北斗产业创新发展,应用领域更加广泛—《2020年卫星导航与位置服务产业发展白皮书》发布
2020-07-21曲向芳
编者按:《2020年卫星导航与位置服务产业发展白皮书》(以下简称“白皮书”)是对中国卫星导航与位置服务产业发展现状与前景所做的整体性研究总结,由中国卫星导航定位协会咨询中心编制,每年度定期发布。本刊将2020年度白皮书中关于中国卫星导航与位置服务产业发展状况的主要内容摘编如下。
年度发展现状
1.国内发展概况
2019年我国卫星导航与位置服务产业总体产值达到3450亿元人民币,较2018年增长14.4%,受到宏观经济形势变化,以及国内改革调整、行业采购量下降、新增市场放缓、跨界竞争加剧等客观因素影响,2019年产值增速进一步放缓(见图1)。其中,与卫星导航技术研发和应用直接相关的,包括芯片、器件、算法、软件、导航数据、终端设备、基础设施等在内的产业核心产值增速下降明显,同比仅增长9.1%,为1166亿元,在总产值中占比为33.8%;北斗应用进一步普及,对核心产值的贡献率超过80%。同时,据相关产业调研和统计分析,随着“北斗+”和“+北斗”应用的深入推进,由卫星导航衍生带动形成的关联产值继续保持较高速度增长,达到2284亿元,同比增长17.3%,有力支撑了产业总体产值和行业经济效益的进一步提升。这主要是源于近几年来,北斗创新应用已经深入融合到许多产业的转型升级发展之中,其他行业如汽车、高铁、能源、矿产、邮政、移动通信、交通物流、互联网服务等领域的骨干企业,主动“+北斗”发展,逐步开拓形成企业新增业务,成为产业新生力量,从而极大促进了我国卫星导航与位置服务产业的整体发展,对总体产值的贡献正在显著提高。目前,我国卫星导航与位置服务领域企事业单位数量保持在14000家左右,从业人员数量超过50万。截至 2019 年底,业内相关上市公司(含新三板)总数为46家,上市公司涉及卫星导航与位置服务的相关产值约占全国总产值的 9%。
图1 2006年-2019年我国卫星导航与位置服务产业产值增长图
2.北斗发展概况
在北斗发展方面,2019年随着北斗三号系统建设临近尾声,北斗应用产业化与国际合作发展等各方面均加快步伐,取得了新的成就。在交通运输、农林牧渔、电力能源等传统领域,北斗融合应用不断深化,规模持续扩大,成效更加显著,并正在向铁路运输、内河航运、远洋航海、航空运输及交通基础设施建设管理等方面市场纵深发展。在工业互联网、物联网、车联网等新兴应用领域,自动驾驶、自动泊车、自动物流等北斗融合创新应用不断发展,经济效益逐步显现。在庆祝新中国成立70周年阅兵仪式上的装备方队、空中梯队和徒步方队,北斗高精度定位都得到广泛使用。2019年,北斗芯片性能再上新台阶,支持北斗三号系统信号的28纳米芯片已在物联网和消费电子领域得到批量应用,22纳米双频定位芯片已具备市场化应用条件,全频一体化高精度芯片也已经进入投产阶段。此外,国外主流厂商也纷纷推出支持北斗三号新信号体制的基础产品。2019年北斗国际合作亮点频出,中美深化信号互操作协调、中欧开展频率协调等工作进展顺利,中俄卫星导航政府间合作协定正式生效,为中俄互建监测站等合作提供了组织与法律保障。我国在联合国全球卫星导航系统国际委员会(ICG)等多边平台上积极发声,成功举办第二届中阿北斗合作论坛、第一届中国-中亚北斗合作论坛。北斗“朋友圈”持续扩大,与“一带一路”国家和国际组织的合作更加广泛。2019年北斗国家标准和专项标准陆续发布,并已经走向国际。北斗全球信号技术指标基本完成验证,预计于2020年可进入国际民航组织标准;支持北斗三号新信号的首个5G移动通信国际标准成功立项;北斗中轨搜救载荷相关标准文件制定和入网测试已取得阶段性成果;首个北斗船载终端检测标准通过了国际电工委员会审议。2019年北斗海外应用合作及贸易交往更加频繁,国产北斗基础产品已出口120余个国家和地区,基于北斗的土地确权、精准农业、智慧施工、智慧港口等,已在东盟、南亚、东欧、西亚、非洲等地得到成功应用。2019年北斗产业发展环境进一步完善和优化,正积极推进国家卫星导航相关法治建设工作。
