在雄安新区容东片区的地下停车场,看不到纷繁复杂的线路,大量装备都被“隐藏”在专门的机房里。机房的墙壁上放置着3个小盒子,既有合路器,又有北斗卫星导航室内分布单元,还有运营商的5G基站。在这里,一条线路连接楼顶上方,以获取北斗等卫星的定位信号;一条室分线路连接多个“小蘑菇头”,以实现地下停车场信号无缝覆盖。
在复杂如“迷宫”的地下停车场,找不到自己的车或者开着车找不到出口,是人们经常遇到的尴尬又让人头疼的事情。
如今,在“地上一座城、地下一座城、‘云’上一座城”的河北雄安新区(以下简称雄安新区),精准室内导航技术正在改变这一现状。雄安新区利用“5G+北斗”技术,低成本快速实现了区域地下空间准确定位与导航。即便是身处地下停车场,“智慧”定位导航系统也能够随时告知用户的具体位置,以及下一步该往哪走,让地下通行更加便捷、高效。
瞄准地下精准定位导航难题
人们的切身体会是,在室内尤其是地下开阔空间,定位导航服务远不如地上来得精准且持续。在接受科技日报记者采访时,北京邮电大学信息与通信工程学院副教授路兆铭直言:“当前的室内定位技术解决了定位服务‘有与无’的问题,但尚未解决‘服务质量有保障’的问题。”
当前,雄安新区“地下一座城”已经初具规模。除去高标准建设的、埋藏在地下的城市“大动脉”——城市综合管廊外,城市中地下停车场的面积也非常大。
例如,在雄安新区首个集中建成区——容东片区,众多小区、楼宇的地下停车场全部联通。在大规模的地下空间中,会有大量的人、车、物流动,初入其中很容易迷路,如何实现精准定位导航成为雄安新区“地下一座城”建设过程中面临的问题。
2022年,国家重点研发计划设立“交通基础设施”专项,在5G通信与信号定位领域有长期积累的北京邮电大学信息与通信工程学院,成为“雄安新区交通设施数字化建设示范应用”项目的牵头单位,展开“5G+北斗地下空间组合式定位导航”的课题研究。
作为上述课题负责人,路兆铭告诉记者,为了解决无法实现地下精准定位的难题,“5G+北斗地下空间组合式定位导航”课题组在立项时便设定了三个层级的目标:高精度车辆定位与导航、亚米级人员定位与导航、地上地下一体化无缝定位。
“项目结项时,我们要在雄安新区超大规模地下停车场内实现这三个目标的示范应用,这对我们来说是一个不小的挑战。”路兆铭表示。
北斗卫星信号赋能地下精准导航
“手机在室内有信号,不是靠室外的铁塔基站来实现,而是靠室内分布系统。”路兆铭告诉记者,这个系统并不神秘,就是人们经常在楼道或者家门口看见的那种“小蘑菇头”(信号增强器)。
在雄安新区容东片区的地下停车场,记者举目四望,看不到纷繁复杂的线路,大量装备都被“隐藏”在专门的机房里。机房的墙壁上放置着3个小盒子,既有合路器,又有北斗卫星导航室内分布单元,还有运营商的5G基站。在这里,一条线路连接楼顶上方,以获取北斗等卫星的定位信号;一条室分线路连接多个“小蘑菇头”,以实现地下停车场信号无缝覆盖。
现代楼宇建筑多由钢筋混凝土建成,室外信号被墙体“屏蔽”,需要室内分布系统进行信号的全覆盖。特别是2018年,工业和信息化部要求5G室内信号实现共建共享,运营商将各路信号“混”入统一由中国铁塔股份有限公司提供的关键设备——合路器中。这样,运营商的标准5G室内信号便被合路器分散给各个“小蘑菇头”,以实现信号扩增。
路兆铭科研团队成员“就地取材”,利用现有的4G/5G的室内分布系统,在5G基础设施上混搭北斗卫星导航信号,无需重建基础设施,只用一个简单的“加法”,就让北斗信号“混”入5G信号,构建出了一个精准的地下定位导航系统。
看似简单的操作,背后依靠的是融合定位算法的创新。“我们团队创新性地提出由信号SLAM(即时定位与建图)架构的‘5G+北斗组合式定位算法’,实现时空信息融合,使室内分布系统支持地下1米精度的定位与导航。”路兆铭表示。
