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)
育国之栋梁 造国之重器——同济大学深入学习贯彻党的二十大精神******
【奋进新征程 建功新时代·深入学习贯彻党的二十大精神·同济大学】
光明日报记者 颜维琦 光明日报通讯员 黄艾娇
“争做新征程上的追梦奋斗者,勇于把个人奋斗融入中华民族伟大复兴的壮阔征程中;争做新征程上的实干担当者,努力成为以中国式现代化全面推进中华民族伟大复兴的先锋力量。”前不久,同济大学党委书记方守恩以“踔厉奋发新征程 勇毅前行向未来”为主题,为青年学子宣讲党的二十大精神。这既是一堂大思政课,也是一堂面向全体学生党员和入党积极分子的党课。
连日来,同济大学迅速兴起学习宣传贯彻党的二十大精神热潮,师生纷纷行动,反复研读党的二十大报告、成立师生宣讲团、推进二十大精神“三进”,在学深、悟透、做实上下功夫。师生们表示,将以更加昂扬的姿态奋楫扬帆再出发,在中国特色世界一流大学建设新征程中展现更大作为,为全面建设社会主义现代化国家、全面推进中华民族伟大复兴贡献更多智慧和力量。
同济大学海洋与地球科学学院教授翦知湣(右)带领团队成员进行科研攻关。资料图片
推动党的二十大精神入脑入心
10月25日,同济大学召开党委理论学习中心组(扩大)学习会,传达学习党的二十大精神。同济大学党委书记方守恩领学党的二十大报告。党的二十大代表、同济大学校长、中国工程院院士陈杰传达党的二十大精神。与会人员表示,党的二十大报告首次以专章对教育、科技、人才进行一体部署,要不负使命、不负期待,把党的二十大精神贯彻落实到各项工作中,奋力推进中国特色世界一流大学建设,为加快建设教育强国、科技强国、人才强国作出新的更大贡献。11月1日,同济大学召开全校大会,对深入学习宣传贯彻党的二十大精神作出全面动员部署。
11月18日,学习贯彻党的二十大精神中央宣讲团报告会在同济大学举行,中央宣讲团成员,中国工程院党组书记、院长李晓红作宣讲报告。来自全国各地的80余名中国工程院院士、中国工程院机关干部,以及同济大学党委理论学习中心组成员、部分职能部处负责人和教师代表等参加了报告会。
“要增强全民的安全忧患意识,坚定不移贯彻总体国家安全观,统筹发展和安全,建设更高水平的平安中国,以新安全格局保障新发展格局。”11月25日,学习贯彻党的二十大精神暨“国家安全现代化与全面建设社会主义现代化国家”学术研讨会在同济大学举行,这为深入学习贯彻党的二十大精神提供了学术新视角新思路。同济大学学习贯彻党的二十大精神宣讲团成立以来,校领导、各职能部门和学院负责同志及专家纷纷行动,面向全体师生,有针对性地开展宣讲。
“巍巍宝塔山,滚滚延河水。1935年至1948年,延安这片红色热土见证着一段峥嵘岁月。”11月10日晚,同济大学两名大一新生担任主播,带领观众“云上”观看在学校展出的“延安精神永放光芒”主题展。用青春声音传播时代强音。同济大学时代声音传播社联合“理论+”宣讲团等开展学习宣传贯彻党的二十大精神的系列宣讲会,推出“1+10”系列课程,以“数说二十大报告”作为总述,还包括“全面从严治党永远在路上”“历史主动精神涵养新时代青年担当”等10个专题课程。
如何推动党的创新理论最新成果进教材、进课堂、进头脑?学校马克思主义学院集体备课,共同研讨推动党的二十大精神“三进”的策略和方法。12月3日,学习贯彻党的二十大精神暨“新时代课程思政教学设计与创新”学术研讨会在同济大学举行,这为推动党的二十大精神和习近平新时代中国特色社会主义思想“三进”、推进新时代课程思政高质量发展开拓了新思路。
“备受鼓舞,也深感使命在肩。我将把青春奉献给乡村振兴与文化遗产保护事业,做乡土中国的守护者、传承者、弘扬者,让中华文脉永续传承。”同济大学建筑与城市规划学院2019级博士研究生崔家滢说。