3.市场发展概况
在市场发展方面,2019年国内卫星导航与位置服务市场需求总量基本保持稳定。国内以北斗为核心的导航与位置服务技术创新持续活跃,国产芯片、模块等关键技术进一步取得全面突破,性能指标与国际同类产品相当,并已形成一定价格优势。国产基础产品在工艺和性能方面也进一步向国外先进技术水平看齐。最新统计研究显示,截至2019年底,国产北斗兼容型芯片及模块销量已突破1亿片,季度出货量突破1000万片。采用北斗兼容芯片的终端产品社会总保有量超过7亿台/套(含智能手机),北斗应用正在诸多领域迈向“标配化”发展的新阶段。国内卫星导航定位终端产品总销量突破4.6亿台,其中具有卫星导航定位功能的智能手机销售量达到3.72亿台。汽车导航后装市场终端销量达到400万台,汽车导航前装市场终端销量达到300万台,各类监控终端销量达到500万台,各类高精度接收机终端销量超过20万台/套。国产高精度板卡和天线销量占比分别达到国内市场总量的30%和90%。截至2019年底,国内超过650万辆营运车辆、4万辆邮政和快递车辆、36个城市的约8万辆公交车、3200余座内河导航设施、2900余座海上导航设施已应用北斗系统。国内北斗农机自动驾驶系统部署超过2万台/套,可节约50%的用工成本。基于北斗的农机作业监管平台实现超过10万台农机的远程管理与精准作业服务,可有效提高产量5%,农机油耗节约10%。北斗定位与短报文通信功能在渔船安全保障和通信保障上发挥了突出作用,全国7万余艘渔船和执法船安装北斗终端,累计救助1万余人。民政系统已建成部、省、市(县)3级平台,实现6级业务应用,推广北斗终端超过4.5万台,用于灾情上报、救灾物资监控管理等方面。在大众应用领域,北斗在电子商务、智能手机和智能可穿戴设备等领域应用更加广泛,卫星导航与位置服务的发展正深刻改变着人们的生产生活方式。海外市场方面,中国企业产品已广销海外,仅在“一带一路”沿线的30多个国家和地区,国产北斗高精度终端、板卡等产品的市场年营收已超过亿元。
4.区域和产业链发展概况
2019年,具有传统发展优势的五大产业区域和产业发展重点城市积极结合国家战略和自身特点,在卫星导航与位置服务产业方面进一步加大力度,全面布局,巩固了区域发展特色优势,保持基本稳定增长。截至2019年底,五大区域实现综合产值2671亿,在全国总产值中占比高达77.4%。其中,珠三角地区综合产值达到770亿元,京津冀地区综合产值达到757亿元,长三角地区综合产值达489亿元,华中地区综合产值达到361亿元,西部地区综合产值达到 294 亿元。在产业链和知识产权发展方面,由于芯片和终端价格仍保持在较低水平,市场营收趋于稳定,产业链上游和中游的产值占比分别为 9.92%和 45.85%,仍呈下降趋势,而下游运维服务环节成长迅速,在产业链各环节中效益涨幅最快,其产值占比已增长到44.23%。2019年卫星导航领域各产业链环节技术创新非常活跃,相关企业研发投入显著增长,领域内的专利保护意识和运营意识也逐步增强,截至2019年底,我国卫星导航专利申请累计总量已超过7万件,保持全球第一位。
5.形势与前景
