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对于“北斗掉线”,北斗系统工程师怎么看?

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  昨天,一则货车司机被罚款扣车后服毒自杀的新闻吸引了大家的注意。作为一名普通人,为和我们一样为生活奋斗的鲜活生命的逝去感到心痛;同时,作为一名参与北斗卫星导航系统建设的工程师,也受到了不少朋友的关心和疑问,看到了很多网友因为“北斗”这个名字开始对北斗卫星口诛笔伐。

  我想,在我们的北斗卫星导航系统正在开展规模化、产业化、国际化的当下,针对一些我看到的误会,有必要把我了解的一些情况和大家交流。

  首先,包括北斗、GPS在内的卫星导航系统被称为“全球卫星导航系统”,对普通民用是完全免费的,不存在收费一说。卫星导航系统一直在向地球方向播发导航信号,你收或者不收信号,它都在那里。

  大家可以把导航系统服务想象成广播电台,而用户是拿着半导体收音机,电台会持续播发节目(通过无线电)。正常情况下,无论用户是否有收音机,信号是持续播发的。当然你想听节目,可能需要从商业公司购买收音机,而导航系统本身是不直接向用户收费的。

  在导航系统已经运营情况下,我们说系统好不好,其中关键一条是评估导航信号质量,如信号里的一些参数精度、系统是不是可靠稳定(如信号中断)、抗干扰等特性。有很多的专门的评估机构会测评这些指标,这些机构有专业的导航接收机(比较贵的那种),时刻监测导航信号,而且,系统一旦出问题,千千万万的用户也会感受到,因此,如果导航系统能力不行、导航信号不好,根本是瞒不住的。(但是,大家有没有发现,除了靠个人体验,大家好像很少接触到导航信号质量的评估结果?我想,这可能是因为专业评估机构发布的评估结果往往是量化的、专业化的、难以被普通人理解的,很需要更多专业人士参与进来,进行科普,用大家能听懂的话,去传达这些评估结果。)

  其次,我们手机或者是司机用的导航仪,里面有个导航芯片模块,这种模块一般是由商业公司生产,每个商家算法、性能都会有所差异。

  当然,单纯的卫星导航系统(中、美、俄、欧),也确实有盲区,比如车过隧道、建筑物遮挡、深水下等,所以好的导航仪一般会结合惯性导航、或者室内定位系统进行算法联合,让用户感受到无缝切换。甚至在定位结果投影地图时,做平滑处理,使用户有好的定位体验。

  最后,我个人还是觉得,我们需要更多、更多地科普这些常识,开放用户讨论。另外,是否应该考虑,严惩那些打着要求的名义,向司机、渔民强行推销“北斗”产品的行为,这不仅直接损害普罗大众的利益,还会使大家对我们的国之重器失去信任感。

  (作者:中科院上海天文台 宋叶志)

  延伸阅读

  “北斗掉线”问题出在哪儿?该北斗卫星来背锅吗

  近日,大货车行驶记录仪掉线一事引发争议。所谓“北斗掉线”是否与北斗卫星导航系统有关?掉线原因是什么?类似事件是偶发还是多发?如何避免此类事件发生?

  对此,科技日报记者采访了研究北斗导航20余年的中国农业大学信息与电气工程学院副教授、博士生导师吴才聪。

  

  资料图。图片来源:视觉中国

  北斗定位装置≠北斗系统

  在接受科技日报记者采访时,吴才聪表示:“可以肯定的是,北斗系统没有问题,因为我国对北斗卫星进行实时监测,任何一颗卫星出问题立即就会知道。如果北斗卫星真的出现故障,也不会只影响一个设备。”

  “北斗卫星定位装置实质是一种数据记录仪,记录的日期、时间、坐标、速度均极其精准。”吴才聪说。

  

