一城一北斗|國內(nèi)煤炭基建領域首個“BIM＋北斗”建設項目落地應用

申報單位：神華新街能源有限責任公司

聯(lián)合申報單位：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

國家能源集團數(shù)智科技公司研發(fā)的“空天地北斗定位技術”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)項目實施，成為國內(nèi)煤炭基建領域首個“BIM＋北斗”技術融合應用典型案例。該項目通過深度融合北斗衛(wèi)星導航技術與建筑信息模型（BIM），構建“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，攻克了復雜工業(yè)環(huán)境下多源數(shù)據(jù)融合、米級定位穩(wěn)定性等技術難題。

系統(tǒng)采用完全自主知識產(chǎn)權的國產(chǎn)北斗芯片模組，實現(xiàn)對人員、設備的實時追蹤與三維可視化分析，首次在煤礦基建領域實現(xiàn)“人-機-環(huán)”全要素數(shù)據(jù)的智能聯(lián)動。其核心技術包括高精度差分定位服務、全自主BIM三維引擎、時空大數(shù)據(jù)處理、亞米級電子圍欄、多目標跟蹤定位等關鍵技術，標志著我國煤炭行業(yè)基建領域在數(shù)字化轉型進程中邁出了關鍵一步。

二、技術方案

國家能源集團北斗高精度系統(tǒng)，提供覆蓋全集團包括神華新街能源有限責任公司范圍的高精度差分定位服務，為新街能源公司員工配備北斗高精度定位卡，實現(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。北斗終端基于衛(wèi)星單點定位獲得粗略位置后，首先向北斗平臺播發(fā)服務請求差分改正數(shù)據(jù)，播發(fā)服務結合實時解算的差分網(wǎng)格數(shù)據(jù)，返回該定位設備的差分改正數(shù)據(jù)，支撐終端設備解算得到精準位置坐標。整個系統(tǒng)包括：基準站、國家能源集團北斗平臺、北斗終端設備、新街BIM智慧基建系統(tǒng)多個組件。北斗定位終端基于國產(chǎn)高精度導航芯片，通過多頻段天線接收北斗三號衛(wèi)星信號，采用RTK實時動態(tài)差分技術實現(xiàn)厘米級定位精度。終端內(nèi)置信號處理模塊完成導航電文解析、多徑誤差消除及卡爾曼濾波算法優(yōu)化，坐標轉換服務通過選出參考點、計算經(jīng)緯度變化量、坐標平面距離轉換、坐標與BIM模型轉換等算法將經(jīng)緯度映射成三維模型坐標北斗定位數(shù)據(jù)與BIM模型智能綁定。基于完全國產(chǎn)具有自主知識產(chǎn)權且滿足信創(chuàng)要求的三維引擎實現(xiàn)軌跡回溯、電子圍欄預警及越界行為實時報警，通過部署與外網(wǎng)接受北斗信號，部署在新街能源內(nèi)網(wǎng)實現(xiàn)地理位置數(shù)據(jù)與BIM聯(lián)動，系統(tǒng)具有運維方便、定位卡與人員注冊實名綁定、定位數(shù)據(jù)與園區(qū)內(nèi)米級位置聯(lián)動等功能。

三、創(chuàng)新亮點

1）高風險作業(yè)關鍵崗位在場監(jiān)管：融合北斗高精度定位與BIM模型，實時追蹤井下爆破、支護等高風險區(qū)域的安全員、技術負責人位置，自動關聯(lián)電子圍欄觸發(fā)聲光報警及短信預警，聯(lián)動三維看板標記風險點。首創(chuàng)“軌跡回溯＋電子圍欄”雙機制，事故調查可精準追溯人員行動路徑；消除關鍵崗位“脫崗”隱患，高風險作業(yè)安全無監(jiān)管隱患，通過多目標同時跟蹤實現(xiàn)關鍵作業(yè)，極大提升高風險作業(yè)關鍵崗位到崗效率。

2）監(jiān)理人員作業(yè)旁站管理：結合基建期監(jiān)理單位現(xiàn)場旁站重要性考慮，通過定位卡與監(jiān)理單位關鍵人員綁定，結合北斗定位設備，實時驗證監(jiān)理人員在崗狀態(tài)及停留時長，自動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)比對施工質量，杜絕“走過場”式旁站；旁站缺位時自動預警，并聯(lián)合監(jiān)理日志實現(xiàn)關鍵作業(yè)，實現(xiàn)混凝土澆筑、隱蔽工程驗收旁站驗收全覆蓋。

3）社會車輛原材料在途監(jiān)管：基于BIM與交通數(shù)據(jù)優(yōu)化運輸路徑，通過北斗／GPS實時監(jiān)控車輛位置、載重及溫濕度；AI風控系統(tǒng)對偏離路線、超時滯留等異常行為實時預警，并聯(lián)動凍結車輛入場權限。創(chuàng)新“電子關鎖＋路徑圍欄”雙防機制，杜絕原材料中途偷換，具備偏離預警、長時間停留預警、超發(fā)貨電子圍欄區(qū)域預警等管控需求。