从理论上来说,要给物体做空间定位,至少需要3个角度的观测值,而且观测值越多、定位越精准。“好比说,如果一辆车旁边站着10个人,每个人眼中车的位置都是1个观测值,那么当把10个观测值全部融合起来,车辆定位就会更精确。”路兆铭表示,“5G+北斗组合式定位算法”正是将北斗卫星导航信号、5G信号、加速度计等多源位置观测信息融合在一起,精确解算出车辆的当前位置。
除了创新定位算法,路兆铭科研团队还在算法的实际场景应用与优化方面做了大量工作。当技术成型后,2021年初,路兆铭科研团队先在北京邮电大学校园搭建环境进行了算法和技术验证,当年6月到雄安新区容东片区杏秋苑地下停车场搭建了试点,开展了为期一年的驻场技术研发和创新。在这期间,路兆铭科研团队解决了三四十种问题,例如异形路段、从地上到地下的定位与导航衔接等,使地下定位导航系统越来越适用于具体场景。
把导航服务送到更多地下停车场
随着大规模推广示范,目前地下定位导航系统已覆盖容东片区超过20万平方米的地下停车场。
利用“5G+北斗”定位导航技术,在雄安新区可实现停车场人员和车辆准确位置导航。路兆铭告诉记者,这套技术还可以被集成到百度地图、高德地图、雄安行等应用程序中,用户通过手机就能够实现精准定位导航。
路兆铭科研团队在容东片区地下停车场的测试结果显示,他们研发的地下定位导航系统,其室内导航定位精度在2米左右,可以实现找车位等功能。经测算,与此前技术方案相比,这套拥有完全自主知识产权的技术方案可以将整个建设成本节省50%以上。
“现如今,不光是容东片区,容西片区、启东区的地下空间也将推广使用这套地下定位导航系统。”路兆铭表示,作为在雄安新区示范应用的创新技术,这套地下定位导航方案未来还有望被推广至医院、商业综合体、地下矿区、航站楼等地上地下一体化的复杂场景中。
“雄安新区为技术创新提供了现实需求,更为创新技术应用提供了极好的验证平台。”路兆铭表示,借助雄安新区先进的设计理念和丰富齐全的场景需求,潜藏在论文里的新技术与方法得到了转化应用。
“未来,地下精准定位导航技术还将在河南、福建、广东等地不断推进建设。”路兆铭希望,能把精准定位与导航服务送到更多地下停车场中。(科技日报记者 何 亮)
“这场盛会恰逢其时”——外国嘉宾看世界互联网大会******
【乌镇聚焦】
光明日报记者 陈海波 光明网记者 张安迪
乌镇的青砖黛瓦和声光电影,正成为2022年世界互联网大会乌镇峰会期间与会外国嘉宾认识中国的窗口。
“这场盛会恰逢其时”,联合国教科文组织驻华代表处代表夏泽翰在乌镇峰会上的这句话,是120多个国家和地区的2100多位参会代表的共同心声。
这些不同国家和地区的参会代表,无不在表达对数字鸿沟的担忧,对对话交流的渴望。他们从乌镇看到了古老的中国在数字时代的生机,从互联网大会看到了中国在推动构建网络空间命运共同体上的担当和努力。
“谢谢你们坚持助力这一全球盛会的召开。”中国美国商会总裁何迈可真诚地说。
“过去和未来在这里交融”
古朴的江南小镇与新潮的数字技术,会发生什么样的联系?这是英国小伙子卢克这次来乌镇之前,怎么也想不到的。
卢克是上海交通大学的留学博士生,研究方向是人工智能在癌症诊断方面的应用。尽管三年前已来过乌镇,但参加世界互联网大会还是头一次。在“互联网之光”博览会上,记者与他偶遇。“这里的东西真让人兴奋。”他告诉记者。
让他感到兴奋的,不仅是这些前沿的数字技术,还有悠久的中国文化。这两者,在乌镇交融。
“乌镇是一个非常有趣的地方,因为它所有的数字技术都是与它原本的气质相反的。这是一个非常古老的城镇,在这里我看到一种独特的文化融合,就好像是过去和未来在这里交融。”卢克说。
