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)
加快发展数字经济 助力提升产业链韧性******
作者:龚诗阳(北京师范大学经济与工商管理学院副教授)、李倩(北京外国语大学国际商学院副教授)均系北京市习近平新时代中国特色社会主义思想研究中心特约研究员)
党的二十大报告提出“着力提升产业链供应链韧性和安全水平”。2022年中央经济工作会议也把“加快建设现代化产业体系”作为2023年经济工作的主要任务之一,并在五大政策组合中强调“产业政策要发展和安全并举”。经过改革开放四十多年的快速发展,我国已形成规模庞大、配套齐全的完备产业体系,成为全球唯一拥有联合国产业分类中全部工业门类的国家,在全球产业链中扮演着越来越重要的角色。然而,近年来受到全球经济增长放缓、地缘政治冲突等多重因素影响,我国产业体系也遇到产业基础能力不够强、产业链存在堵点卡点、部分关键技术受制于人等问题。只有加快建设现代化产业体系,打造完整而有韧性的产业链,才能把产业安全、经济安全、国家安全牢牢掌握在自己手中。数字经济在维护产业链稳定、增强产业链韧性中大有可为。大力发展数字经济,充分发挥我国海量数据和丰富应用场景优势,推动数字技术与产业链深度融合,对于发挥数字经济优势,构建自主可控、安全高效的产业链,提高产业链供应链稳定性和竞争力,加快建设现代化产业体系具有重要意义。
数字经济为增强产业链韧性提供坚实支撑
数字经济是以数据资源为关键要素,以现代信息网络为主要载体,以信息通信技术融合应用、全要素数字化转型为重要推动力的新经济形态。党的十八大以来,我国高度重视发展数字经济并取得显著成就,数字经济对经济社会发展的引领支撑作用日益凸显。随着数字经济发展战略深入实施,数字经济已成为我国产业链安全和发展的坚实支撑。
发展数字经济,为增强产业链韧性提供数据支撑。数据是重要的生产要素,是国家基础性战略资源。充分发挥大数据的乘数效应,采好、管好、用好数据,能够激发产业链各环节潜能,了解和追踪产业链动态,提升风险应对能力。在企业层面,工业物联网的应用和普及,实现了研发、生产、经营、服务等全环节的数据采集,通过大数据分析,能够提升企业发展态势研判和精准管理水平,有助于提前预判和应对可能的风险。在产业层面,“用数据说话、用数据决策、用数据管理、用数据创新”的大数据思维与应用,已从数据基础较好的金融、通信等产业逐步向智能制造、数字农业等领域拓展。多级联动的国家工业基础大数据库和各类行业数据库的建立,促进形成供需精准对接、及时响应的数据共享机制,有助于分析预测产业链薄弱环节,形成产业链协同发展机制。
发展数字经济,为增强产业链韧性提供技术支撑。只有将数字技术的命脉牢牢掌握在自己手中,才能在技术研发上实现自立自强,从而在产业链自主安全方面掌握主动权。数字经济的发展与数字技术的发展相互促进,随着数字经济快速发展,我国数字技术的发展也日新月异,为产业链升级和现代化产业体系建设提供了新的技术路线。一方面,我国数字技术研发投入逐年上升,关键核心技术不断取得突破,带动关键产品技术创新能力大幅提升。例如,量子计算原型机等基础前沿领域取得原创性突破,人工智能等关键数字技术领域发明专利授权量居世界首位。另一方面,数字技术的应用促进传统产业全方位、全链条转型升级,企业研发水平和生产效率显著提升。推进传统产业的数字化改造,既可以通过更新技术和智能化设备提高劳动生产率,又可以通过提高信息和数据的准确性和整合效率激发创新。截至2022年6月,我国工业企业数字化研发设计工具普及率达75.1%。通过智能化改造,110家智能制造示范工厂的生产效率平均提升32%,产品研发周期平均缩短28%。
