巧借5G设施,将北斗导航延伸至地下******
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)
为弥合数字鸿沟共同发力******
【乌镇观察】
为弥合数字鸿沟共同发力
——来自2022年世界互联网大会乌镇峰会弥合数字鸿沟论坛的声音
光明网记者 邱晓琴 王一涵
数字时代,全球数字化转型进程持续深化,但也伴生出数字鸿沟。如何让数字发展红利惠及全球,已逐渐成为国际社会需要解答的时代命题。11月9日,由教育部、人力资源和社会保障部、中国科学技术协会、联合国儿童基金会主办,中国网络社会组织联合会、教育部教育技术与资源发展中心(中央电化教育馆)、中国科普研究所协办的2022年世界互联网大会乌镇峰会弥合数字鸿沟论坛以线上线下结合方式举行,与会人员围绕数字鸿沟相关话题展开深入探讨,并就弥合数字鸿沟分享了经验,发起了倡议。
共享数字发展红利,携手应对数字鸿沟
“近年来,数字触角正快速延伸至每一个角落,成为经济社会发展和增进民生福祉的强劲新动能。数字鸿沟是数字化进程中产生的发展问题,体现在国与国、人与人之间的不同层面。”在中国科学技术协会专职副主席、书记处书记孟庆海看来,数字鸿沟意味着经济鸿沟、资源鸿沟,加速全球发展不协调、个体机会不均等,“要站在实现全球可持续发展高度,努力弥合数字鸿沟”。
疫情防控期间,众多儿童享受互联网带来的便利,比如在家上起了网课。但据联合国儿童基金会驻华代理代表郑道介绍:“尽管全球数百万儿童的上网时间越来越多,但仍有13亿多儿童无法在家上网。”他表示,各国政府都需要出台相关的法律政策和举措,重点关注弱势群体,确保所有儿童都能够安全上网。
在中欧数字协会主席鲁乙己看来,虽然老年人口触网的数量在增加,但与其他年龄段相比仍占少数。“许多老年人依旧无法使用互联网服务满足基本需求,无法融入社会生活的多个方面,让原本已经孤立和孤独的老年群体雪上加霜。因此,要注重提高老年人的数字技能。”鲁乙己说。
“未来,可能因为仅仅不懂使用电脑、智能手机和互联网,一些独居老人无法与外界甚至家人联系,学生无法独立完成家庭作业,弥合数字鸿沟是人类共同生存发展的必然选择。”世界知识产权组织中国办事处主任刘华说。
创新数字技术赋能,提升全民数字素养
“弥合数字鸿沟是全球共同的紧迫任务,数字化发达国家和地区应担起更多责任。”世界工程组织联合会前主席龚克呼吁,国际社会和组织要切实帮助欠发达国家发展网络基础设施,加快实施面向不发达国家和地区的基础设施援建计划。
从2017年开始,中国倡议建设21世纪的数字丝绸之路,大力建设互联网基础设施,加强网络空间合作,建立“一带一路”沿线国家共同技术标准。联合国教科文组织驻华代表处代表夏泽翰对此非常赞赏。他指出,疫情暴发以来,中国“数字丝绸之路”的重要性愈发凸显,中国通过“数字丝绸之路”与“一带一路”倡议的其他成员国分享数字化专业知识,为全球数字化进程注入强劲动能。
宏观的视角之外,更多人将目光放到网络环境的改善上。为了给老年人创造友好的使用体验,越来越多网络应用开始适老化改造。美团总编辑徐辉介绍,在推动信息无障碍,共享普惠的生活方面,美团推出的长辈版服务已覆盖500万老年群体。抖音集团副总裁李涛则指出,要关注多元群体安全问题,丰富平台安全的知识内容,为青少年和老年人等人群构建安全可信任的数字生活环境。
当然,弥合数字鸿沟,还离不开个人自身的数字素养和技能。“要不断推进教育数字化发展,提升全民数字素养与技能。”中国教育部科学技术与信息化司副司长舒华认为,应健全完善与数字人才培养相适应的课程教材体系,推动把数字素养与技能纳入学生综合素质评价,注重提高学生利用数字技术解决实际问题的能力。人力资源和社会保障部信息中心主任宋京燕也表示,要立足工业化与信息化深度融合,建设适应数字化时代的技能人才队伍,确保人才技能水平始终跟上时代发展和技术更迭。
倡议加快数字基础设施建设,深化数字素养和技能国际交流合作,推进全民终身数字学习体系……为构建数字包容社会,提升全球公民数字化适应力、胜任力、创造力,共建共享数字化发展成果,论坛同时发布了《提升全民数字素养和技能倡议》,各方携手呼吁为弥合数字鸿沟共同发力。
《光明日报》( 2022年11月10日 12版)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)