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)
展现马克思主义党建理论与时俱进当代轨迹的一部力作——《新时代全面从严治党基本理论研究》简评******
作者:韩庆祥(中共中央党校一级教授,原中央党校校委委员、副教育长)
新近由人民出版社出版,王世谊教授撰写的《新时代全面从严治党基本理论研究》一书对于新时代全面从严治党理论体系、学术体系和话语体系作出了富有重要价值的开拓性探索,对新时代全面从严治党基本理论的时代背景、理论渊源、发展脉络、生成逻辑、主要内容、框架体系、历史地位等作了较为全面系统的概述,全书分,可独立成篇;合,则浑然一体,书后附有参考文献。从而给读者展现了一个较为系统、完整、清晰的理论轮廓和体系框架。通读全书感觉有三个鲜明特点:
其一,本书揭示了与时俱进这一马克思主义的“理论品质”,研究视角十分富有新意。与时俱进是马克思主义的理论品质和永恒主题。所谓“与时俱进”,“时”就是指时间、时机、时代,也就是历史和实践。“时”前进了,思想理论也要呼应时代的变革和实践的发展,不断创新,不断前进,这就叫与时俱进。本书集中体现了当代中国共产党人对马克思主义党建学科科学性的新认识。我们正处在一个伟大变革的时代。这是一个亟需与时俱进,进行理论创新的时代。为什么要与时俱进,进行理论创新?根本的原因在于历史的条件和实践的内容不断发展变化,是迅猛发展的实践的强烈呼唤,是急剧变革的时代的迫切要求。变革的时代始终是孕育理论突破的土壤,创新的理论成果总是一定历史实践催生的产儿。本书作者抓住新时代全面从严治党基本理论的理论品质、深刻主题和哲学方法论,进行条分缕析,在此基础上,该书突出时代主题,着力深化对共产党执政规律、社会主义建设规律、人类社会发展规律的认识,比较全面地阐发了该书以自我革命精神为基石构建新时代全面从严治党话语体系,着力营造新时代全面从严治党基本理论学术体系,探索新时代全面从严治党基本理论的创新思路。党的十八大以来,以习近平同志为核心的党中央坚定不移推进全面从严治党,并进行了艰辛的理论创新,使我们党的建设理论在继承的基础上,不断总结新的经验,吸取新的思想而向前发展,不断为新时代执政党建设实践提出新的理论指导。本书特别重视以习近平同志为核心的党中央在新时代全面从严治党理论创新和实践发展中这些极富创造性的宝贵的思想财富,在深入挖掘、准确领会、完整阐释新时代全面从严治党的创新思维方面,《新时代全面从严治党基本理论研究》一书在这方面作了非常有益的探索。本书作者以马克思主义党建理论为指导,把研究的触角伸向新时代全面从严治党实际运作的各个具体领域,在理论和实践的动态发展中勾勒出了新时代全面从严治党基本理论的基本框架。
其二,该书的框架结构十分科学,对于新时代全面从严治党基本理论的中心问题作出了富有重要价值的探索。该书按照新时代全面从严治党基本理论固有的科学性、规律性和逻辑层次,全书分为总论、分论和结语三部分,总论主要是新时代全面从严治党基本理论的总体阐述,分论包括全面从严治党必须践行初心使命、必须从严管理干部、必须抓基层打基础、必须持之以恒正风肃纪、必须坚持制度治党依规治党、必须以零容忍态度惩治腐败、必须完善全面从严治党制度,推进国家治理体系和治理能力现代化。分论对新时代全面从严治党基本理论分专题作了详尽阐述,结语着力阐述新时代全面从严治党基本理论的规律性认识,上述内容构筑了全书的理论体系框架。这一框架比较全面地涉及到新时代全面从严治党基本理论的各个主要领域,较为完整地反映新时代全面从严治党基本理论的精神实质及其内在的逻辑体系。该书注重从整体上掌握其基本内容和基本观点,努力把握各种观点的内在联系和系统性、完整性,并力求抓住重点,突出理论创新,体现了学术研究应有的科学态度和科学精神。从而既保证了全书各个部分相互衔接、连贯一致,又避免了各部分内容的简单重复。
其三,本书提出的“四梁八柱”理论概括涵盖了新时代全面从严治党话语体系的基本内容。构建新时代全面从严治党话语体系的“四梁八柱”,既是坚持自我革命与全面从严治党的需要,也是保证党自身先进性和纯洁性的需要,更是通过政党治理提升国家治理效能的内在要求,本书“四梁八柱”的概括给人耳目一新之感。全面从严治党是一项系统工程,通读全书,感受到了作者严谨的治学态度,本书坚持政治话语、学理话语和世界话语相统一,坚持历史、理论和现实相统一,提出了许多富有创造性的观点,是作者辛勤耕耘、潜心钻研的丰硕成果。相信该书的出版对进一步深入学习和研究习近平新时代中国特色社会主义思想,全面贯彻党的二十大精神,坚定不移全面从严治党,深入推进新时代党的建设新的伟大工程将会产生积极的作用和影响。