北斗时空智能应用规模化突围
过去的一年,随着算法介入、AI赋能、融入各行业实际的需求,基于中国北斗卫星导航系统的时空智能产业创新发展开始步入快车道。
日前,中国卫星导航定位协会发布的《中国北斗产业高质量发展指数报告》显示,截至2023年上半年,北斗产业高质量发展指数为1312点,较2013年北斗元年的250点增长超424%。国内很多类型的北斗终端设备应用总量接近2300万台(套),较2022年同期增加超过727万台(套),同比增长46.93%,北斗应用渗透率超过50%。
这意味着,北斗产业高质量发展已经从初级阶段的需要政府大力扶持,逐渐转变为成熟阶段的主要通过市场获得回报,产业高质量发展方式从政府投资拉动向市场需求驱动转变,在城市治理、交通运输、防灾减灾、精准农业、智能终端等领域,都已经展开应用。
将时空智能服务作为公共服务,并将其作为一套基础设施来推进,这条路径无疑是正确的。
市场调查研究机构Omdia首席分析师杨光在接受21世纪经济报道记者正常采访时表示,基于北斗的时空智能是数字基础设施的重要组成部分。“建设数字中国肯定需要有一个很坚固的底座,也是必不可少的部分。北斗相对GPS、伽利略这些卫星系统来讲,它还有短报文通讯能力。如果要逐步建设智慧城市,可以充分的利用它的短报文能力,提高终端集成度。尤其是在偏远地区或者是地面网络覆盖不够好的情况下,可能有更多综合能力体现。”
此前,在产业链刚刚形成时,行业仍然需要做大规模减少相关成本,提高芯片模组的可靠性。“现在已经很成熟了,在通信行业和智能终端产业链里,北斗的应用已经很成熟,我个人觉得规模化没问题,它已经和GPS规模相当。”杨光进一步表示了对北斗应用前景的乐观。
过去多年,在偏远山区或西部偏远地区,一线工作的巡检、养护人员都面临着种种困难。借助北斗和AI,交通道路养护、燃气检测等传统行业也加快了数字化转型的进程。
公开多个方面数据显示,我国燃气管道里程达90万公里,日常巡检、维修需投入大量人力,管控困难、事故频发。
2023年年底,21世纪经济报道记者在四川省乐山市一线调研了解到,由中石油西南油气田建设的全国首个燃气“无泄漏”示范区,迈出城镇燃气安全管理数字化转型的第一步。
从2022年年底运行一年来,北斗时空智能已融入其工作的全面感知、智能分析、综合管控等所有的环节,报警响应率达100%。
“2022年开始着手建设燃气无泄漏示范区,难度比较大。因为大家都清楚,燃气的泄漏频率比上游高很多,但是我们应该想清楚的是,在漏前、漏中、漏后三个阶段都能有效把控它,最后控制它的风险,将损失降到最低。”西南油气田管道管理部副主任王飞在接受21世纪经济报道记者正常采访时表示,示范区内的管理不只是简单的系统,而是整个数字化管理模式和方法。
在示范区所在的夹江县山林里,燃气巡检人需要携带探测仪和在山里吃的干粮,沿着管道标志桩,徒步翻山越岭进行仔细的检测。即便如此,1个小时也只能检查2公里左右。管道腐蚀情况、管道附近是否有第三方施工、管道是否受地灾影响变形断裂?这些造成燃气泄漏的根本原因,是他们每天必须关注的事项。
如今,北斗高精度无人机已成为燃气巡检的新模式。在示范区管道沿线,无人机搭载激光甲烷探测仪,沿预设管线分钟就能巡完,相较人工巡检,效率提升数十倍。”西南油气田公司旗下新顺通公司副经理刘析告诉21世纪经济报道记者,在排查出地质灾害隐患点后,安装了GNSS毫米级位移监测、雨量、倾角加速度、土壤压力等多个地灾监测设备。并针对管道腐蚀等情况,在沿线安装了油气管道智慧桩,其由千寻位置与西南油气田共同研发,一旦超过阈值,即可实时报警。
王飞进一步透露,北斗深度应用也填补了燃气行业应用上的空白。包括管网自动测绘成图、智能识别非法施工入侵、管线外腐蚀监测等等。“有了北斗时空智能的加持,后期不管是数字孪生的应用深度,还是其他单项技术的应用深度,就可以超越过去。”
精准的定位系统能够对公路表面病害及公路基础、附属设施进行精确识别,并对公路表面病害进行精准面积计算,面向公路巡检业务需求,提供结构化结果并实时上报,为道路巡查计划、养护计划和管理提供辅助决策支持。
据了解,从2023年10月起,临沂市19条普通国省道将陆续启用千寻驰观道路智能巡检系统,具体应用于8条国道、11条省道以及838座桥梁。值得一提的是,该系统目前已在全国多个省市落地,如山东、辽宁、云南、江苏等高速公路及国省干线。
作为新型的道路管理方式,道路智能巡检技术已在国内部分公路、桥梁落地,但具体应用中仍然面临挑战。
