院士报告“北斗与智慧城市”.ppt

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1、智慧城市与智慧城市与北斗卫星导航系统北斗卫星导航系统1n 智慧城市概念智慧城市概念2全球全球50%50%以上的人口居住在城市以上的人口居住在城市(Dirks et al 2009, (Dirks et al 2009, 2010)2010)世界上世界上10%10%的人口生活在的人口生活在3030个大都市个大都市（Dobbs et al Dobbs et al 20112011）如此多的人口聚集现代大都市如此多的人口聚集现代大都市居住拥挤、交通居住拥挤、交通拥堵、管理困难，甚至导致生活秩序混乱拥堵、管理困难，甚至导致生活秩序混乱如何使得城市生活变得智能一些？如何使得城市生活变得智能一些？使得城市

2、更智慧需要那些核心要素？使得城市更智慧需要那些核心要素？我们的观念需要哪些变化？我们的观念需要哪些变化？n 智慧城市概念智慧城市概念（续）（续）城市智慧如何体现城市智慧如何体现全面全面、实时实时了解信息了解信息科学科学决策、果断处置决策、果断处置精精确管理、确管理、精精密服务密服务快快捷保障、捷保障、快快捷处置捷处置管理有序、管理有序、实施高效实施高效时空基准、信息获取、信息传输、信息加工、关时空基准、信息获取、信息传输、信息加工、关联挖掘联挖掘3“智慧城市智慧城市”来自于来自于“智慧地球智慧地球”概念概念（20082008年年1111月月纽约召开的外国关系理事会上纽约召开的外国关系理事会上I

3、BMIBM公司提出的概念）公司提出的概念）“智慧地球智慧地球”通过通过“互联网互联网”将将“物联网物联网”整合起来，整合起来，使人们能以使人们能以精细精细和和动态动态方式方式智慧智慧化管理生产和生活化管理生产和生活智慧城市可理解为：基于统一的智慧城市可理解为：基于统一的时空基准时空基准，将传感器，将传感器装备到城市生活的各种物体上，通过超级计算机和云装备到城市生活的各种物体上，通过超级计算机和云计算实现物联网整合计算实现物联网整合智慧城市是数字城市与物联网相结合的产物，包含智智慧城市是数字城市与物联网相结合的产物，包含智慧传感网、智慧控制网和智慧安全网慧传感网、智慧控制网和智慧安全网（李德仁（

4、李德仁20112011）n 智慧城市概念智慧城市概念（续）（续）4智慧城市的三大要素智慧城市的三大要素（Nam & Pardo 2011稍作修改）稍作修改）第一第一，时空基础设施时空基础设施是智慧城市核心要素之一，各系是智慧城市核心要素之一，各系统通过时空基础设施互连互通、集成、优化，是使统通过时空基础设施互连互通、集成、优化，是使城市变得智能的基础，而不是分散的基础设施城市变得智能的基础，而不是分散的基础设施第二第二，服务观念服务观念是是提升城市智慧的核心要素之一，智提升城市智慧的核心要素之一，智慧城市的关键之一是转换和改进服务职能，实现慧城市的关键之一是转换和改进服务职能，实现智智慧慧管理

5、和管理和智慧智慧服务，包括服务，包括位置服务位置服务第三第三，想象想象也是智慧城市的重要因素，对智慧经济、也是智慧城市的重要因素，对智慧经济、智慧管理、智慧环境、智慧生活的未来憧憬智慧管理、智慧环境、智慧生活的未来憧憬5n 智慧城市概念智慧城市概念（续）（续）物联网物联网 + 互联网互联网+ 智慧管理智慧管理+ 智慧服务智慧服务 智智 慧慧 城城 市市 城市概况城市概况人口人文人口人文市民分布市民分布环境资源环境资源气象信息气象信息交通设施交通设施灾害信息灾害信息江河湖泊江河湖泊服务设施服务设施执法机构执法机构 空空 间间 数数 据据 基基 础础 设设 施（测绘与导航）施（测绘与导航）科学决策

