“一带一路”交通能源重大工程安全信息服务保障应用示范研究

● 文 |航天恒星科技有限公司 李宝明 张潇 郭伟 王蕾

“一带一路”交通能源重大工程安全信息服务保障应用示范研究

● 文 |航天恒星科技有限公司 李宝明 张潇 郭伟 王蕾

航天技术与多学科的交叉融合发展，开拓了空间技术在重大工程建设的巨大作用和应用潜力。在当前“一带一路”战略全面实施的大背景下，亟需中国航天借助空间技术为沿线企业业务安全和信息安全提供高效可靠的保障服务。文章旨在以中国航天的空间信息资源优势为基础，分析沿带路区域工程建设对安全信息保障服务的迫切需求，提出“一带一路”交通能源重大工程安全信息保障服务构想，并重点突出其在石油和铁路等工程领域的示范应用，整合沿带路区域空间信息资源，为“一带一路”重大工程及沿线政府、企业提供具有高质量运行支撑平台、空间信息数据分发网络、用户系统等全面的安全信息保障服务。

一、“一带一路”重大工程安全信息服务保障应用示范建设必要性

丝绸之路经济带和21世纪海上丝绸之路（“一带一路”）战略全面实施大背景下，中国企业“走出去”的模式呈现井喷式增长，中国企业海外重大基础设施工程数量、规模日益增大，亟需中国航天借助空间技术为沿带路中国企业海外人员、业务安全和信息安全提供高效可靠的保障服务。航天合作必须以服务“一带一路”重大工程建设为出发点和落脚点，将空间信息技术广泛运用于重大工程建设中，充分发挥空间信息应用服务自身的优越性，融合卫星通信、卫星导航和卫星遥感技术，开展空间信息服务保障和增值服务，服务于海外重大工程建设，服务于中国企业“走出去”，服务于“一带一路”战略实施。

1. 支撑“一带一路”战略，服务国家政治外交大局

推进“一带一路”建设是党中央、国务院根据全球形势深刻变化，统筹国内国际两个大局做出的重大战略决策，对我国现代化建设和世界地位具有深远的战略意义。通过“一带一路”交通能源重大工程安全信息服务保障示范建设，构建中国海外企业空间信息服务保障网，打造天基丝绸之路，实现自主卫星数据保障率70%以上，助力“一带一路”战略实施。

2. 满足“一带一路”区域重大工程安全信息服务需求

我国企业“走出去”数量和规模不断增长，必将产生对规划服务、勘测设计服务、工程监控服务、运行维护服务、工程信息化管理服务等的迫切需求。通过“一带一路”重大工程安全信息服务保障示范建设，可服务于交通、能源、农业、水利、环境、测绘、海洋等方面，满足其不断增长的安全信息服务需求。

3. 提升我国自主卫星技术空间服务能力，带动空间信息产业发展

“一带一路”交通能源重大工程安全信息服务保障示范建设是摆脱核心技术受制于人的重大战略举措，将实现技术能力上从追赶世界先进技术为主向自主创新为主转变，服务模式上从试验应用向综合信息应用服务转变，数据信息应用上从主要依靠国外信息为主向依靠我国自主信息转变，发展模式上从政府投资为主向多元化、商业化发展转变，满足“一带一路”战略实施对信息互联互通的重大需求，提升在新形势下我国航天产业的竞争力。

4. 提升我国空间信息服务保障国际化能力，做好卫星综合应用示范

“一带一路”交通能源重大工程安全信息服务保障示范建设，将大幅提升我国空间信息的国际化服务能力。应用示范涵盖“一带一路”沿线国家的重点工程，将促进卫星综合应用产业在“一带一路”沿线国家的发展和推广，打造出国际市场上以重大工程安全信息服务保障为亮点的一流卫星综合应用系统集成商、核心产品制造商和运营服务提供商，并形成一套空间信息服务保障系统的规范标准。

二、“一带一路”重大工程安全信息服务保障系统构建

为达到向“一带一路”区域正在实施或近些年规划实施的交通、能源领域等重大工程提供以空间信息为基础的安全信息服务保障的目的，以中国自主卫星资源为基础，辅以部分国际资源支撑安全信息服务保障系统。本文将“一带一路”重大工程安全信息服务保障系统划分为运行支撑平台、空间信息数据分发网络、用户系统三个模块。系统依托运行支撑平台和空间信息数据分发网络，以用户终端的形式向各行业应用示范提供基于空间信息应用的综合性服务。

图1 “一带一路”交通能源重大工程安全信息服务保障系统组成图

1. 运行支撑平台

运行支撑平台由门户系统、运维系统、空间遥感信息服务系统和时空基准位置服务系统构成。门户系统是一个多元综合信息管理和服务平台；运维系统实现运营计费、售后维护、通信网管和数据加密服务；空间遥感信息服务系统主要完成国内外测绘卫星数据处理和无人机数据处理，进行不同比例尺基础测绘产品生产，以及接收门户系统共享协调的的多源遥感卫星数据，对多源遥感数据进行处理，生产系统几何校正产品、几何精校正产品及正射校正产品，对数据产品进行质量评价；时空基准位置服务系统为运行支撑平台提供位置服务支撑，包含位置共享服务平台和移动终端服务系统。