一方面识别精度不高、采集数据不准、与业务应用尚存在距离;另一方面,当前巡检数据使用大多停留对公路病害的识别、判断上,面向路面养护分析、决策、评估、实施等内容,尚未形成有效的应用闭环。
千寻位置智慧交通解决方案专家何喆卿在接受21世纪经济报道记者正常采访时表示,智能化巡检已发展到由多年试应用逐步转向规模化生产服务的阶段。“原先是一套模型打天下,后来发现城市道路、高速公路等泛化场景不一样,AI训练的权重也就不一样,这一定要通过一些策略来调整训练场景的权重,进而实现优化。”
“我们做过一个调查,原来巡查车需要2-3个人,现在1-2个人就能完成,大幅节约人力成本。另外,我们管养的是1600多公里道路,每个季度甚至每个月都会有考核,如果用人工进行巡检,周期会比较大,而现在极大地降低了时间成本。”临沂市公路事业发展中心刘涛告诉21世纪经济报道记者,采用集成了北斗导航定位系统的巡检方案后,同时也减轻了基层人员的劳动强度,大大削减了劳动成本。
毫无疑问,交通道路与北斗产业息息相关。《中国北斗产业高质量发展指数报告》显示,2023年上半年14个重点行业应用指数排名中,位列前五的分别是交通运输、自然资源、通信、农业、公安。 其中,交通行业是北斗最大的专业应用市场,也是国际合作的重点领域,其市场化、产业化和国际化水平最高。而应急、公安、农业、卫生与健康、城市管理、生态环境、石油石化、电力行业北斗应用的发展正逐渐融入到关键业务流程中,未来将是发展主力军。
从产业链条来看,我国北斗卫星导航系统已经初步具备了从芯片制造、导航地图、终端到系统集成、运营服务的产业链条。但北斗卫星导航应用发展还存在着北斗基带芯片研发起步较晚、终端设备成本高昂、基于北斗的行业应用整体解决方案还不完善等核心问题。
在B端市场,尤其是面向政务、公共场景的服务来看,个性化定制需求居多,其规模化复制还面临难题。此外,我国卫星导航产业链中最薄弱的是芯片、OEM板、模块等硬件核心技术缺失,短时间之内超越难度较大,加之北斗芯片生产尚未规模化,成本仍然偏高。
但是,也有专业技术人员表示,当下成本属于初期投入,随着使用场景增加以及效率的提升,基于数字化的改造成本也会逐渐摊薄。
《2023中国卫星导航与位置服务产业高质量发展白皮书》显示,我国卫星导航与位置服务产业总体产值由2013年1040亿元增长至2022年5007亿元。北斗产业已进入快速地发展阶段。
随着智能驾驶场景转向城市,尤其在城乡部分,过去智能驾驶依赖高精地图的感知方案弊端不断凸显。无论是地图更新,还是成本等方面,都存在一些问题。取而代之的是“重感知+轻地图”方案。
“在单车智能方面,比较浅显的应用是车道级导航,深一些应用就是NOA辅助驾驶。在辅助驾驶的场景中,比如智能超车、变道以及出入匝道等,这些动态场景需要实时更新,就需要依赖高精度定位。”千寻位置技术专家徐万荣介绍道,在更复杂的V2X场景中,除了车上要高精度定位,路边的一些智能路侧单元等设备,也要使用到高精度定位。
徐万荣进一步补充道,高精度定位赋能的智能驾驶,具体在不同的产品中,功能上是一样的,但上层应用系统可能会存在一些差异。车厂能够准确的通过每个车型以及不同用户群体的实际的需求做个性化设计。
申万宏源研究报告说明,无论从产品成熟度和大批量应用成本来看,还是从终端车企意愿来看,高精度定位将作为高级别无人驾驶感知层的硬件冗余做普遍配置,将成为L3及以上无人驾驶车辆的标配。
实际上,与传统的零部件相比,北斗高精度定位服务全链路量产“上车”更大的不同之处在于边际成本会降低。因此量产之后更重要的,不在于成本下降了多少,而在于接入量的多少,接入量越多,边际成本也就越低。
长城汽车智能化副总裁吴会肖向21世纪经济报道记者表示,在智能驾驶场景,中国的车厂实现了弯道超车,其中很重要的一个原因,就是基于北斗的高精定位等感知技术的提升。
在杨光看来,北斗精准定位目前在智能终端领域已经充分落地,产业链的难点没那么大。从技术角度看,发展无人驾驶的问题不大。但是无人驾驶的精度要求非常高,还需要其他的技术方法去支持,还需要一些时间进行探索。相比而言,手机端的应用规模化则要乐观得多。“对于普通消费者肯定是够用了,从行业应用来看,它可能还需要提高精度。一是解决室内的定位,尤其是车间、厂房、仓库这类场景,这一些地方卫星覆盖不到,需要其他技术方法做定位;二是将室内定位与室外卫星的定位进行融合,不同技术方案之间如何配合?这是现在要关注的点。”
可以预见,大众市场将是北斗规模化发展的重要机遇,未来的产业化水平将稳步提升,产业规模将持续扩大,产业生态也会更完善。