6、和决策科学是政科学决策和决策科学是政府执政能力和执政水平的府执政能力和执政水平的重要体现重要体现信息化时代，多部门协同信息化时代，多部门协同管理和决策是必然趋势管理和决策是必然趋势跨部门信息错综复杂，而跨部门信息错综复杂，而时空信息时空信息是核心共性要素是核心共性要素基于位置服务的综合服务、智能服务系统将是多基于位置服务的综合服务、智能服务系统将是多部门协同管理决策的核心关键基础部门协同管理决策的核心关键基础 n 政府宏观管理和辅助决策中的位置服务政府宏观管理和辅助决策中的位置服务n 南水北调工程南水北调工程7智慧城市将大大缩短机构与机构，公众与政府之间智慧城市将大大缩短机构与机构，公众与政府

7、之间的距离的距离基于网络服务位置服务的政府服务基于网络服务位置服务的政府服务扩展公众信息资源的利用与获取，提高信息流通的扩展公众信息资源的利用与获取，提高信息流通的时效性，信息资源的可靠性和现势性时效性，信息资源的可靠性和现势性高精度时高精度时间同步间同步“智慧智慧”一般强调：科学、智能、机敏、快捷一般强调：科学、智能、机敏、快捷“智慧智慧”来自于信息来自于信息信息获取、信息处理、信信息获取、信息处理、信息的综合利用、智慧决策、管理、服务息的综合利用、智慧决策、管理、服务基于时基于时空基准空基准n 智慧城市发展需求智慧城市发展需求8全国有数十万辆重要物资车辆需要精细管理全国有数十万辆重要物资车

8、辆需要精细管理重要物资运输监控重要物资运输监控重要物资运输的路径选择重要物资运输的路径选择特殊时期交通运输调度与指挥特殊时期交通运输调度与指挥重要交通载体事故如何快速处置重要交通载体事故如何快速处置解决这些问题需要知道载体的位置解决这些问题需要知道载体的位置( (Position) )、载体、载体的速度的速度( (Velocity) )和相应的时间和相应的时间( (Time) )！PVT，需要智慧服务、智慧管理系统需要智慧服务、智慧管理系统n导航的实际需求（车辆导航）导航的实际需求（车辆导航）9n 智慧城市的时间观智慧城市的时间观什么时间？什么时间？ HiHi，午饭后我们好，午饭后我们好好聊聊

9、好聊聊下午下午1 1点如何？点如何？好！好！落空！落空！北京：下午北京：下午1点点纽约纽约北京北京纽约：凌晨纽约：凌晨2点点时间基准不一致可能造成的麻烦！时间基准不一致可能造成的麻烦！101111时间就是金钱，贷款与还贷的时间系统应该统一时间就是金钱，贷款与还贷的时间系统应该统一智慧城市各银行之间时间相同应该统一智慧城市各银行之间时间相同应该统一如果时间系统不统一，则存在安全隐患（美国欠中国的如果时间系统不统一，则存在安全隐患（美国欠中国的债务每天需还中国利息债务每天需还中国利息74007400万美元，万美元，833833美元美元/ /秒）秒） （参考消息）（参考消息）n 智慧城市的时间观智慧

10、城市的时间观n 智慧城市的时间观智慧城市的时间观独立的时间系统对城市管理非常重要独立的时间系统对城市管理非常重要时间是追究责任的重要指标时间是追究责任的重要指标时间是犯罪案件侦查和分析的核心要素之一时间是犯罪案件侦查和分析的核心要素之一时间也是安全的重要指标之一，各电网并网发电的时间也是安全的重要指标之一，各电网并网发电的时间同步，电网故障的排查等时间同步，电网故障的排查等智慧的城市应该是基于高度时间统一的信息获取与智慧的城市应该是基于高度时间统一的信息获取与 管理管理12n 智慧城市的空间观智慧城市的空间观在哪儿？在哪儿？北京？北京？ HiHi，6 6点在北京见面点在北京见面吧吧? ?北纬北

11、纬 39395454 xxxx”东经东经1161162323 xxxx”这是哪里？这是哪里？晕！晕！北三环中路，北三环中路，远望楼西边远望楼西边，北影南边北影南边需要位置、需要引导、需要位置、需要引导、需要参照，需要测绘地需要参照，需要测绘地理信息！理信息！导航与测绘密不可分！导航与测绘密不可分！13“智慧城市智慧城市”首先需要首先需要“物联网物联网”，然后需要，然后需要“互互联网联网”，否则无信息可互换，否则无信息可互换物联网需要那些核心信息？物联网需要那些核心信息？位置、速度、时间位置、速度、时间周围环境（影像信息）周围环境（影像信息）地理空间信息地理空间信息虚拟空间信息虚拟空间信息需要位

