一城一北斗|國內(nèi)煤炭基建領(lǐng)域首個(gè)“BIM＋北斗”建設(shè)項(xiàng)目落地應(yīng)用

申報(bào)單位：神華新街能源有限責(zé)任公司

聯(lián)合申報(bào)單位：國能數(shù)智科技開發(fā)（北京）有限公司

主要完成人：王旭東、喬文俊、盧齊、高宏濤、呂俊杰、谷林

一、案例簡介

國家能源集團(tuán)數(shù)智科技公司研發(fā)的“空天地北斗定位技術(shù)”于2025年4月成功在內(nèi)蒙古鄂爾多斯新

街能源智慧基建管理系統(tǒng)項(xiàng)目實(shí)施，成為國內(nèi)煤炭基建領(lǐng)域首個(gè)“BIM＋北斗”技術(shù)融合應(yīng)用典型案例。該項(xiàng)目通過深度融合北斗衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)與建筑信息模型（BIM），構(gòu)建“天基衛(wèi)星定位＋地基傳感監(jiān)測＋BIM數(shù)字孿生”的立體化智能管控體系，攻克了復(fù)雜工業(yè)環(huán)境下多源數(shù)據(jù)融合、米級(jí)定位穩(wěn)定性等技術(shù)難題。

系統(tǒng)采用完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國產(chǎn)北斗芯片模組，實(shí)現(xiàn)對人員、設(shè)備的實(shí)時(shí)追蹤與三維可視化分析，首次在煤礦基建領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)“人-機(jī)-環(huán)”全要素?cái)?shù)據(jù)的智能聯(lián)動(dòng)。其核心技術(shù)包括高精度差分定位服務(wù)、全自主BIM三維引擎、時(shí)空大數(shù)據(jù)處理、亞米級(jí)電子圍欄、多目標(biāo)跟蹤定位等關(guān)鍵技術(shù)，標(biāo)志著我國煤炭行業(yè)基建領(lǐng)域在數(shù)字化轉(zhuǎn)型進(jìn)程中邁出了關(guān)鍵一步。

二、技術(shù)方案

國家能源集團(tuán)北斗高精度系統(tǒng)，提供覆蓋全集團(tuán)包括神華新街能源有限責(zé)任公司范圍的高精度差分定位服務(wù)，為新街能源公司員工配備北斗高精度定位卡，實(shí)現(xiàn)人員高精度定位和安全管理等功能，另外還可以為車載終端、測量測繪類終端等提供高精度定位服務(wù)。北斗終端基于衛(wèi)星單點(diǎn)定位獲得粗略位置后，首先向北斗平臺(tái)播發(fā)服務(wù)請求差分改正數(shù)據(jù)，播發(fā)服務(wù)結(jié)合實(shí)時(shí)解算的差分網(wǎng)格數(shù)據(jù)，返回該定位設(shè)備的差分改正數(shù)據(jù)，支撐終端設(shè)備解算得到精準(zhǔn)位置坐標(biāo)。整個(gè)系統(tǒng)包括：基準(zhǔn)站、國家能源集團(tuán)北斗平臺(tái)、北斗終端設(shè)備、新街BIM智慧基建系統(tǒng)多個(gè)組件。北斗定位終端基于國產(chǎn)高精度導(dǎo)航芯片，通過多頻段天線接收北斗三號(hào)衛(wèi)星信號(hào)，采用RTK實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分技術(shù)實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)定位精度。終端內(nèi)置信號(hào)處理模塊完成導(dǎo)航電文解析、多徑誤差消除及卡爾曼濾波算法優(yōu)化，坐標(biāo)轉(zhuǎn)換服務(wù)通過選出參考點(diǎn)、計(jì)算經(jīng)緯度變化量、坐標(biāo)平面距離轉(zhuǎn)換、坐標(biāo)與BIM模型轉(zhuǎn)換等算法將經(jīng)緯度映射成三維模型坐標(biāo)北斗定位數(shù)據(jù)與BIM模型智能綁定。基于完全國產(chǎn)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)且滿足信創(chuàng)要求的三維引擎實(shí)現(xiàn)軌跡回溯、電子圍欄預(yù)警及越界行為實(shí)時(shí)報(bào)警，通過部署與外網(wǎng)接受北斗信號(hào)，部署在新街能源內(nèi)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)地理位置數(shù)據(jù)與BIM聯(lián)動(dòng)，系統(tǒng)具有運(yùn)維方便、定位卡與人員注冊實(shí)名綁定、定位數(shù)據(jù)與園區(qū)內(nèi)米級(jí)位置聯(lián)動(dòng)等功能。

三、創(chuàng)新亮點(diǎn)

1）高風(fēng)險(xiǎn)作業(yè)關(guān)鍵崗位在場監(jiān)管：融合北斗高精度定位與BIM模型，實(shí)時(shí)追蹤井下爆破、支護(hù)等高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域的安全員、技術(shù)負(fù)責(zé)人位置，自動(dòng)關(guān)聯(lián)電子圍欄觸發(fā)聲光報(bào)警及短信預(yù)警，聯(lián)動(dòng)三維看板標(biāo)記風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)。首創(chuàng)“軌跡回溯＋電子圍欄”雙機(jī)制，事故調(diào)查可精準(zhǔn)追溯人員行動(dòng)路徑；消除關(guān)鍵崗位“脫崗”隱患，高風(fēng)險(xiǎn)作業(yè)安全無監(jiān)管隱患，通過多目標(biāo)同時(shí)跟蹤實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵作業(yè)，極大提升高風(fēng)險(xiǎn)作業(yè)關(guān)鍵崗位到崗效率。

2）監(jiān)理人員作業(yè)旁站管理：結(jié)合基建期監(jiān)理單位現(xiàn)場旁站重要性考慮，通過定位卡與監(jiān)理單位關(guān)鍵人員綁定，結(jié)合北斗定位設(shè)備，實(shí)時(shí)驗(yàn)證監(jiān)理人員在崗狀態(tài)及停留時(shí)長，自動(dòng)記錄軌跡并同步施工影像數(shù)據(jù)。基于BIM模型與傳感器數(shù)據(jù)比對施工質(zhì)量，杜絕“走過場”式旁站；旁站缺位時(shí)自動(dòng)預(yù)警，并聯(lián)合監(jiān)理日志實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵作業(yè)，實(shí)現(xiàn)混凝土澆筑、隱蔽工程驗(yàn)收旁站驗(yàn)收全覆蓋。

3）社會(huì)車輛原材料在途監(jiān)管：基于BIM與交通數(shù)據(jù)優(yōu)化運(yùn)輸路徑，通過北斗／GPS實(shí)時(shí)監(jiān)控車輛位置、載重及溫濕度；AI風(fēng)控系統(tǒng)對偏離路線、超時(shí)滯留等異常行為實(shí)時(shí)預(yù)警，并聯(lián)動(dòng)凍結(jié)車輛入場權(quán)限。創(chuàng)新“電子關(guān)鎖＋路徑圍欄”雙防機(jī)制，杜絕原材料中途偷換，具備偏離預(yù)警、長時(shí)間停留預(yù)警、超發(fā)貨電子圍欄區(qū)域預(yù)警等管控需求。