北斗导航系统在新疆安全生产过程中的应用研究

郭菲菲，李 虎，黄新利

（新疆卫星应用工程中心，新疆 乌鲁木齐830000）

1 引言

新疆地处祖国西北边陲，是我国最大的省级行政区，占全国国土面积的1/6，与8个国家接壤，边境线长达5600km，边境口岸17个，是维护国家安全和边疆稳定的重要屏障。国际河流开发、沙漠公路、油气管道建设与管理等重大项目的实施使得新疆成为国家经济发展的重要能源和资源基地。新疆是我国西北的战略屏障，是我国对外开放的重要门户，也是我国战略资源的重要基地。进入新世纪、新阶段以来，新疆周边地区形势日趋复杂，新疆在全国发展和稳定中的战略地位更加突出。维护社会稳定是新疆实现跨越式发展的第一要务。本文通过我国自主研发的北斗卫星导航系统实现长途客车、危险品运输车、货运车辆、野外工程作业车等的实时监控，为安全生产应急响应和快速救援奠定技术基础。

2 北斗卫星导航系统

北斗卫星导航系统是我国自主建设、独立运行，与世界其他卫星导航系统兼容共用的全球卫星导航系统，可在全球范围内全天候、全天时，为各类用户提供高精度、高效率的定位、导航、授时服务。

北斗卫星导航系统由空间端、地面端和用户端三部分组成。空间端包括5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星。2011年12月27日起，开始向中国及周边地区提供连续的导航定位和授时服务。2012年12月27日起，北斗系统在继续保留北斗卫星导航试验系统有源定位、双向授时和短报文通信服务基础上，向亚太大部分地区正式提供连续无源定位、导航、授时等服务［1］，民用服务与GPS一样免费。此前已成功发射4颗北斗导航试验卫星和16颗北斗导航卫星，实现对东南亚全覆盖。定位精度10m，测速精度0.2m/s，授时精度10ns。北斗卫星导航终端与GPS等卫星相比，优势在于短信服务和导航结合，增加了通讯功能，北斗系统用户终端具有双向报文通信功能，用户可以一次传送40～60个汉字的短报文信息［2］，在安全生产应急抢险救援中有非常重要的应用价值。

3 现状分析

目前，新疆境内有3600多辆应急运输保障车，年递增率为5%左右；900多辆野外工程车辆，年新增率为8%左右；180多辆民爆物资运输车，年新增率为10%左右。但是，新疆地广人稀，交通不便，通讯盲区多，目前新疆移动通讯实现了全疆92%的人口覆盖。对全区高速公路覆盖率达99%、铁路达94%、国道达85%、省道达85%、沙漠公路达53%，移动通信盲区仍然超过70%，一旦出现突发状况，安全事故信息不能及时上报，导致应急救援指挥严重滞后［3，4］，对安全生产过程和社会稳定造成较大影响。而且对于野外工作，如野外地质勘探工作，具有高度的流动性和不确定性，野外作业环境较为恶劣，影响其安全成产的因素复杂多变，任何疏忽都会酿成安全事故。

3.1 对自主位置服务的迫切需求

目前，我国民用领域的卫星导航定位服务应用主要基于GPS，使得导航定位应用工程过分依赖国外系统，核心技术受控于美国，不能保证我国导航定位应用系统的安全可靠性。

西部大开发十年以来，新疆的基础设施建设取得了很大的成就，但在安全生产与运输过程监督等方面的信息化建设还很薄弱，发展自主知识产权和自有核心技术的北斗卫星导航系统，既可以为新疆安全生产领域提供导航与位置服务，又可以打造北斗导航系统在安全生产与运输过程领域内完整的产业链，为北斗导航系统大规模推广应用打下坚实的产业基础。

