学测绘学院和广东省国土资源测绘院,一并与行内设备及定位服务厂家进行了多次技术交流。”

目前,南方电网基于617座北斗定位基准站组成的高精度服务网,在无人机自主巡检、输电杆塔地灾监测、现场抢修应急通信等16个领域培育北斗应用场景,累计推动12万余套国产化北斗终端应用,支撑输电线路无人机自主巡检、主干电网调度领域北斗授时基本全覆盖,提升应急情况下信息传输和人员定位、车辆安全智能高效管理等能力,解决无公网或公网信号不稳定区域的电力信息传输问题,全面支撑电网数字化转型。

为了保护乡亲们的安全,老廖担任了地质灾害监测员。“在培训中学习过防灾知识,监测灾情时心里还是忐忑。”履职6年多,他的经验是多走多看,地面的情况必须一趟趟巡逻看个仔细。

2021年,当地自然资源部门为莲花村进行了滑坡治理,一批应用北斗卫星导航系统的地灾监测设备进场。“滑坡主滑方向布置了两个监测站,借助北斗系统实时采集数据,对地质灾害表面的形变位移进行监测。”行走在隐患区域,四川九洲北斗导航与位置服务有限公司工程师辜旋介绍,雨量计、裂缝计等设备安置到位,这些前端传感器能感知毫米级的微小变化,并与北斗系统相连,将数据传输至安全监测预警平台。

“有了天上‘星星’站岗,踏实多了。”这两年老廖的监测担子轻了不少,只需关注预警短信,按指示及时巡查。工程师每月对监测设备进行巡检,及时校准,力求将数据误差降到最小。

星斗织成安全网。桥梁的倾斜、应变、震动以及过往车辆荷载;隧道的变形、结构受力、地质环境动态,借助北斗系统均能实现全面监测。“在此基础上,我们还将引入数字孪生、雷视融合等技术,对重点监测区域进行虚拟建模,借助历史数据、实时数据和算法模型实现分析预测,进一步提升灾害预警监测能力。”四川九洲北斗导航与位置服务有限公司工程部部长邓健说。

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