  北斗卫星导航系统模型(资料图)。新华社记者 鞠焕宗/摄

  《道路运输车辆动态监督管理办法》第十二条规定,旅游客车、包车客车、三类以上班线客车和危险货物运输车辆在出厂前应当安装符合标准的卫星定位装置。重型载货汽车和半挂牵引车在出厂前应当安装符合标准的卫星定位装置,并接入全国道路货运车辆公共监管与服务平台。

  

  北斗组网模拟图。(中国卫星导航系统管理办公室供图 新华网发)

  据吴才聪介绍,车载卫星定位装置通过接收北斗系统及相关卫星导航系统(如GPS)的信号,可以输出日期、时间、坐标、速度等信息,结合身份读卡器和摄像头等,可以准确记录驾驶员身份、驾驶时间、行车速度、停车地点、行经路线等,据此可以判断是否存在疲劳驾驶、违禁停车、超速行驶等违规行为。

  多种原因会引起“掉线”

  “北斗掉线”原因是什么?吴才聪分析,车辆监管与服务主要通过卫星定位装置和卫星定位系统平台来实现。定位装置内置SIM卡,通过移动通信网络(2G/3G/4G),将定位装置采集的数据回传至定位平台,其中任何一个环节出现问题,如装置的软件或硬件故障、通信中断(途径盲区或SIM卡欠费)、服务器故障、定位平台故障等,还有人为遮挡、断电或破坏等,都会造成所谓“掉线”,即定位装置与定位平台断开连接,致使无法通过定位平台追踪车辆的实时位置和回放其历史轨迹。

  类似情况偶发还是多发?吴才聪指出,我国地域广阔,即使在主干道,通信盲区也可能存在。针对通信盲区,定位装置具备“盲区补传”功能,即车辆在通信盲区行驶时,定位装置将轨迹记录在存储卡中,待通信恢复后,会自动将盲区轨迹补传至服务器,定位平台由此可以查询到车辆的完整轨迹。在通信良好地区,长时间掉线,基本上可以推测为定位装置故障、SIM卡欠费或人为因素。

  “这种定位装置故障与我们日常遇到的电器故障类似,有一定的发生概率。通过提高定位装置的质量、及时为SIM卡充值、将故障信息通过多种方式及时发给司机,可以较好地避免掉线现象或及时发现掉线现象。”吴才聪说。

  车载终端质量抽样合格率仅为70.4%

  “基于北斗的车辆动态监督对提高交通运输安全和效率的作用非常显著,是当前较为高效和可行的手段,极大减少了因疲劳驾驶、超速行驶、违规停车等导致的重特大人员伤亡事件。”吴才聪坦言。

  

  交通运输部办公厅去年12月公布的2020年度道路运输车辆北斗导航车载终端质量监督抽查结果显示,在8个省市,抽取了27家企业生产的30个批次的产品,最终确定合格样品19个,不合格样品8个,主要不合格项指标为定位功能、盲区补报功能、休眠功能、CAN总线数据上传、路线偏离提醒等,抽样合格率为70.4%。

  “基于北斗的车辆动态监督技术是交通运输较为高效的监管手段,但我们也应当直面问题和质疑,切实改进当前存在的不足。”吴才聪建议:

  一是加强定位装置与定位平台的质量鉴定和抽查,制订企业黑名单和退出机制,切实提高定位装置与定位平台的质量;

  二是完善定位装置与定位平台的故障警示方式,采取多种方式确保通知到司机和监管人员,以及时排查装置或平台的故障;

  三是针对因堵车而无法及时进入服务区和因特殊地形(如崎岖山路)而不能停车休息等情况,以及通信盲区和信号易受干扰的路段,开展卫星定位应用特殊场景分类、研究和处置,避免不近情理的处罚或因不可抗逆造成的处罚;

  四是推动基于北斗定位数据的交通违法处罚及其行政复议机制,研发相应的软件平台和APP,通过数据说话,使得违规的司机心服口服,或当司机对处罚不服时,也能够通过简便快捷的程序申请复议,使之不至于申诉无门或流程繁难而自寻绝路。

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