随着我国宏观经济发展趋缓,以及受到政策和项目支持优势减弱、新增市场暂时乏力、政府采购计划和规模减少等因素的影响,2019年我国卫星导航与位置服务产业市场增速进一步放缓,产业经济平稳增长将成为未来发展的常态形势。从具体研究和统计分析来看,一方面,2017-2019 年国家和各地方支持力度和政府采购数量明显下降,科研及产业化支持项目逐年减少,企业获得的行业集采、系统集成、装备订单量不足,服务类收入又暂时难以弥补营收,造成企业效益和利润普遍下滑;另一方面,北斗技术越发成熟,应用门槛降低,很多有实力的跨界从业者纷至沓来,迅速加剧了现有市场竞争。但是从另一个角度而言,产业当前发展所呈现的竞争加剧态势也是战略新兴产业发展到一定阶段的必然,政府减少扶持,促使市场规则发挥真正作用,倒逼产业自身造血能力提升,创新活力增强,有利于产业的进一步良性迭代循环发展。而跨界者的进入,导致市场竞争加剧的同时,也必将带来与其他产业的加速融合,从而推动行业应用规模的迅速扩大,以及新兴市场领域的不断开拓成长。2020年,北斗正全面迈向综合时空体系发展的新阶段,将带动形成数万亿规模的时空信息服务市场。2019年底至2020年初的新冠肺炎疫情中,体现出各种导航与位置服务技术所发挥的作用,但同时也暴露出在一些领域中的应用规模水平和智能化服务能力不足,特别是在公共应急事件中的位置信息采集管理、重点人员监控、无人智能服务、时空大数据应用等方面,北斗时空技术将有着巨大的创新应用空间,也必将为我国卫星导航与位置服务市场带来新的发展机遇。此外,国家正在推动的“新基建”战略,注重七大领域高科技产业基础设施的数字化、智能化建设,而基于北斗精准时空技术的融合应用正是这些领域基础设施信息化、智能化升级改造不可或缺的重要手段,相信“新基建”的大发展,将成为我国卫星导航与位置服务产业新一轮发展的重大推动力。
三大应用市场现状
1. 行业市场保持平稳发展
2019年,我国卫星导航领域主要行业应用市场保持平稳发展。交通部持续推进交通运输行业北斗应用,民航系统进一步开展基础设施及设备验证、标准制定、机场试点等方面的工作;多个省市北斗兼容CORS站网开放服务试运行工作进展顺利;北斗农机系统销量再创新高。2019年车船监管相关产品及服务总收入约50亿元,高精度应用领域中形变监测、精准农业等细分市场呈现稳定增长态势,相关产品及服务总收入超过70亿元。
交通运输市场一直是我国卫星导航与位置服务产业最为重要的市场。目前国内超过650万辆营运车辆、40000辆邮政和快递车辆,36个城市的约80000辆公交车辆、3200余座内河导航设施、2900余座海上导航设施已应用北斗系统。定位与短报文通信功能更是在海事监管与搜救中发挥着重要作用,全国70000余艘渔船和执法船安装了北斗终端,累计救助超过10000人。交通部门正全面推进北斗系统在长江航运应用全覆盖实施工作,建设长江干线北斗卫星地基增强系统,包括长江干线水富至长江口106个基准站、69个监测站,利用公网网络和56个AIS基站进行播发。在长江通信管理局建设数据处理中心和设备监控中心,在长江航道局设置用户服务终端,长江海事各分支局共设置13个监控终端,计划完成长江航务系统近800艘公务船、2000艘社会船舶单北斗船载终端安装和基于北斗的内河遇险报警管理系统、航运信 息公共服务系统建设工作,为“智慧长江”建设提供重要保障。此外,交通运输部于2019年7月发布的《数字交通发展规划纲要》提出,到2025年,交通运输成为北斗导航的民用主行业,第五代移动通信(5G)等公网和新一代卫星通信系统初步实现行业应用,并要求加快北斗导航在自由流收费、自动驾驶、车路协同、海上搜救、港口自动化作业和集疏运调度等领域应用,明确了未来几年北斗系统在交通行业的主要发展及应用方向。
