北斗導(dǎo)航系統(tǒng)在新疆安全生產(chǎn)過(guò)程中的應(yīng)用研究

郭菲菲，李 虎，黃新利

（新疆衛(wèi)星應(yīng)用工程中心，新疆 烏魯木齊830000）

1 引言

新疆地處祖國(guó)西北邊陲，是我國(guó)最大的省級(jí)行政區(qū)，占全國(guó)國(guó)土面積的1/6，與8個(gè)國(guó)家接壤，邊境線(xiàn)長(zhǎng)達(dá)5600km，邊境口岸17個(gè)，是維護(hù)國(guó)家安全和邊疆穩(wěn)定的重要屏障。國(guó)際河流開(kāi)發(fā)、沙漠公路、油氣管道建設(shè)與管理等重大項(xiàng)目的實(shí)施使得新疆成為國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要能源和資源基地。新疆是我國(guó)西北的戰(zhàn)略屏障，是我國(guó)對(duì)外開(kāi)放的重要門(mén)戶(hù)，也是我國(guó)戰(zhàn)略資源的重要基地。進(jìn)入新世紀(jì)、新階段以來(lái)，新疆周邊地區(qū)形勢(shì)日趨復(fù)雜，新疆在全國(guó)發(fā)展和穩(wěn)定中的戰(zhàn)略地位更加突出。維護(hù)社會(huì)穩(wěn)定是新疆實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展的第一要?jiǎng)?wù)。本文通過(guò)我國(guó)自主研發(fā)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)途客車(chē)、危險(xiǎn)品運(yùn)輸車(chē)、貨運(yùn)車(chē)輛、野外工程作業(yè)車(chē)等的實(shí)時(shí)監(jiān)控，為安全生產(chǎn)應(yīng)急響應(yīng)和快速救援奠定技術(shù)基礎(chǔ)。

2 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是我國(guó)自主建設(shè)、獨(dú)立運(yùn)行，與世界其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)兼容共用的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，可在全球范圍內(nèi)全天候、全天時(shí)，為各類(lèi)用戶(hù)提供高精度、高效率的定位、導(dǎo)航、授時(shí)服務(wù)。

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由空間端、地面端和用戶(hù)端三部分組成?？臻g端包括5顆靜止軌道衛(wèi)星和30顆非靜止軌道衛(wèi)星。2011年12月27日起，開(kāi)始向中國(guó)及周邊地區(qū)提供連續(xù)的導(dǎo)航定位和授時(shí)服務(wù)。2012年12月27日起，北斗系統(tǒng)在繼續(xù)保留北斗衛(wèi)星導(dǎo)航試驗(yàn)系統(tǒng)有源定位、雙向授時(shí)和短報(bào)文通信服務(wù)基礎(chǔ)上，向亞太大部分地區(qū)正式提供連續(xù)無(wú)源定位、導(dǎo)航、授時(shí)等服務(wù)［1］，民用服務(wù)與GPS一樣免費(fèi)。此前已成功發(fā)射4顆北斗導(dǎo)航試驗(yàn)衛(wèi)星和16顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星，實(shí)現(xiàn)對(duì)東南亞全覆蓋。定位精度10m，測(cè)速精度0.2m/s，授時(shí)精度10ns。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航終端與GPS等衛(wèi)星相比，優(yōu)勢(shì)在于短信服務(wù)和導(dǎo)航結(jié)合，增加了通訊功能，北斗系統(tǒng)用戶(hù)終端具有雙向報(bào)文通信功能，用戶(hù)可以一次傳送40～60個(gè)漢字的短報(bào)文信息［2］，在安全生產(chǎn)應(yīng)急搶險(xiǎn)救援中有非常重要的應(yīng)用價(jià)值。

3 現(xiàn)狀分析

目前，新疆境內(nèi)有3600多輛應(yīng)急運(yùn)輸保障車(chē)，年遞增率為5%左右；900多輛野外工程車(chē)輛，年新增率為8%左右；180多輛民爆物資運(yùn)輸車(chē)，年新增率為10%左右。但是，新疆地廣人稀，交通不便，通訊盲區(qū)多，目前新疆移動(dòng)通訊實(shí)現(xiàn)了全疆92%的人口覆蓋。對(duì)全區(qū)高速公路覆蓋率達(dá)99%、鐵路達(dá)94%、國(guó)道達(dá)85%、省道達(dá)85%、沙漠公路達(dá)53%，移動(dòng)通信盲區(qū)仍然超過(guò)70%，一旦出現(xiàn)突發(fā)狀況，安全事故信息不能及時(shí)上報(bào)，導(dǎo)致應(yīng)急救援指揮嚴(yán)重滯后［3，4］，對(duì)安全生產(chǎn)過(guò)程和社會(huì)穩(wěn)定造成較大影響。而且對(duì)于野外工作，如野外地質(zhì)勘探工作，具有高度的流動(dòng)性和不確定性，野外作業(yè)環(huán)境較為惡劣，影響其安全成產(chǎn)的因素復(fù)雜多變，任何疏忽都會(huì)釀成安全事故。