同济大学上海自主智能无人系统科学中心。资料图片
以更强使命担当培育国之栋梁
强化基础学科专业建设,推动学科专业交叉融合,推进本研贯通式人才培养……近日,在全校广泛开展教育思想大讨论的基础上,同济大学发布《关于全面提升人才培养质量的若干意见》,贯穿“招生—培养—深造—就业—校友”人才成长全链条。
2022年秋季学期,同济大学新成立的国豪书院迎来首批345名学子,开启培养拔尖创新人才新模式。一批心怀使命、志趣高远、潜力突出的学生,分别进入工科试验班(国豪精英班)、医学试验班(国豪精英班)和“强基计划”。书院着力培养具有深厚科学素养、前瞻性科学判断力、突破性学术创新能力、大团队组织领导能力的未来科学家。
“党的二十大报告为我国教育和科技发展指明了前进方向。我们要始终牢记为党育人、为国育才光荣使命,加强基础学科建设,持续增强卓越拔尖人才培养能力,努力做学生为学、为事、为人的大先生。”同济大学先进技术研究院院长、物理科学与工程学院教授王占山说。
依托同济大学今年成立的我国首个中德博士生院、首个中德合作学科交叉的国际科研合作平台——中德联合研究中心(同济大学),中德携手推进科教融合的高层次人才培养。11月29日,由教育部主办、同济大学承办的2022国际产学研用合作会议,也是同济大学中德博士生院的一次选题对接会。中德合作导师围绕细化博士生联合培养的选题和方案进行对接交流,联手培养两国发展需要、引领未来的拔尖创新人才和专业精英。
为实现高水平科技自立自强贡献力量
“党的二十大报告首次专辟一章对‘实施科教兴国战略,强化现代化建设人才支撑’进行阐述,深刻体现了习近平总书记对教育的关心重视一以贯之。”陈杰说,我们要发挥高水平研究型高校的整体优势,主动面向国家战略需求,勇于站在国际科学前沿,实现重大原始创新突破;推进学科交叉融合,实施重大科技协同攻关;进一步加强有组织科研,加快关键核心技术突破;构建学科链对接产业链的产教融合新机制,支持和引领产业发展。
国家所需,科研所向。近年来,同济大学交出一张张亮眼的科研成绩单,在港珠澳大桥、北京大兴国际机场及雄安新区建设中,在脱贫攻坚、乡村振兴、海洋强国和交通强国建设等主战场,“同济元素”分外耀眼。
今年以来,同济大学一批来自不同学科领域的高水平科研创新成果接连发表于国际顶级学术期刊。生命科学与技术学院高绍荣/高亚威教授团队与美国科学家合作研究成果发表于《科学》,该研究为进一步解析生命过程的分子调控机制提供了新的学术视角。医学院、附属东方医院章小清教授课题组和美国科学家合作研究成果发表于《自然》,研究团队发现关联学习记忆的关键神经元。海洋与地球科学学院翦知湣教授团队研究成果发表于《自然》,首次从能量学角度阐释了气候演变的低纬驱动。
“我们要坚决把学习贯彻党的二十大精神转化为推动新时代科技创新、攻克干细胞领域关键技术的实际行动,加强基础原创性、引领性科技攻关,奋勇攀登世界科技巅峰,为国家高水平科技自立自强贡献力量。”高绍荣说。
不久前,由同济大学牵头建设的无人系统多体协同重大科技基础设施一期建设项目启动。这一人工智能领域重大科技基础设施建成后,将成为人工智能原创理论突破和关键技术验证的重要实验装置,支撑无人系统核心共性技术突破。
“学习贯彻党的二十大精神,让我们深切感受到肩负的历史责任。”中国科学院院士、同济大学土木工程学院教授李杰表示,我们要强化“四个面向”的意识,大力弘扬科学精神,加强原始创新,努力实现更多“从0到1”的突破。
《光明日报》( 2022年12月22日 05版)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)