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)
应急管理部调度部署春节假期安全防范工作******
中新网北京1月19日电 (记者 陈溯 郭超凯)记者19日从中国应急管理部获悉,应急管理部18日召开视频调度会议,全面分析春节假期安全风险特点,对安全防范工作进行再动员再部署再落实。
会议指出,今年春节正处疫情防控转段的关键期,各种不确定不稳定因素明显增多,客流剧增对安全管理造成冲击,高危行业高负荷运行加大安全风险,疫情变化带来新挑战,自然灾害防范压力很大。各级应急管理部门和消防救援队伍要切实提高政治站位,深刻认识做好今年春节安全防范工作的特殊重要性,务必保持高度警惕,切实增强责任感紧迫感,牢牢守住不发生重特大事故的底线。
会议要求,要把握节日特点,有效稳控公共安全形势。抓好消防安全,加强对人员密集场所的安全检查,确保消防设施完好、电气燃气设备安全、逃生通道畅通、值班人员在岗。联合有关部门对诊疗压力大的基层和农村医疗机构加强安全检查,强化养老机构消防安全指导;协调抓好春运和旅游安全,推动有关部门和基层组织对“红白事”占道、马路市场问题开展专项整治,加强农用车载人治理,继续加大对长途客车、民航高铁、客船轮渡等安全检查力度,加强对高风险游乐设施隐患排查整治;配合做好大型聚集性活动安保,对各地举办的大型活动要提前介入,督促制定完备的应急预案,前置救援小组,确保出现紧急情况第一时间有效处置。同时,要加大节假日安全科普宣传力度,引导群众主动识险避险,做好自身安全的第一责任人。要深刻吸取教训,坚决遏制高危行业领域重特大事故。各地要保持节日期间监管执法力度不减,督促落实矿领导带班下井和危化重大危险源安全包保责任制度,加强灾害严重、大班次等重点矿井检查巡查,对检维修、动火、有限空间等高危作业落实安全保障措施。其他高危行业领域也要紧抓不放,尤其要强化烟花爆竹生产、销售、储存、燃放各环节安全管控,重拳打击各类“黑窝点”;加强对冶金、建材等重点工贸企业和不停工重大建筑工程的安全检查,及时消除事故隐患。
会议强调,要强化应急准备,有力有效应对冬季自然灾害。做好雨雪冰冻灾害应对准备,加强节日期间灾害预警、风险提示和防灾避险指引,进一步完善与有关部门的信息共享和协调联动机制,提前落实预案、力量、物资和技术保障等应急准备;严密防范森林火灾,教育引导群众春节文明祭祀,对重点林区协调开展巡查检查和联合执法,严格野外火源管控,坚决遏制人为因素引发火灾;做好节日救灾救助工作,前期下拨的救灾资金和物资要确保到户到人,节日期间受灾的要及时启动救灾响应,千方百计保障好群众基本生活,确保温暖过冬。要严明纪律规矩,从严抓好节日期间机关和队伍管理。严格应急值班备勤,精心安排春节期间的值班值守,严格落实信息报告制度,消防救援队伍和安全生产专业救援队伍要提高勤务等级,针对冬季灾害特点强化装备、力量准备,确保关键时刻拉得出、冲得上、打得赢。(完)
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