3.1 對(duì)自主位置服務(wù)的迫切需求

目前，我國(guó)民用領(lǐng)域的衛(wèi)星導(dǎo)航定位服務(wù)應(yīng)用主要基于GPS，使得導(dǎo)航定位應(yīng)用工程過(guò)分依賴(lài)國(guó)外系統(tǒng)，核心技術(shù)受控于美國(guó)，不能保證我國(guó)導(dǎo)航定位應(yīng)用系統(tǒng)的安全可靠性。

西部大開(kāi)發(fā)十年以來(lái)，新疆的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)取得了很大的成就，但在安全生產(chǎn)與運(yùn)輸過(guò)程監(jiān)督等方面的信息化建設(shè)還很薄弱，發(fā)展自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和自有核心技術(shù)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，既可以為新疆安全生產(chǎn)領(lǐng)域提供導(dǎo)航與位置服務(wù)，又可以打造北斗導(dǎo)航系統(tǒng)在安全生產(chǎn)與運(yùn)輸過(guò)程領(lǐng)域內(nèi)完整的產(chǎn)業(yè)鏈，為北斗導(dǎo)航系統(tǒng)大規(guī)模推廣應(yīng)用打下堅(jiān)實(shí)的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。

3.2 生產(chǎn)安全保障的迫切需求

地形復(fù)雜，這些地域手機(jī)信號(hào)覆蓋差、使用衛(wèi)星電話(huà)成本高。近年來(lái)，新疆已有多起重大生產(chǎn)、運(yùn)輸事故發(fā)生在無(wú)線(xiàn)通信盲區(qū)，由于難以及時(shí)了解事故現(xiàn)場(chǎng)情況，影響了應(yīng)急救援工作，且延誤事故信息上報(bào)時(shí)間3h以上。因此，如何運(yùn)用現(xiàn)代化技術(shù)手段提高生產(chǎn)運(yùn)輸過(guò)程的監(jiān)控水平、降低事故發(fā)生率，加強(qiáng)事故發(fā)生后的應(yīng)急救援指揮，已成為迫切需要解決的問(wèn)題。

4 北斗導(dǎo)航系統(tǒng)在新疆安全生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用

4.1 為安全生產(chǎn)部門(mén)提供全方位的綜合位置信息服務(wù)

建設(shè)安全生產(chǎn)運(yùn)輸車(chē)輛監(jiān)控管理系統(tǒng)，主要針對(duì)野外工程施工單位的運(yùn)營(yíng)工程車(chē)（如工程車(chē)、起重車(chē)、挖掘車(chē)、吊車(chē)、平板車(chē)、廂式貨車(chē)、水泥罐車(chē)、攪拌車(chē)、油罐車(chē)、叉車(chē)、壓路機(jī)、推土機(jī)等）的車(chē)輛運(yùn)營(yíng)、車(chē)輛派遣、語(yǔ)音調(diào)度、作業(yè)調(diào)度及生產(chǎn)監(jiān)控等進(jìn)行實(shí)時(shí)管理。充分利用我國(guó)自行研制的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的全天候、全天時(shí)、高精度、高可靠的授時(shí)、通信、導(dǎo)航方面的優(yōu)勢(shì)，為新疆安全生產(chǎn)、交通運(yùn)輸各部門(mén)監(jiān)控車(chē)輛提供全方位的綜合位置信息服務(wù)。通過(guò)使用北斗指揮型終端、北斗/GPS雙模車(chē)載終端、北斗RDSS終端對(duì)監(jiān)控車(chē)輛實(shí)現(xiàn)在城市、農(nóng)村、沙漠、戈壁、高原山區(qū)等運(yùn)行區(qū)域監(jiān)控?zé)o死角。

