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)
京演新春贺岁上演15部好戏******
2023年兔年有两个立春,也称“双春年”。以“双春贺岁·京演有戏”为主题,由北京演艺集团主办的第三届新春贺岁演出季将于大年初一正式开启,京演经典、童年趣味、京味潮流三大板块将上演15部剧目42场演出,集纳集团旗下九家艺术院团的精品力作和创作成果,在北京八个剧场给观众们献上新春佳节的文化盛宴。
“京演经典”板块中,舞剧《五星出东方》将于2月17日至19日亮相天桥艺术中心,这是该剧在荣获第十七届“文华大奖”和第十六届“五个一工程”奖后首次演出,四度在京上演。舞剧《五星出东方》以国家一级文物“五星出东方利中国”织锦护臂为题材,历时两年创排,演出收获无数好评。其珍贵的题材、创新性的舞剧表现形式、诙谐生动的呈现手法和多样丰富的舞蹈语汇,为观众们呈现了一场中华民族共同体的盛大礼赞。
兔年伊始,《金牌杂技闹新春》将在保利剧院为观众带来空竹、车技、球技等多个金奖节目,以创新精湛的杂技技艺、欢快动感的音乐和精彩纷呈的表演,表达对观众朋友们的美好新春祝愿。1月27日,中国杂技团还将在中山公园音乐堂上演欢乐新春嘉年华《杂技魅影》,整场演出以杂技为主体,将音乐、舞蹈、戏剧、武术等姊妹艺术完美地融为一体。
经典的戏曲演出是过年必不可少的,全国地方戏演出中心里好戏不断。评剧《杨三姐告状》《秦香莲》经典流传,百听不厌;河北梆子《龙凤呈祥》由“梅花奖”获得者王洪玲、王英会及国家一级演员张树群领衔主演,《对花枪》则一展青年演员风采;北京曲剧《离婚》“透过婚姻看百味人生”,呈现一幅老北京的市井风情画。
在“童年趣味”板块,儿童剧《冰冰熊大冒险》将带领小观众跟随冰冰熊开启一段冒险旅程;儿童剧《花猫三丫上房了》则为观众再现了一段属于老北京孩子的肆意成长的日子,并通过有着强烈代入感的胡同邻里间的细碎生活,展现出北京独有的温润大气的城市气韵;大型纪实性史诗木偶剧《大象来了》根据2021年“云南省西双版纳自然保护区亚洲象群北移南归”的新闻事件创排,展现了一幅人与自然和谐共生的美好画面;大型互动贺岁儿童舞台剧《卡酷大计划-飞跃兔王星》通过一场轻松快乐又奇幻惊险的星际旅行,带领小朋友们在冒险中收获成长。
“京味潮流”板块将带来三场各具特色的演出。《永恒的旋律》玉兔贺新春·民乐金曲音乐会是一场高水准的民乐盛宴,演出中既有经典的民族管弦乐《大秧歌》《贺新春》《我的祖国》,也有民族管弦乐联奏《民族风情》《永远的旋律》等丰富多彩、新颖别致的曲目。《潮燃国乐》第三届北京新春音乐会从三个板块“国风”“国乐”“国潮”出发,曲风多样、曲目丰富,让民族乐器以不同的演奏方式呈现国潮音乐,带来新的民乐体验。相声剧《“有家”客栈》是北京曲艺团新创剧目,聚焦反诈题材,借古喻今,讲述了一系列令人啼笑皆非的反诈故事。李俐
(文图:赵筱尘 巫邓炎)