未来15~30年,将是民航完成从陆基导航向星基导航转化的关键时期。中国民航局大力推进北斗在民航领域的应用,在2019年发布了《中国民航北斗卫星导航系统应用实施路线图》,明确提出到2025年底,全面实现北斗系统通用航空定位、导航与监视应用,基本完成北斗星基增强系统运输航空定位导航应用;正式启动了北斗星基增强系统民航应用验证评估工作;发布了《CTSO-2C604仅用作航空器追踪的北斗卫星导航系统(BDS)机载设备》标准;北斗及AeroMACS机场场面运行应用试点,低成本高效实现了机场范围内的高精度定位监视和实时数据无线传输;颁发波音737-800飞机北斗定位追踪系统加装补充型号合格证,实现了全球民航领域首次在大型运输客机上加装北斗设备。据统计,目前我国民航全行业运输飞机3639架,运输机场235个,通用机场202座,通用航空在册航空器总数达到2495架,其中教学训练用飞机692架,北斗在民航领域的应用前景非常广阔。
2019年高精度市场持续发展,国内各类高精度接收机终端销量超过20万台/套,其中国产高精度接收机销量已占到50%以上;高精度天线出货量31万只,其中国内生产的天线超过24.4万只;高精度相关产品销售收入从2010年的11亿元人民币增长到2019年的74.8亿元人民币,复合增长率达23.7%。2019年山东、陕西等多个省份成功开展了北斗兼容CORS站网开放试运行工作,向省内及其周边地区播发北斗高精度信号,积累注册用户数千名,面向国土管理、城建规划、环境保护、地震监测、精细农业、智慧城市等提供服务,大幅提升了用户生产效率。其中,浙江省卫星导航定位基准服务平台还向用户免费提供实时米级甚至厘米级的定位服务。广西、四川、云南、甘肃、陕西等多地也都针对地质灾害多发区域及潜在发生区域的防控需要,部署了基于北斗高精度的位移监测系统,全天候预警滑坡、泥石流、沉降、垮塌、地震、裂缝等灾害的发生,有效避免了人员伤亡,最大限度减少灾害损失,保护人民生命财产安全。
我国正全力推进农机化转型升级工作,全国农作物耕种收综合机械化率超过70%,北斗农机自动驾驶系统累计销量超过2万台/套。2019年,北斗农机自动驾驶导航系统应用推广再创新高,全国装机量约7000台/套,首次实现了单项精准农业技术在我国的规模化应用推广。北斗农机作业监管平台和物联网平台建设已实现为10万余台/套农机设备提供服务,助力精细农业产量提高5%,农机油耗节约10%。2019年新疆生产建设兵团把北斗技术、流量传感监测技术、无线通信技术等应用于各种农机装备中,对300多万亩农田进行精准施药、施肥、播种、智能采收等作业,基本实现了农作物全程机械化智能管理,其中种植业耕种收综合机械化率达94.1%。黑龙江省运用北斗技术建立农业大数据应用体系,覆盖24.5万种植户的 2100多万亩耕地,全面助力黑龙江省实现打造农业领域航母的目标。河南省将22000余台应用北斗定位设备的农机纳入互联网平台,服务于麦收季节的农机跨区作业。河北、山东积极运用北斗技术打造“智慧农场”,取得初步建设成效。此外,全国开展植保无人飞机规范应用试点的省份已达20个,进一步扩展了卫星导航与位置服务技术在农业领域的市场空间和应用规模。
2. 大众市场方兴未艾
2019年,国内智能手机市场总体出货量3.89亿部,同比下降6.2%。其中,4G手机 3.59亿部,5G手机1376.9万部。目前,国内外主流芯片厂商均推出兼容北斗的通导一体化芯片,智能手机已成为卫星导航系统最主要的应用领域之一。截至 2019年第三季度,在中国市场申请入网的手机有400余款具有定位功能,其中支持北斗定位近300款。