3.2 生产安全保障的迫切需求

地形复杂，这些地域手机信号覆盖差、使用卫星电话成本高。近年来，新疆已有多起重大生产、运输事故发生在无线通信盲区，由于难以及时了解事故现场情况，影响了应急救援工作，且延误事故信息上报时间3h以上。因此，如何运用现代化技术手段提高生产运输过程的监控水平、降低事故发生率，加强事故发生后的应急救援指挥，已成为迫切需要解决的问题。

4 北斗导航系统在新疆安全生产领域的应用

4.1 为安全生产部门提供全方位的综合位置信息服务

建设安全生产运输车辆监控管理系统，主要针对野外工程施工单位的运营工程车（如工程车、起重车、挖掘车、吊车、平板车、厢式货车、水泥罐车、搅拌车、油罐车、叉车、压路机、推土机等）的车辆运营、车辆派遣、语音调度、作业调度及生产监控等进行实时管理。充分利用我国自行研制的北斗卫星导航系统的全天候、全天时、高精度、高可靠的授时、通信、导航方面的优势，为新疆安全生产、交通运输各部门监控车辆提供全方位的综合位置信息服务。通过使用北斗指挥型终端、北斗/GPS双模车载终端、北斗RDSS终端对监控车辆实现在城市、农村、沙漠、戈壁、高原山区等运行区域监控无死角。

4.2 对监控车辆运行状态信息全方位采集

突破车辆综合状态信息的实时采集与传输、交通多源异构数据处理分析、车辆实时推送式信息服务等关键技术实现对监控车辆运行状态信息（如位置、速度、行驶状态、应急预警等）全方位采集。实现实时查询工程车辆当前速度、行驶方向、位置、报警状态等信息；实现对目标选定车辆的特殊监控、连续追踪，实现精细化管控；实现多辆工程车同时追踪比较对比分析功能。

4.3 有效开展野外事故设备、人员的搜寻

由于新疆通信盲区大，野外作业人员在戈壁、沙漠或山区失联后，救援人员通过失联人员最后一次位置信号，判断可能失联位置，指挥救援搜寻队伍携带北斗终端在初判位置搜寻。在搜寻无果的情况下，通过指挥平台，利用导航及轨迹记录功能，在重点区域开展拉网式搜寻，防止搜寻线路、区域的遗漏和重叠，提高搜寻效率。同时也为搜寻队伍的安全撤离提供保障。

4.4 实现对监控车辆的简单运行数据到决策支撑知识的转化升级

综合应用大数据技术，可以有效提高生产安全过程中的情报预测、预警能力，并且能够在安全生产事故发生后第一时间报警，快速定位事故发生地点、并且通过北斗短报文技术将事故类型、事故程度等参数发送到指挥平台，便于上级部门在第一时间进行应急指挥和调度，确定抢险物资、装备、专业队伍调动方案，高效地指挥事故救援，最大限度降低事故造成的损失。

5 结语

基于北斗系统的安全生产运输车辆监控管理系统的建成与运行，有效的提高了新疆安全生产监控管理水平，提升了社会安全和生产安全的保障能力和应急能力，同时激发了对自有自主知识产权和自有核心技术的卫星导航定位服务强烈需求，不论实在安全生产领域，还是在社会安全、精准农业、智慧旅游、安全生产、地质勘探、森林防火、交通运输、防灾减灾、国家安全、测绘、水利、电信方面，国产卫星导航具有无可比拟的先天优势和效益。

［1］张 翔.北斗系统正式提供区域服务新闻发布会今日召开［EB/OL］.［2012－12－27］.http：//press－conference.beidou.gov.cn/news002.html.

［2］刘玲瑞，田万荣，林 立，等.北斗卫星通信技术在新疆山区水文气象监测中的应用［J］.水利规划与设计，2014（1）：26～29.

［3］汪宏宇，邢国敬.新疆公众交通卫星导航监控系统－北斗卫星定位系统在交通行业的示范应用［J］.卫星与网络，2009（11）：38～40.

［4］孟庆伟，杨 燕.关于新疆卫星应用产业化建设的思考［J］.科技资讯，2012（13）：2～3.