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)
“汶川哥哥”重回泸定 看望当时抱在手中的小婴儿******
“汶川哥哥”回泸定看望他救出的婴儿
“汶川哥哥”与他在地震中救出的孩子隔了4个月又相见啦!1月5日的这次重逢让大家都激动不已。2022年9月6日,在四川省甘孜州泸定县救灾现场,参与救援的森林消防员张自立怀抱着一名2个月大的婴儿,小心翼翼地将其转移到安全处,他也被网友亲切地称为“汶川哥哥”。这名被救助的孩子叫杨泽楷,家住泸定县得妥镇,巧合的是,孩子的爸爸也是一名消防员。兔年春节临近,“汶川哥哥”张自立与消防队员们驱车前往泸定县得妥镇,再次抱起了杨泽楷。
紫牛新闻见习记者 陈燃
“汶川哥哥”重回泸定 看望当时抱在手中的小婴儿
2022年9月5日,四川省甘孜州泸定县发生6.8级地震。在随后几天紧锣密鼓的救援中,发生了许许多多惊心动魄的救援故事。其中,“汶川哥哥”温柔地怀抱着小婴儿,将他转移到安全处的那张照片,曾经让很多人红了眼眶。当时救人的“汶川哥哥”名叫张自立,是四川省森林消防总队阿坝州支队汶川大队的消防员。
“当时孩子奶奶抱着他,告诉我他才2个月大,头部有轻伤。我就赶紧从奶奶手上接过孩子,抱着他快速往村外转移。”张自立说。巧合的是,张自立抱着孩子的那一幕被记者拍下,后来这张照片感动了无数网友,因为他是汶川大队的消防员,戴着写有“汶川”字样的臂章,大家就亲切地叫张自立和他的队友们“汶川哥哥”。
后来,他们才得知,被救的孩子名叫杨泽楷,他的父亲杨得义也是一名消防员,在雅江县工作,地震发生后他正在另一个地方执行救援任务。
张自立告诉记者:“后来,我们一直保持着联系,也一直想有时间能再去泸定看望他们,但前几个月一直忙着参加救援任务和备战冬春防火期,所以看望他们的时间被一再推迟。”
春节前,张自立和队友们终于有了重回泸定的机会,汶川大队的领导嘱咐他和队友们,回去时要给湾东村的村民们带些水果当做新年礼物。临行当天,张自立早早起床把准备给杨泽楷的玩具、衣服和苹果一股脑儿地装上了车。早在出行前,张自立就要到了杨泽楷的身高和体重,买了合身的衣服,而选择苹果则是他和战友们对全体村民们的朴素祝福,“希望他们都能平平安安。”随着离目的地越来越近,平时少言少语的张自立话多了起来,“特别期待,想看看小家伙现在怎么样了,还认不认识哥哥了!”
另一边,孩子奶奶杨先琼早早地就站在得妥镇卫生院门口迎接他们了。走到他们租住的房屋前,孩子爸爸杨得义正抱着小泽楷在楼前等候,张自立走过去,和孩子爸爸打了声招呼,然后温柔地抱起小泽楷。如今已6个月大的小泽楷特别乖巧,还伸出小手想去拿张自立胸前的中国消防救援队徽,“你还认得我哇,杨泽楷?”张自立开心地逗着杨泽楷,时隔4个多月的重逢,没有什么比看到孩子红扑扑的笑脸更令他开心了。
汶川地震时他曾被救援 如今他成了救人的消防员
张自立将此前获得的2万元钱公益基金以“汶川哥哥”的名义捐给了杨泽楷。孩子的家人连连感谢张自立和他的队友们,张自立说:“我6岁的时候,经历过汶川地震,那时候我家里的房子都倒塌了,是解放军和消防员赶来救援,为我们搭起了帐篷,送来了生活用品。我一直记得特别清楚,也特别感谢他们,这些年,大概也是那种力量,促使我长大成为了消防员吧!也许未来某一天,小泽楷也会想成为一名消防员呢!”
张自立和队友们坐着车子离开时,看着车窗两边的房屋和道路,颇有感触:“如今路修好了,路边的房子也在重建,相信大家的日子一定会越来越好的!”
(文图:赵筱尘 巫邓炎)