2019年各地发展智能网联汽车的热度不减。国务院印发了《交通强国建设纲要》,提出要加强智能网联汽车(智能汽车、自动驾驶、车路协同)研发,形成自主可控完整的产业链。各地政府,如北京、上海、浙江和江苏等省市,均发布了智能网联汽车发展规划,大力推动智能网联汽车的发展。2019年国内自动驾驶测试道路总长度超过2000公里,自动驾驶测试和运营里程超过30万公里。未来,随着北斗星基增强系统的应用和普及,北斗可以进一步发挥在智能网联、自动驾驶应用中的“千里眼”作用,扩大卫星导航与位置服务产业的市场规模。
2019年,全球可穿戴设备出货量达到3.052亿台,增长71.4%,预计未来几年将持续增长。我国可穿戴设备出货量有望突破1亿台,但市场同质化现象严重,同类产品从外形到功能基本趋同,竞争激烈的同时致使价格下降,利润降低。在这样的背景下,只有深挖用户需求,在细分市场中做到专业、独特才能脱颖而出,如荣耀手环5篮球版就面向篮球爱好者提供篮球运动模式。近几年,结合各个年龄段对运动与健身装备智能化的需要,市场涌现出大量针对运动和健康的可穿戴设备解决方案,正逐步形成新的市场热点。2019年,我国发布了北斗高精度可穿戴设备解决方案,该方案将大幅提升可穿戴设备的定位精度和定位可靠性,实现亚米级定位,可广泛应用于高精度儿童手表、老人手环、宠物追踪器、对讲机、手机等设备中。随着5G的商用,一些新型可穿戴设备的发展将有望形成未来新兴市场,如智能眼镜,可记录和存储带有位置标记的视频和照片,再结合增强现实功能将具有十分广阔的应用前景。此外,由于智能可穿戴设备对室内定位需求明显,因此基于卫星导航的室内外一体化融合定位技术的突破与实用化将是大众应用市场未来发展的关键。
3. 特殊市场保持稳定增长
特殊市场涉及军用、警用、防灾减灾、应急救援、公共安全等领域,2019年北斗相关产品及服务在应急救援、防灾减灾和公安巡逻等细分市场均得到大量应用部署,从而推动特殊市场总体保持稳定增长。同时,随着军工需求回暖,北斗产业链中以特殊市场为主营的企业收入明显好转,行业景气度已逐步复苏。随着北斗三号系统核心星座部署的完成,北斗三代装备的更新换代将是国内特殊市场快速增长的主要驱动力。
在应急救援方面,北斗救援联盟服务平台自上线以来,北斗救援力量已发展到25家救援队,覆盖全国的18个省、市、自治区(北京、河北、辽宁、新疆、青海、四川、山西、浙江、福建、山东、云南、贵州、江西、广东、海南等),为户外探险、旅游、作业等人员提供实时位置、短报文通信、历史轨迹等救援服务保障。北京红十字会999急救中心引进配备了北斗卫星导航系统的专业航空医疗救援直升机,覆盖以北京为中心的600公里半径范围,为京津冀地区的日常医疗救护、处置突发事件、反恐维稳、防灾减灾实现空地一体化救援,并将为2022年冬奥会提供空地一体化救援服务。陕西省延安市建成北斗120指挥系统,为参与院前急救的救护车全部安装了北斗车载终端,并接入调试,联网运行,实现救护车就近派遣。在海上搜救方面,2019年我国开展了交通应急和搜救应用系统工程建设及系统集成项目,计划推广25550个北斗终端设备,并建设面向海陆应急搜救的系统和平台,实现陆海交通应急搜救信息的共享与互联互通,深化北斗系统在交通应急和海上搜救领域的应用,推进北斗系统的国际化进程。
在防灾减灾方面,据不完全统计,2019年北京、河北、山东、贵州、西安、湖南等区域部署北斗报灾终端超过10000余台/套。山东青岛共创建国家级和省级综合减灾及地震安全示范社区353个、防震减灾科普教育基地9家、科普示范学校65所,培训灾害信息员6328人。2019年,贵州省北斗大数据防灾应用创新中心成立,中心以“北斗+物联网智能感知 +大数据分析应用”结合大数据防灾云服务平台,聚焦贵州重要行业的防灾、减灾、救灾;11月21日,贵州省国家北斗综合应用示范项目通过验收,在防灾减灾方面涉及该项目的灾害监测站点已有近7000个,覆盖省内40个县,成功预警多起地质灾害。