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)
用活用好奥运遗产 冬奥场馆华美转身******
本报记者 韩秉志
奥运场馆赛后利用是一道国际公认难题。时值北京冬奥会和冬残奥会成功举办一周年,北京各冬奥场馆目前运营情况如何?人气怎样?今后发展重点何在?记者对此进行了走访调查。
场馆人气旺盛
春节期间,各地群众参与冰雪运动热情高涨。冬奥场馆成为公众畅享冰雪运动魅力、感受冬奥文化的最佳目的地。
位于北京市延庆区奥林匹克园区的国家高山滑雪中心“雪飞燕”有着国内最高等级的高山滑雪赛道,北京冬奥会、冬残奥会期间,来自全世界的顶级滑雪运动员在这里驰骋竞技。如今,作为冬奥遗产的雪道,经过改造已面向社会公众开放。对于广大滑雪爱好者来说,来这座专业场地打个卡,在2198米的山巅追逐冬奥健儿们的足迹,成了这个冰雪季的重要活动安排之一。
“我们专程从北京市区驱车2小时,来到延庆奥林匹克园区打卡。这里还有亲子戏雪乐园,无论是孩子还是大人,都能尽兴而归。”北京游客赵明生说,无论是高水平的滑雪爱好者,抑或是初级入门的滑雪新手,都可在此练习滑雪技能,享受雪上运动乐趣。
不光是“雪飞燕”客流不断,国家雪车雪橇中心“雪游龙”里也人流如织。其冬奥赛道体验项目正式开售,不少游客前来体验“冰上F1”的速度与激情,游客还可以乘摆渡车参观游览“雪游龙”,到达观景台,就能一览冬奥村全貌。
在刚刚过去的春节假期,延庆共接待游客75.8万人次,占北京市乡村游接待游客总数的57%。冬奥会带来的持续冰雪热成为其吸引游客的重要原因。与此同时,延庆区多款文旅产品于春节假期首发,吸引了众多游客。比如,八达岭夜长城首次在春节假期开放,夜幕下化身璀璨巨龙的长城引得游客连连惊叹。
冬奥魅力不减
除了“雪飞燕”“雪游龙”转身为公众参与冰雪运动的绝佳场地,国家速滑馆“冰丝带”、国家游泳中心“冰立方”,以及曾为运动员提供赛前热身与训练服务的五棵松冰上运动中心等冬奥场馆也面向公众开放。
走进国家速滑馆,场馆大屏幕上正播放着荷兰选手在速度滑冰女子1500米决赛勇夺金牌并打破奥运纪录的精彩瞬间。冬奥赛时,中外健儿在国家速滑馆速度滑冰赛道上接连打破纪录。目前,这块“最快的冰”继续使用二氧化碳先进环保制冰技术运营维护,滑起来又快又韧。今年春节期间,冰丝带、鸟巢、水立方首发三馆参观联票,让游客尽情感受奥运场馆魅力。
拥有两块标准冰球场地的五棵松冰上运动中心,北京冬奥会时曾为运动员提供赛前热身与训练服务。现在,这块场地面向公众举办冰球和花滑课教学。据现场工作人员介绍,许多家长之所以来这里报课,就是看中了“冬奥同款”。
既有设施创新利用,又有精彩纷呈的文化活动。在首钢滑雪大跳台,赛时临时设施变成票务用房,大跳台落地区巧妙降低坡度,成为“雪圈冲浪”网红体验地。作为世界唯一的“双奥”开闭幕式场馆,国家体育场“鸟巢”北侧运动场变身3.4万平方米的冰雪乐园,春节期间还推出“到鸟巢过大年”文化体育休闲活动。五棵松冰上运动中心也结合商圈特色举办了丰富多彩的冰雪嘉年华活动,吸引游客参与体验冰雪活动。
记者发现,近一段时间以来,一些场馆在常态化保留奥运元素供游客参观体验的同时,还开辟或预留专门区域满足多样化培训需求。如北京国资公司与世界壶联在“冰立方”冰上运动中心合作设立“世界冰壶学院培训中心”,以促进冰壶运动在国内加速发展;国家速滑馆作为国际滑联卓越中心,创新合作模式,以“最快的冰”为基础搭建冰上培训平台,引进国内高水平培训机构,助力培养优秀冰雪运动后备人才。
助力协同发展
树立奥运场馆赛后利用国际典范,高水平建设国际滑雪度假旅游胜地,打造体育文化旅游融合发展样板……2022年1月29日,国家体育总局等三部委联合印发的《京张体育文化旅游带建设规划》,为“加快建设京张体育文化旅游带”落地绘就蓝图。《规划》发布一年以来,延庆统筹推进冬奥会筹办举办、冬奥遗产后续利用和区域协同发展。立足于生态涵养区的定位,国家高山滑雪中心、国家雪车雪橇中心、延庆冬奥村在内的“两馆一村”已完成从赛区向景区的转化,成为一个以滑雪为特色的旅游度假区。
从赛区到景区变化的背后,彰显的是创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念。一方面,延庆区深化文旅体商农深度融合,推动自然资源、文旅资源与冰雪运动、度假休闲有机结合,举办“春来延庆城·花开漫延庆”“点亮北京·消夏延庆”“乐享金秋·悦游延庆”等品牌活动,推出20余处网红打卡地、30条精品旅游线路、300余项“+旅游”产品,持续培育露营、骑游、夜游、户外运动、会奖旅游等新业态项目,助推京张文化旅游带建设。另一方面,通过打通冬奥场馆、世园公园和长城景区等地理空间,延庆区共包装策划国家级滑雪旅游度假地建设基础设施提升项目、冬奥后续利用项目等重大投资项目12个,资金总额24.7亿元,以项目支撑京张体育文化旅游带建设。
在京张体育文化旅游带建设上,冰雪体育仍是最璀璨的光环。围绕中关村延庆园“一核四区”科技创新布局,延庆加快冰雪体育产业发展,推进中关村(延庆)体育科技前沿技术创新中心建设,目前已吸引386家体育企业入驻。万科石京龙和八达岭滑雪场合计34.5万平方米、19条雪道完成升级改造,建成北京冰上项目训练中心和引进梦起源公司建设室内冰场,夯实冰雪产业发展基础。按照“一轴两翼”冰雪体育产业布局,冰雪体育同培训、旅游、科技、赛事等板块联动互促,初步形成“冰雪体育+”的发展模式。
“下一步,将持续强化延庆作为京张体育文化旅游带建设的主力军、推动者的角色定位,与张家口、乌兰察布等地区加强合作、互相借力、共赢发展,扎实做好后冬奥、后世园文章,进一步探索赛后场馆利用新方式,创新体育文化旅游融合发展新模式。”北京市延庆区文化和旅游局党组书记、局长洪炜说。
(文图:赵筱尘 巫邓炎)