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北斗三号成功发射 “5G+北斗”能干点啥? 自动驾驶未来可期!

2020-06-29 07:24:07 杨珮琳

6月23日,我国北斗三号全球卫星导航系统最后一颗组网卫星在西昌卫星发射中心点火升空。

北斗三号成功发射 “5G+北斗”能干点啥? 自动驾驶未来可期!

北斗三号收官之星点火升空

在当天举行的交通运输部例行新闻发布会上,新闻发言人孙文剑表示,下一步,交通运输部将认真谋划行业北斗系统应用工作,实现行业发展与北斗建设“同频共振”,为交通运输行业用户提供更加广泛、更加融合、更加智能的定位导航服务,让北斗系统为交通强国建设注入强劲动能。

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北斗助力我国首次TIR运输,为中俄国际道路运输试运行提供技术保障

那么,北斗与目前正火的5G,将如何深度融合、彼此赋能?

“5G+北斗”的发展路径

对于“5G+北斗”的发展路径,中国工程院院士刘经南提出了“五步走”。

第一步,实现北斗与5G基站的集成融合。基于这一步可拓展出更多新应用和新能力。

第二步,5G网络加载北斗地基增强信号,提供基于5G的地基增强时空位置服务,让5G网络本身不仅接收北斗信号,每个基站都有位置信息,也可以发出北斗的信号。

第三步,构建车联网与智能网联汽车运营中的应用。

第四步,构建远程实时控制和信息安全的“人-机-物”CPS融合系统,使虚拟空间、实体空间和人三者形成一个融合系统。

第五步,实现室内外一体化的导航定位授时,实现陆、海、天、空、水下、室内都能入网、感知。

“5G+北斗”交通应用场景

湖南省交通运输厅科技信息中心乔川龙认为,5G的优势在于高速率、大容量、高可靠、低延时的连接,北斗则可以提供精准的定位、导航及授时功能。因此,5G与北斗遥相呼应,深度融合,相辅相成,相互赋能,将给交通运输行业带来前所未有的深刻改变,即实现交通管理的可测、可控和服务的精准、及时。

自动驾驶:

自动驾驶需要有车道级、厘米级的高精度定位的要求,就是通过卫星、地面基准站和车载终端组成的增强定位系统来实现,这就体现了5G与北斗双轮驱动的效果。导航系统是自动驾驶产业的刚需。

自动驾驶车辆需要根据道路状况进行快速响应,以持续、稳定地获取高精度的车辆位置定位信息。要想达到可靠的可信的定位,就要有一种新的地面支持系统,北斗和5G结合,可以将定位时延提高到更理想的水平。

基于卫星定位的高速公路自由流收费体系:

基于卫星定位技术可以实现车辆的精准路径识别,同时通过5G无线接入,可以实现各识别点行驶的路径信息以及高清卡口数据的快速上传,实现通行费用实时计算、实时通知到驾车人。

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货运车辆安装北斗

基于卫星定位的“两客一危”:

据悉,北斗系统应用两客一危车辆管理,目前已经建立了全球最大的北斗车联网平台。车联网平台通过提醒驾驶员超速与疲劳驾驶等信息,使得道路运输重大事故率和人员伤亡率下降50%。

交通基础设施的状态自动监测:

通过5G+北斗可以实现毫米级的位移感知,就是可以预先监测出险先兆,及时预警,提前处置,这样就可以保证交通运输过程的畅通。

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北斗无线电应急示位标

关于交通基础设施的状态自动监测是如何实现的呢?以桥梁为例:

北斗智慧桥梁监测

据相关数据显示,目前我国公路桥梁数量已超过80万座,铁路桥梁超过20万座。意味着在桥梁结构安全监测方面,拥有巨大的应用市场。

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在桥梁建设技术论坛上专家介绍,一个大跨度桥梁的健康监测系统由少则50、多则300个以上的传感器测点组成,其费用约占到桥梁总造价的0.25%—1.0%(2.0%);监测系统的设计理念越来越侧重于为桥梁的养护管理提供支撑,偏重监测内容和技术而轻视测试数据处理和评价的设计方案越来越不易被桥梁业主所接受。

健康监测系统本身的耐久性受到重视,要求传感器和其他硬件具有可更换性,并且更换时不能影响到数据采集的连续性;成桥后的结构健康监测系统与施工控制的监测系统相结合,监测数据内容前伸到施工阶段。

结构状态评估子系统和评估软件的水平有所提高,注重桥梁专家对桥梁结构健康监测结果分析评估的介入。

北斗智慧桥梁建设当中要求综合集成:结构健康监测集传感器网络、数据采集与管理、数据建模、安全评定、寿命预测于一体,全天候不间断地监测桥梁荷载与环境作用、结构局部和整体响应,全寿命监测建模荷载与环境作用、推断或在识别结构损伤和性能退化。

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并在此基础上,实时、定期或特殊极端事件下修正服役结构的计算模型、分析和定量评定结构的服役安全状况、预测结构剩余寿命,把握和预警结构安全和寿命状况,科学地支撑桥梁结构安全寿命的管养维护与维修加固。

业界最新的实践是:通过“物联网+移动通信+互联网+云计算+BIM技术+桥梁结构分析”理念和技术的综合运用,可对桥梁结构安全实施全过程、全天候、全覆盖在线监测,从而建立起一套先进的、科学的桥梁健康监控和评价体系。

通过对桥梁的综合状态实施系统检查、科学分析、客观评估,使管理者能够准确掌握桥梁结构的安全性能、使用性能和耐久性能,进而采取更加具有针对性和预防性的管养措施,确保桥梁运营安全。

与此同时,借助现代信息手段和专家诊断分析系统,利用这一平台,可以更加精准地分析、判断和预测桥梁使用性能的变化,为桥梁科学管养和桥梁设计、施工的优化提供科学、客观的依据,从而提高桥梁本质安全度,降低桥梁建设和运行的综合成本。

5G+桥梁结构监测大规模兴起?

首先,5G技术是一种以场景驱动的类似专网通信的高带宽数据传输网,因此,比较适合于高价值城市资产的管理、监测、运维和服务;

其次,现代化的桥梁的生命周期通常在50年-100年以上,时间跨度大,基于智能手持终端的桥梁健康监测设备如能在5G的支撑下,必将实现现场的可视化巡检,可以发挥5G+AR的优势;

再次,未来随着BIM+GIS+IOT应用的深入推进,利用5G技术设备和网络的支撑,有望改变传统的桥梁设计、建造、施工、运维、养护的理论和方法,实现智慧桥梁。

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