截至2019年底,作为地质灾害频发大省的广西,已为340所学校地质灾害隐患点建立了自动监测站,安装了先进的北斗云全自动监测预警系统。该系统自安装以来,共成功预警3次地质灾害。北京市搭建了覆盖全部16个区、及各市辖区总共320个乡镇级行政单位基于北斗的灾情报送及应急救援系统,高效开展灾情预警、救援等工作。河北桥东区为32万亩森林防火区布控107个监控点,7个北斗光电雷达智能监控点,全面提升了森林草原火灾综合防控能力。
在公安警用方面,2019年各省市公安局通过公开招标的方式对北斗车载终端、北斗智能管理平台等设备进行采购,据不完全统计,公安警用产品采购订单超过80个,占北斗招标总数的10%左右。2019年长江航运公安局完成公安巡逻艇北斗卫星导航系统设备安装工作,巡航查控范围实现长江安庆段全覆盖,长航安庆警方可实现对船舶类型、名称、停靠港信息等20余项数据的自动识别采集,大幅提升了巡航查控能力,对打击非法盗采江砂、非法捕捞等破坏长江生态安全犯罪,起到了至关重要的作用。西安交警为西安市近340辆警车安装了基于北斗系统的车载智能终端设备,可有效对道路交通违法行为进行取证,对交警日常勤务进行保障;西安交警开展创新试点,与西安120急救等相关部门合作,依托西安交警大数据平台的高精实时路况,定制最优行驶路线,实时跟踪车辆位置,民警精准疏导堵点,同时打击急救车前不让行的违法行为,为急救车辆开辟急救生命通道。
新兴应用发展
1. 北斗三号短报文应用有望成为北斗新兴市场
2019年,北斗三号系统核心星座部署完成,作为系统的独特与优势功能,北斗三号短报文通信服务也将迎来功能性能的全面升级,区域服务容量提高到1000万次/小时、接收机发射功率降低到1-3瓦、单次通信能力1000汉字/14000比特、全球服务单次通信能力40 汉字/560比特。可以预见,高用户容量、大传输量、小型化、低功耗的北斗三号短报文服务,必将拓展形成更大的北斗通信服务新应用市场。
2019年,部分企业积极结合北斗三号短报文通信技术率先针对电力物联网、远洋船舶通信、地质灾害监测等领域开展方案验证和实验应用。利用多个北斗三号短报文通讯模组组成发送阵列,把发送数据根据数据编号均匀分配至各通讯模组,并通过卫星完成通讯,节能模块根据阵列数据发送量需求对阵列发送模块进行节能休眠及唤醒功能,从而进一步降低了系统功耗,增加了信息传输量,提高了系统运行稳定性,保障了无公网地区的大量监测点数据传输的时效性。未来北斗三号短报文服务有望进一步广泛应用于电力系统输电物联网、海事通信搜救、环境及地质灾害监测与应急等领域,形成新的市场空间。从全球范围来看,北斗三号短报文将可以提供全球服务,能够以快速低成本的方式补充完善“一带一路”沿线通信基础设施不完备、不发达国家和地区的通信体系,为北斗系统开启更多应用,带来更多国际化市场。目前,正在建设的北斗短报文应用服务平台,以及开展的移动通信和北斗三号短报文集成应用的技术探索,都将成为北斗三号短报文通信服务全面开启大众应用的基础。同时,随着用户群体的扩大,北斗短报文的资费也有望显著降低,进一步提高对大众用户的吸引力。
2. 北斗智慧铁路应用市场不断扩大
从全球范围看,发达国家铁路系统正在进入智能化服务转型阶段,GNSS 技术在这个转型进程中已经发挥出十分重要的作用,尤其在列车和信号控制、运维保障和应急管理、危险货物监测、资产管理、乘客出行服务等方面,应用市场正在不断扩大。北斗铁路应用是我国继公路、海运市场之后最具发展前景的交通领域新兴市场,目前正在探索开拓的主要应用场景包括列车智能监控、全网授时、边坡监测、路基平准监测、轨距监测等。2019年北斗在列车智能监控和基础设施监测方面的应用已初步形成市场化发展态势,成为助推我国智能高铁建设的重要发展方向之一。