2. 空间信息数据分发网络

空间信息数据分发网络是由多颗卫星、多个信关站、信关站互联的地面网络以及北京网管系统组成的天地一体通信系统，主要由北京信关站、老挝信关站、白俄罗斯信关站以及玻利维亚信关站组成。空间信息数据分发网络可为“一带一路”沿线国家用户和中国企业境外投资项目提供话音、数据、互联网接入、视频会议以及视频监控等卫星通信综合业务服务，在服务范围内的用户通过通信端站，包括固定站、车载站、船载站或机载站接入该网络，即可实现与企业间、个人间的语音、视频和互联网交互。

3. 用户系统

用户终端主要包括通信终端、导航终端、遥感数据包和应用软件、信息化服务软件。通信加密终端保障信道的数据传输安全，为系统提供高层次的通信保密服务；导航终端实现基础设施的定位、通信、数据存储、数据传输、接收及回复调度管理指令等功能，支持人机操作实现工作中位置数据的采集、标注和存储等；遥感数据包和应用软件通过统一的数据共享协调平台充分整合我国国产高空间、高光谱分辨率遥感卫星、国外卫星数据资源，为规划、勘探设计、工程监控提供数据支撑；信息化服务软件通过信息化技术实现海内外企业综合运营管理服务，及针对石油及铁路等行业应用的远程运维支持软件。

三、示范应用

1. “一带一路”石油示范应用工程

油田建设的各类信息90%以上与地理空间信息有关，而新型高分辨率卫星遥感信息是最廉价、高效的手段。空间信息技术能够为油气地面工程勘测，油气开发区的地面工程规划、建设与管理，油气工程环境监测等方面提供强有力的技术支持。

石油资源规划利用遥感技术，选择重点油田或产油区，采取卫星遥感数据和基础地理信息数据相结合、计算机自动信息提取和人机交互解译相结合、室内综合研究与实地调查相结合的技术路线，对石油资源开采进行合理规划，形成综合分析、评价报告，保持石油资源的可持续开发与利用。

石油资源调查评价基于空间信息技术开展示范应用，主要面向境外陆域油气资源、海域油气资源、境内陆域裸露区油气资源三类资源调查评价，选取重点国家及区域进行应用示范，带动国产卫星数据在“一带一路”国家的综合应用示范推广。

石油工程监控基于GNSS系统的定位、短报文通信功能和遥感卫星专题图开展，实现对大型海上钻井平台施工设施、大型油轮运输安全、海上探测作业位置有效感知和有效调度，实现相关数据的综合接入、组织管理和共享交换服务，实现人员和重大工程设施管理以及工程的实时监控，实现海上溢油监控，使石油企业各级管理部门可随时掌握油气田建设工程设备、车辆、运输船舶及人员实时情况，以便结合现场情况进行指挥调度和预警预报。

2. “一带一路”铁路示范应用工程

随着各种新技术的迅速发展和广泛应用，铁路规划设计的手段也发生了根本变革，融入更多新技术到铁路规划设计中来，也是铁路规划设计学科发展的必然需要。传统的等高线地形图模型已不能满足我国高速建设的铁路环境规划、地质规划和景观规划的需求。因此，研究将遥感技术、数字摄影测量技术、虚拟现实技术、数字地质技术相集成，建立一个能够同时满足地质规划要求和环境规划要求的应用示范系统。

铁路规划应用示范针对复杂的地形地貌造成的铁路规划存在困难的问题，利用遥感测绘手段，结合外业采集控制信息、地质信息等数据，进行示范区域内地质环境信息、地形地理信息的提取；同时对示范区域内地质环境、地质结构、地貌类型等信息进行人工外业验证调查，采用传统测绘手段开展地形勘察、地形采集、铁路建设前期踏勘，以及相应的试点区域验证等工作，最终获得相应的专题产品验证测绘产品、高分遥感影像及铁路规划建设应用示范系统对于复杂地段铁路规划、路线方案选择等方面的应用能力。

铁路勘测设计分析应用示范以国产遥感卫星数据为主，辅以国外遥感卫星数据，重点针对大比例尺地形图、专题图快速制作、地质判释三个方面向“一带一路”沿线铁路交通领域进行应用示范，具备向铁路交通行业提供高分遥感数据支撑能力。

铁路工程监控应用示范内容包括基于北斗卫星导航应用技术，开发大型设施定位终端、便携型GNSS工程巡检终端，实现对施工人员、设施、物资的有效监控和监管，可以满足高速铁路建设施工中对重大基础设施进行实时位置感知的需求，支持巡检人员对施工现场各类要素信息的采集；利用卫星导航增强技术构建高精度智能碾压系统，保证碾压质量。

四、结束语

通过“一带一路”交通能源重大工程安全信息服务保障示范建设，构建中国海外企业空间信息服务保障网，助力“一带一路”战略实施;支撑“一带一路”战略，服务国家政治外交大局；满足“一带一路”区域重大工程安全信息服务需求；提升我国自主卫星技术空间服务能力，带动空间信息产业发展；提升我国空间信息服务保障国际化能力，做好卫星综合应用示范应用。