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北斗与智慧城市的契合点
作者:高建宇 发表时间:2014年12月17日

  国内的政策导向

  当前,国内外的经济形势要求尽可能地扩大投资和启动内需,但经历前几轮的大规模投资刺激后,传统项目的边际效益正在迅速下降,走新型城镇化道路是党中央、国务院加快新经济模式形成、促进我国经济持续健康发展的重要战略部署,将集约、低碳、生态、智慧等先进理念融合到城镇化的具体过程中是当前新型城镇化建设的最紧迫的课题之一。

  党的十八大报告明确提出了2020年全面建成小康社会的主要目标,并强调走中国特色新型工业化、信息化、城镇化、农业现代化道路。通过城市信息化的手段,充分了解城市的各项设施状况,合理配置资源,减少浪费和重复投资,提升城市的智能化水平和城市建设档次,这就是智慧城市的目标。

  智慧城市概念的演变,经历了两大阶段。最早来自美国副总统戈尔在1998年提出的“数字地球”概念,随即在全球卷起了所谓的“数字风暴”,这也是由于受限于当时的科技发展水平,即只能进入完成城市各个子系统的数字化、信息化阶段,实际上数字化就是后来智慧城市的根基;十年后,IBM在2008年提出的“智慧地球”战略,紧接着在2010年世博会上,时任IBM总裁的彭明盛发表“从城市开始构建智慧的地球”的演讲,确定了智慧地球开始于"Smart City",即智慧城市,由此开始,数字(Digital)升级为智慧(Smart),智慧城市这一名词开始成为当今业界最为火热的概念之一。

  各个城市独立功能单元在完成自我完整信息化的同时,以全面感知为基础(物联网概念),逐步具备了一定的自我分析、自我诊断、自我调整能力,并拥有了与多种固定或移动端设备的交互能力(移动互联网概念),当这些城市独立功能单元海量信息数据(大数据概念)汇集到一起进行并行计算处理(云计算概念),并进一步上升到以城市为整体进行的深度融合,以城市运行的资源最优化配置为目标,各资源系统协调运行,最终实现以人为本的基本诉求和城市低耗能高效率运转,这就是智慧城市的终极目标。

  因此,中国政府也在积极引导智慧城市建设,住房和城乡建设部2013年8月5日对外公布2013年度国家智慧城市试点名单,确定103个城市(区、县、镇)试点,共包括83个市、区;20个县、镇以及在2012年首批试点基础上扩大范围的9个市、区。加上住房城乡建设部此前公布的首批90个国家智慧城市试点,目前国家智慧城市试点已达193个。2014年8月22日,住建部、科技部联合启动了第三批国家智慧城市试点申报,试点范围将继续扩大。

  北斗的若干契合点

  智慧城市为城市发展到高级阶段的集大成者,除了顶层平台外,必然分为众多垂直细分领域。在智慧城市顶层设计层面,有华为、神码、同方、航天等大鳄级企业,利用与政府多年的密切关系进行整体设计与城市系统总包等业务。

  实际上,定位能力无论是GPS还是BDS,除去测绘和精确定位这两项专业用途外,其余的应用系统均为“传感器”概念,且门槛越来越低,单纯的仅靠实现“定位(导航)”,市场非常狭窄,因此必须凭借这个“传感器”的高度渗透性迅速与其他热点应用方向相结合,才能成就大市场。卫星导航领域的上市公司有:北斗星通、华力创通、合众思壮、中海达、振芯科技(国腾电子)、海格通信等,这些公司均是从事卫星导航多年、且拥有各自不同的优势行业,整体实力和企业影响力等指标都比较接近。

  智慧医疗之可穿戴设备

  智慧医疗需要结合医疗技术能力、医疗数据分析经验、特种微型传感器和高端制造技术支持,其中最重要的除了医疗行业专业知识的积累外,可能就是加速度计和陀螺仪技术,综合起来成为“惯性测量单元(英文:Inertial measurementunit,简称IMU)”,用以实现在“位置”连续变化的基础上分析出“动作”的精细传感能力,并结合医用传感器(如心率、血压、体温等)对被测主体进行监测,而后将此数据送往医疗分析模块进行解算,实时或事后分析出被测主体身体健康状态、运动极限提示、疾病预警等。

  根据业界发展趋势来看,柔性硬件及制造技术已经基本达标,难点依然集中在与医疗健康分析相关的运动目标跟踪算法上,这也是基于大数据才能有所作为的项目。在深圳电子市场上百元左右的“健康/监控”手环比比皆是,然而由于核心算法和医疗健康经验数据的缺失,基本只能做到出货保本,而做不到运营层面。因此,下一步需要着重解决的一方面是上述算法,实现身体状况测量和检测的准确度到达可接受程度,另一方面是需要完善基于位置的配套服务,如与社区医疗救助联动、基于大数据平台的健康状况跟踪及专业建议服务等,才能实现完整产业链闭环。

  智慧交通之固定设施

  智慧交通依然需要大量的基础设施建设,且有很多分支,比如交通设施中的基础道路、路网传感能力、停车场容量、交通信号控制,还有作为交通行为主体的车辆。但此方向实际来看更多的是属于地面基础设施建设范畴,更容易被传统路网建设集成商占领,局外公司介入门槛较高,在此不展开讨论,关注重点为基于交通信息大数据的挖掘与运用工作。