列车智能监控主要指基于北斗高精度GNSS自动化监控系统,可以监控列车的实时空间位置和速度等信息,并对数据进行分析,从而有效地实现对列车的自动化监控、调度和管理。此外,在列控技术基础上实现列车的自动驾驶也是智慧高铁未来主要的发展方向,北斗应用可以辅助车载端设备设置自动驾驶功能实现自动驾驶,并通过地面设置专用的精确定位应答器实现列车精确定位和停车。2019年开通的浩吉铁路是我国自行设计的重载货运铁路,在其动态监测中使用北斗卫星导航系统对列车控制系统进行精确定位,从而实现了对列车的智能控制,特别是针对司机夜间和雨雾天气时的观察困难,通过北斗高精度定位可以精准确定列车运行的具体位置,保障铁路运输效率和安全运输。2019年开通的京张高铁,是世界上第一条采用北斗卫星导航系统实现自动驾驶等功能的智能高铁,不仅实现开车、运行、停车、开门等的自动控制,而且在行驶过程中,列车车身安装的数千个传感器,像带着随车医生一样,随时实现自体检,保障运行安全。列车供电系统也首次采用了轮轨式机器人巡检,打破了以前人工检测的局限性。在铁路基础设施安全监测方面,当前应用方案主要是基于北斗高精度安全监测技术,结合多传感器采集、网络通信和GIS技术,建立针对铁路桥梁、隧道、钢轨、路基、输电线路等铁路沿线设施的安全监测系统,实现对于基础设施的毫米级高精度的水平位移、竖向位移和倾斜监测,预警地质灾害和安全事故的发生。此外,与轨道检测车相结合,可以通过北斗高精度动态测量技术,快速实现自动巡检,并利用轨道测量数据与北斗时空数据结合,形成轨道平顺性评价报告和模拟线路轨道调整方案,指导铺轨定位、轨道精调及轨道养护维修作业,从而显著提高轨道检测维护工作效率,为未来实现高铁轨道全空间、全要素的系统化、信息化、智能化管理奠定基础。
3. 北斗智慧施工应用市场发展空间广阔
在工程建设施工领域,卫星导航技术的应用正从单一的静态测量向动态综合管理应用拓展,其市场发展空间十分广阔。利用北斗技术对施工人员、工程物资和运输车辆实施动态监管,对作业面各位置施工装备的工况进行远程精准管控,能够有效提高施工作业的协同性和安全性,提升工地施工管理的信息化水平和综合效率。此外,基于北斗高精度定位技术与其他各种传感器相结合,可以实现对施工机械的自动化控制,辅助操作人员完成修坡、挖坑、钻孔、打桩、推土、压实、摊铺等施工作业,显著降低工程实施难度和工作强度,大幅度提高施工效率。
2019年正在建设中的内蒙古引绰济辽工程,利用先进的高精度北斗定位技术、无线通讯、传感器技术及信息化数据处理方法等,形成了大坝填筑碾压质量监控管理解决方案,辅助施工方实时监控并记录大坝填筑碾压施工全面信息,并精准引导作业,有力保证大坝填筑质量和安全,提高水利工程效益。2019年京雄高铁铺轨工程也首次采用了加装北斗卫星导航系统的铺轨机,实现铺轨作业运输的智能化、信息化。此外,2019年北斗高精度监测和控制系统应用装配于打桩机、推土机、挖掘机等工程机械上,辅助精准作业的同时,结合智慧施工信息化管理平台,可实现对施工作业的协同调度和工程进度管理。2019年国内一些建设施工企业在“一带一路”沿线国家和地区开展的基础设施项目工程中,也积极考虑运用北斗技术打造海外工程安全服务应用平台,推广北斗高精度工程机械应用,成为北斗海外应用市场发展的一个重要方向,广受业内关注。据不完全统计,当前我国仅各种工程机械保有量合计超过700万台,随着2020年北斗三号全面建成,实现全球服务覆盖,北斗智慧施工应用在国内外均有着巨大的发展空间,预计将形成数百亿元的市场规模。