发展数字经济,为增强产业链韧性提供设施支撑。新一代数字基础设施是推进产业数字化的基石。党的十八大以来,我国数字基础设施实现跨越式发展,为产业链自主安全提供坚实支撑。在信息基础设施方面,我国已建成全球最大光纤和移动宽带网络,2021年光缆线路长度已达5481万公里。截至2022年7月,我国已许可的5G中低频段频谱资源总量位居世界前列,累计建成开通196.8万个5G基站。网络基础设施全面向IPv6演进升级,2021年互联网普及率已提高至73%,覆盖10.32亿人。这些数字基础设施的建设,将国内超大规模市场优势和人口红利有效转化为数据红利。同时,我国在算力基础设施方面居世界领先水平,构建了全国一体化的大数据中心体系。截至2022年6月,我国数据中心机架总规模超过590万标准机架,建成153家国家绿色数据中心,建成一批国家新一代人工智能公共算力开放创新平台。信息通信网络和算力基础设施的快速发展为产业互联网、工业互联网、车联网等发展提供重要设施保障,为产业智能化改造和数字化转型奠定了坚实基础,有力确保了产业链的自主可控。
数字经济赋能产业链韧性的重点领域
当前,数据作为关键生产要素的价值日益凸显,数字经济正在成为重组全球要素资源、重塑全球经济结构、改变全球竞争格局的关键力量。我国在数字经济方面具有良好基础和显著优势,必须牢牢抓住数字技术发展主动权,加快发展数字经济,维护产业链的安全稳定、自主可控,加快推动现代化产业体系建设。
以数字经济进一步促进不同产业协同发展。目前我国产业链在行业方面形成了较为完整的布局,我国也是全球唯一拥有制造业全产业链的国家。为更好提升产业对抗不确定性的能力,必须加速推进产业数字化和数字产业化,分行业精准施策,锻长板补短板。对产业链进行系统梳理,摸清关键核心技术和零部件的薄弱环节,预先做好顶层设计。重点行业应聚焦战略前沿领域,集中优质资源合力攻关,增强产业链关键环节竞争力。培育发展先进制造业和战略性新兴产业,如智能制造、云计算、工业软件等,推动数字产业集群化发展,释放数字对经济发展的放大、叠加、倍增作用,持续提升产业集群辐射带动能力。
以数字经济进一步促进不同区域协同发展。党的二十大报告提出,深入实施区域协调发展战略,推动西部大开发形成新格局,推动东北全面振兴取得新突破,促进中部地区加快崛起,鼓励东部地区加快推进现代化。2022年3月,工信部、国家发改委等十部门联合发布《关于促进制造业有序转移的指导意见》,提出引导产业合理有序转移,充分发挥各地区比较优势,促进形成区域合理分工、联动发展的制造业发展新格局,维护产业链供应链的完整性。数字经济在优化地区产业结构,促进区域协同发展中具有重要作用。一方面,数字化基础设施的建设为实现产业跨地区转移提供坚实基础。国家的“东数西算”工程,通过在资源、电力、自然条件等方面具有优势的西部地区建设数据中心,将东部算力需求有序引导到西部,并带动相关产业有效转移,有力地促进了东西部协同发展,为延展产业链条和维护产业链安全提供坚实基础。另一方面,数字化产业带形成的数字化网络体系,突破了行政区划,呈现出区域集中与全国分散并存的格局,集聚联动效应明显,能够深化跨区域的大范围协作。
发挥数字经济优势,促进国内循环和国际循环。通过发展数字经济,可建立实时在线的数字化市场,打破时空限制,促进供给和需求的高效匹配,畅通国内国际双循环。在国内循环方面,数字经济有助于推动高质量全国统一大市场的建立,更高效地推进国内超大规模市场中的资源整合和业务融合,协同产业链上下游,更好释放规模效应。在国内大循环的支撑下,大力发展数字贸易和电子商务,深化产业链国际合作,有效利用全球要素和国际市场资源,推动数字技术和贸易活动深度融合,通过平台经济等引领数字贸易加快发展、促进产业链升级重构,催生新的产业增长点。随着我国数字贸易和跨境电商的发展,必将进一步扩大高水平对外开放,提升我国产业链国际竞争力。
《光明日报》( 2023年01月10日 11版)