12、置服务需要位置服务n 物联网需要时空信息物联网需要时空信息14空空间间关关系系信信息息时空信息时空信息从单纯定位服务为主从单纯定位服务为主与位置相关的信息服务为主与位置相关的信息服务为主从专业位置服务为主从专业位置服务为主大众位置服务为主大众位置服务为主从少数位置服务模式从少数位置服务模式多种按需求服务模式多种按需求服务模式被动服务为主被动服务为主主动或预设服务为主主动或预设服务为主位置服务位置服务基础设施基础设施建设智慧城市的位置服务基础设施不是目的，让基础建设智慧城市的位置服务基础设施不是目的，让基础设施服务于智慧生活才是目的设施服务于智慧生活才是目的n 从智慧城市看位置服务的主要形态从智

13、慧城市看位置服务的主要形态15n 智慧指挥的空间观智慧指挥的空间观智慧指挥依赖可靠智慧指挥依赖可靠的地理空间信息的地理空间信息及时处置险情需要及时处置险情需要可靠的位置信息和可靠的位置信息和了解周围关联信息了解周围关联信息1617突发事件处置（洪灾、火突发事件处置（洪灾、火灾）灾）反恐维稳快速反应反恐维稳快速反应抗震救灾抗震救灾n突发事件处置的空间观突发事件处置的空间观宁波水灾宁波水灾北京石景山商场火灾北京石景山商场火灾和田恐怖事件和田恐怖事件云南彝良地震云南彝良地震交通安全交通安全经济安全（金融、电力、能经济安全（金融、电力、能源源）n非传统安全的空间观非传统安全的空间观18空间基准不一致可

14、能出现的问题，空间基准不一致可能出现的问题，魄力可能解决不了这类问题！魄力可能解决不了这类问题！1920位置位置速度速度时间时间通信通信监测监测智 慧 物智 慧 物联联智 慧 互智 慧 互联联智 能 决智 能 决策策智 慧 服智 慧 服务务20智慧城市智慧城市n 智慧城市时空信息总体描述智慧城市时空信息总体描述 北斗定位北斗定位北斗测速北斗测速北斗授时北斗授时北斗短报文通信北斗短报文通信北斗位置跟踪北斗位置跟踪智 慧 城 市智 慧 城 市80%80%以上的信以上的信息 与 时 间 和息 与 时 间 和空 间 有 关 ，空 间 有 关 ，需 要 位 置 、需 要 位 置 、速 度 、 时 间速

15、度 、 时 间及地理信息及地理信息北斗卫星导航系统是智慧城市的重要基础设施北斗卫星导航系统是智慧城市的重要基础设施2122n 我国卫星导航的起步我国卫星导航的起步中国自中国自8080年代决策，建设独立年代决策，建设独立自主的卫星导航系统自主的卫星导航系统( (北斗北斗) )20032003年北斗卫星导航试验系统年北斗卫星导航试验系统建成建成集导航、定位、授时与短报文集导航、定位、授时与短报文通信于一体通信于一体使中国成为全球使中国成为全球GNSSGNSS核心供应核心供应商之一商之一北斗实验系统服务区域为东经北斗实验系统服务区域为东经70-14070-140度，度，北纬北纬5-555-55度，定

16、位精度优于度，定位精度优于2020米米n北斗试验系统的特点北斗试验系统的特点23n北斗试验系统的特点（续）北斗试验系统的特点（续）24“北斗一号北斗一号”集定位、授时和报文通信为一体，解集定位、授时和报文通信为一体，解决了决了“WhoWho，WhenWhen，Where”Where”的相关问题。实现的相关问题。实现了了位置报告、态势共享位置报告、态势共享。GPSGPS和和GLONASSGLONASS系统只系统只解决何时、何地的定位和授时问题解决何时、何地的定位和授时问题授时精度高。北斗一号授时精度高。北斗一号”系统的单向授时精度达系统的单向授时精度达100100纳秒，双向定时精度达到纳秒，双向定时精度达到2020纳秒纳秒实现分类保障。可划分使用等级范围，具有优先权实现分类保障。可划分使用等级范围，具有优先权调配和能力集成功能调配和能力集成功能u 第二步：扩展的区域导航系统第二步：扩展的区域导航系统 25基基本本系系统统2007200720092009201020102011201120122012发射时间发射时间初始初始运营运营系统系统最终最终运营运营系统系统u 区域导航系统卫星组网状