第一次来乌镇的中阿卫视记者、主持人方浩明,与卢克有着类似的感觉。“这里的建筑真让人沉醉,让我感觉仿佛融入了这个地方。”他说,“我特别喜欢中国的这种文化风格。”
这几天方浩明很忙,参加论坛,撰写报道,“感觉每一个论坛都很有意思”。工作之外还体验了元宇宙和裸眼3D。这些数字技术带来的奇妙体验,让他感觉“特别高级、特别真实”。
“这里的氛围很美,很吸引人。”津巴布韦共和国驻华大使馆参赞坎布里亚·迪咋也被中国文化所吸引,他告诉记者,“昨天有机会参观了你们的一个博物馆,那里展示了古老的中国文化,还有现代化的演变。”
“这是一个很好的交流机会”
“世界互联网大会是一个非常有意义的平台,因为我们看到了国际合作和互动对话。”坎布里亚向记者分享他这两天的参会感受。
他刚参加完两个分论坛,与来自各国的嘉宾交流探讨网络空间国际规则和“一带一路”互联网国际合作。“在论坛上,我真实地体会到互联网让每个人的生活都变得更容易,但也面临巨大机遇和挑战,国际社会需要对话合作。”他说。
“这是一个很好的面对面交流的机会。”卢克也认为,世界互联网大会是一个极好的对话平台,“因为有各种各样的代表参加,可以接触到各种各样的想法。”
可以面对面交流,也可以云端对话。
“尽管不能亲自到场参加会议,我仍然很开心能通过视频形式与大家交流。”新加坡网络安全专员、网络安全局首席执行官戴维·科赫说,“能聚集在一起讨论如何进一步加强网络空间中基于规则的多边秩序,非常重要。”
是的,世界互联网大会把大家聚在了一起。
何迈可说,世界互联网大会已成为中国美国商会的年度大事,“很高兴能有此参会机会,促使我们知新求进”。思科董事长、首席执行官罗卓克说,世界互联网大会是一个汇聚全球政商界领袖,分享创新、技术发展和互联网治理理念的重要平台。埃塞俄比亚驻华使馆公使衔参赞格塔丘说,世界互联网大会在建设更美好的社会方面发挥了巨大作用。
“参加世界互联网大会可以帮助大家互相认识、互相了解,取长补短。”方浩明告诉记者,他在互联网大会上也认识了许多同行,学到了很多东西。
“中国在国际数字合作中起了很好的领导作用”
“如果没有一个好的引导,数字化有可能加剧已有的不平等,扩大数字鸿沟。”夏泽翰认为,此次乌镇峰会恰逢其时,会议内容与联合国教科文组织在世界开展的工作也高度一致。
夏泽翰指出,当前的数字革命正为社会和个人的发展提供巨大机遇,但仍然存在因缺乏平等获取信息的机会而加剧边缘化的情况。中国倡导的数字丝绸之路,正在为全球数字化进程注入强劲动能。联合国教科文组织已与中国合作,通过“一带一路”倡议、南南合作等机制,为其他发展中国家提供帮助。
世界互联网大会以及中国在构建网络空间命运共同体方面的其他实践探索,本身就是一个很好的引导。“未来,联合国教科文组织还将继续利用中国的知识和经验,将中国优秀实践分享至全球,在全球范围内促进更包容和更平等的发展。”夏泽翰说。
坎布里亚的看法与夏泽翰不谋而合。“中国在国际数字合作中起到了很好的领导作用。”他向记者表示。
坎布里亚认为,世界互联网大会的主旨与中国此前提出的“全球发展倡议”十分契合。这次参会经历,让他看到了中国在寻求解决人类面临的共同挑战上的一以贯之的努力和贡献。
“在数字化转型领域,中国的数字经济充满活力和竞争力。”国际商业机器公司董事长、首席执行官阿尔温德·克里希纳表示,尽管当今世界充满不确定性,但他相信,信任与合作将确保我们能够一起共克时艰、砥砺前行。
《光明日报》( 2022年11月11日 07版)
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(文图:赵筱尘 巫邓炎)