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)
实现“双碳”目标,上海有何路径、捷径、机遇?******
中新网上海1月12日电(记者 范宇斌)如何统筹推进碳达峰碳中和?正在此间召开的2023年上海市两会上,各民主党派上海市委员会和上海市工商业联合会聚焦“双碳”目标,提交集体提案,积极建言,凝聚共识。
中国力争2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和。
“产品碳足迹的精准量化是实现‘双碳’目标的前提,而工业产品的碳足迹量化是实现‘双碳’目标第一步,量化碳足迹作为减少碳排放的第一步,能够有效帮助辨识在产品全生命周期中主要的温室气体排放过程。”为此,中国民主建国会上海市委员会在集体提案中建议,应率先建立产品碳足迹可信的精准量化标准体系,打造“上海制造”“双碳”新名片。
中国民主建国会上海市委员会建议,可以着力接轨国际通行的标准和规范,率先建立基于可信的、精准量化的产品碳足迹标准体系;推动产品碳足迹精准量化示范试点,有序推广到不同行业;完善碳足迹相关产业政策,引导高质量可持续发展。
对于超大城市上海而言,实现“双碳”目标,有何路径可走?
“降污减排、协同增效是促进上海经济绿色转型的重要途径之一。”中国民主促进会上海市委员会在集体提案中指出,当前上海经济发展与环境保护的长期矛盾尚未根本缓解,面对经济复苏、空气质量达标、“双碳”目标实现等多重压力,后疫情时期的经济复苏将增大空气质量达标以及“双碳”目标实现的难度。
如何“破题”?中国民主促进会上海市委员会建议,可以制定多种污染物协同控制的管控机制,并分类区分不同行业,制定不同时间段的降碳减排目标,落实应对措施;建立长三角地区协同的降碳减排交易机制,在长三角区域同权、同价,严格统一规范初始配额的发放方法、规则及年度核查规则;应用智能化、网络化、数字化等当代技术,作出周密有序的部署,以发展非化石能源为视角,寻求淘汰陈旧产能的发展路径。
实现“双碳”目标是否有“捷径”?
九三学社上海市委员会在集体提案中建议,推动数字技术赋能绿色低碳转型,大力推进数字技术与绿色低碳融合发展,提高产业高端化、智能化、绿色化水平。
审视当下,各地在推动绿色低碳转型过程中,面临着数字技术赋能低碳转型缺乏具体方案、数字技术和减排技术支撑能力不足、产业生态和应用场景不完善、数据中心碳排放体量大和减排难等诸多问题。
对此,九三学社上海市委员会建议,加强顶层设计和应用示范,制定数字技术赋能低碳转型规划;加强科技支撑和人才保障,依托“科技创新行动计划”支撑前沿数字低碳关键核心技术攻关;推动行业节能减排发展,重点用能单位率先开展数字化绿色低碳转型,丰富数字技术的节能降碳应用场景;促进数字低碳技术多元应用,打造统一的碳排放监测网络,建立碳排放数字监测和服务平台;推动数据中心绿色低碳发展,推广分布式供能、数电联营等绿色运营模式,探索“海洋+数据中心+风电”综合开发。
实现“双碳”目标又催生哪些新机遇?
“抢抓绿色低碳新赛道、培育绿色发展新动能已成为上海构筑未来发展竞争优势的战略方向。”上海市工商业联合会在集体提案中建议,助推民营经济抢占绿色低碳新赛道,赋能上海高质量发展。
据上海市工商业联合会介绍,一些民营企业已开始实践,在清洁能源、节能环保等领域展现发展实力,并形成了一批创新成果。“下一步,建议整合各方资源,共建绿色低碳产业生态;积极主动作为,加强绿色低碳引导服务;拓展场景应用,推动绿色低碳实践探索。”
2023年上海市政府工作报告明确,上海市今年将积极稳妥推进碳达峰碳中和。实施煤电节能降碳改造,推进 LNG站线扩建、分布式光伏建设,规划建设深远海海上风电示范、外电入沪等重大项目,推动电动汽车充换电设施建设,加快构建新型电力系统。发展绿色园区、绿色工厂、绿色产品、绿色供应链,坚决遏制高耗能、高排放、低水平项目盲目发展,淘汰落后产能450项。推动海铁联运、江海联运等多式联运发展。实施超低能耗建筑项目200万平方米、公共建筑节能改造400万平方米。推进碳普惠制度建设,倡导绿色低碳生活方式。(完)