  我们知道,在自然无管理的平交路口或在简单红绿灯的指挥下,每一个交叉路口的通行能力为一固定值,然而就结合了多条道路、多个交叉口形成的路网来说,如果没有外力施加一定的疏导管理作用,这张“路网”的总通行能力则会急剧下降,造成拥堵与能源的浪费。而路面、路口固有通行能力及周边商业设施都会影响到交通流量的变化,这些正是智慧交通赖以存在的大数据概念,利用足够的数据作分析及预测,可以更加合理地调控交通流量、引导走向,逐渐将交通效率推向理论上最高值,从而实现更“智慧”的交通。

  智慧交通之车联网

  车联网已经喊了五年以上,但实际能落地并产生一定效益的,依然集中在特种行业,中交兴路车联网科技有限公司与交通部所发文件实际对于诸侯割据的各地商用车市场影响力有限,上有政策、下有对策,大家都在争抢有政府配套资金的项目,而真正以市场为主体的配置方式远未实现。

  智能交通中的车辆位置信息系统现在仍处于信息化阶段,车辆位置信息的最大价值产出依然集中在车辆卫星导航设备的销售、安装和通讯链路、收取运营服务费等方面。而基于车辆动态行驶数据挖掘工作的探索阶段基本结束,各个地图公司均可通过方便的购买行为获得指定地区的动态交通信息,并附加在车载、手持终端上,而关于路网POI信息等延伸的增值业务尚处在探索阶段,包括国外相对成熟的安吉星、Gbook和国内的G-BOS等,在中国均没有清晰的盈利模式,遭遇了水土不服的窘境。出现这个问题的原因可以说是用户活跃度不够,或者用户基数不够大,但不可否认的另外一个重要原因就是这些车联网服务系统的建设依然是以车厂为出发点,所以明显缺乏车辆系统外部更丰富多彩的各种应用及服务,必然会影响此系统的生命力。

  所以,当前智慧交通车辆方面的主战场依然是继续提高车辆内置位置信息系统。而从长远来看,车联网发展的当务之急是寻求更有效的商业模式,把重点从低效益的简单销售、安装、监控等行为中解脱出来,跳出车厂关心自己车辆状态和管理者要求实施车辆监控的狭隘圈子,持续提供高附加值且符合车联网用户现实需求的各种服务。这就要求有移动互联网、物联网、大数据分析等专业的技术做支撑。智慧管线及高精度测绘

  在智慧城市建设中,高精度测绘相当于基础支持部分,在很长的一段时间内仍会以地基增强的Cors站网建设为主,为智慧城市提供高精度(毫米级或厘米级)、中等精度(分米级或亚米级)的数据支撑。其中,高精度的发展重点为城市测绘、建设规划、地灾监测和地下管线测绘领域;中等精度可以助力市政、特种车辆精准作业提高效率,对于危险品车辆的车道级轨迹进行监测等。

  随着城市化的迅速推进,地下预埋管线受到了严重的威胁,各种管线越来越多地争抢有限的地下空间,供水、排水、燃气、热力、输油管道、埋地高压线、光电通讯等线缆错综复杂,且因为管理体制不同造成权属单位信息不通,原本简单的基于纸质图纸的管线管理已经无法满足城市发展的需要,施工挖断管线的事故层出不穷,甚至发生造成重大伤亡的爆燃事故。因此,对以GIS为核心的电子化地下管线管理有着强烈的需求,结合北斗地基增强站网提供的高精度测绘手段,实现三维地下管网的可视化统一管理,是智慧城市基础设施管理的重要一环,有着巨大的市场容量。

  室内外联合定位

  羲和系统是《导航与位置服务科技发展“十二五”专项规划》的主要成果之一,瞄准解决卫星导航星座信号到达个人移动终端“最后一公里”问题,实现了室内外泛在精确定位的目标。

  目前,室内高精度系统在北京、天津、上海等地取得了良好的应用示范效果。室内外联合定位有多种技术实现方式,其中室内定位大致有WLAN、UWB、ZIGBEE、RFID等主流技术,但通过定位实现方式可以分为两种:一种是需安装“读头”的定位方式,即需要安放固定位置的信息发射/接收设备并以“指纹方式”确定移动终端位置。另一种是类似高通“GPSONE”技术,通过移动蜂窝基站加入时间测距码的形式。前者进行局部定位准确较高,但组网成本高昂,不适于广域大范围实现室内定位;后者组网简单,但对算法要求较高,精度一般,但总体适用于广域室内定位。目前该系统具备室外亚米级、室内优于3米的无缝高精度定位导航能力。

  羲和系统的室外高精度部分是武汉大学自主研发并主导的广域实时精密定位技术,可实现全国范围实时定位精度亚米级、双频分米级的定位服务。此服务以广泛分布在全国各地的Cors站(连续运行基准站)网系统为基础,已经在上海、天津和中山开展羲和系统的城市级的应用示范。当前国内外的室内定位发展起点差不多,但我国的羲和定位在形式认可上获得了科技部的支持,相信在未来一段时间可以获得政府支持试点项目,在智慧城市领域大有作为。

  作者单位:北斗星通导航技术股份有限公司

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