4.2 對(duì)監(jiān)控車(chē)輛運(yùn)行狀態(tài)信息全方位采集

突破車(chē)輛綜合狀態(tài)信息的實(shí)時(shí)采集與傳輸、交通多源異構(gòu)數(shù)據(jù)處理分析、車(chē)輛實(shí)時(shí)推送式信息服務(wù)等關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)控車(chē)輛運(yùn)行狀態(tài)信息（如位置、速度、行駛狀態(tài)、應(yīng)急預(yù)警等）全方位采集。實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)查詢(xún)工程車(chē)輛當(dāng)前速度、行駛方向、位置、報(bào)警狀態(tài)等信息；實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)選定車(chē)輛的特殊監(jiān)控、連續(xù)追蹤，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管控；實(shí)現(xiàn)多輛工程車(chē)同時(shí)追蹤比較對(duì)比分析功能。

4.3 有效開(kāi)展野外事故設(shè)備、人員的搜尋

由于新疆通信盲區(qū)大，野外作業(yè)人員在戈壁、沙漠或山區(qū)失聯(lián)后，救援人員通過(guò)失聯(lián)人員最后一次位置信號(hào)，判斷可能失聯(lián)位置，指揮救援搜尋隊(duì)伍攜帶北斗終端在初判位置搜尋。在搜尋無(wú)果的情況下，通過(guò)指揮平臺(tái)，利用導(dǎo)航及軌跡記錄功能，在重點(diǎn)區(qū)域開(kāi)展拉網(wǎng)式搜尋，防止搜尋線(xiàn)路、區(qū)域的遺漏和重疊，提高搜尋效率。同時(shí)也為搜尋隊(duì)伍的安全撤離提供保障。

4.4 實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)控車(chē)輛的簡(jiǎn)單運(yùn)行數(shù)據(jù)到?jīng)Q策支撐知識(shí)的轉(zhuǎn)化升級(jí)

綜合應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)，可以有效提高生產(chǎn)安全過(guò)程中的情報(bào)預(yù)測(cè)、預(yù)警能力，并且能夠在安全生產(chǎn)事故發(fā)生后第一時(shí)間報(bào)警，快速定位事故發(fā)生地點(diǎn)、并且通過(guò)北斗短報(bào)文技術(shù)將事故類(lèi)型、事故程度等參數(shù)發(fā)送到指揮平臺(tái)，便于上級(jí)部門(mén)在第一時(shí)間進(jìn)行應(yīng)急指揮和調(diào)度，確定搶險(xiǎn)物資、裝備、專(zhuān)業(yè)隊(duì)伍調(diào)動(dòng)方案，高效地指揮事故救援，最大限度降低事故造成的損失。

5 結(jié)語(yǔ)

基于北斗系統(tǒng)的安全生產(chǎn)運(yùn)輸車(chē)輛監(jiān)控管理系統(tǒng)的建成與運(yùn)行，有效的提高了新疆安全生產(chǎn)監(jiān)控管理水平，提升了社會(huì)安全和生產(chǎn)安全的保障能力和應(yīng)急能力，同時(shí)激發(fā)了對(duì)自有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和自有核心技術(shù)的衛(wèi)星導(dǎo)航定位服務(wù)強(qiáng)烈需求，不論實(shí)在安全生產(chǎn)領(lǐng)域，還是在社會(huì)安全、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、智慧旅游、安全生產(chǎn)、地質(zhì)勘探、森林防火、交通運(yùn)輸、防災(zāi)減災(zāi)、國(guó)家安全、測(cè)繪、水利、電信方面，國(guó)產(chǎn)衛(wèi)星導(dǎo)航具有無(wú)可比擬的先天優(yōu)勢(shì)和效益。

［1］張 翔.北斗系統(tǒng)正式提供區(qū)域服務(wù)新聞發(fā)布會(huì)今日召開(kāi)［EB/OL］.［2012－12－27］.http：//press－conference.beidou.gov.cn/news002.html.

［2］劉玲瑞，田萬(wàn)榮，林 立，等.北斗衛(wèi)星通信技術(shù)在新疆山區(qū)水文氣象監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用［J］.水利規(guī)劃與設(shè)計(jì)，2014（1）：26～29.

［3］汪宏宇，邢國(guó)敬.新疆公眾交通衛(wèi)星導(dǎo)航監(jiān)控系統(tǒng)－北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)在交通行業(yè)的示范應(yīng)用［J］.衛(wèi)星與網(wǎng)絡(luò)，2009（11）：38～40.

［4］孟慶偉，楊 燕.關(guān)于新疆衛(wèi)星應(yīng)用產(chǎn)業(yè)化建設(shè)的思考［J］.科技資訊，2012（13）：2～3.