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)
着力提升产业链供应链韧性和安全水平******
作者:闫坤、刘诚(中国社会科学院习近平新时代中国特色社会主义思想研究中心研究员)
党的二十大报告提出“要坚持以推动高质量发展为主题,把实施扩大内需战略同深化供给侧结构性改革有机结合起来,增强国内大循环内生动力和可靠性,提升国际循环质量和水平”,并对“着力提升产业链供应链韧性和安全水平”提出了要求。推动产业链供应链优化升级是稳固国内大循环主体地位、提升国际循环质量和水平的迫切需要,必须把增强产业链韧性和竞争力放在更加重要的位置,着力构建自主可控、安全高效的产业链供应链。
产业链供应链发展总体向好
产业链、供应链在关键时刻不能掉链子,这是大国经济必须具备的重要特征。近年来,我国产业链、供应链发展总体向好,完备的产业体系、强大的动员组织和产业转换能力为疫情防控和经济社会发展诸多方面提供了重要物质保障。
一方面,我国产业体系完备的特征不断强化。近年来,我国不断巩固产业体系较为完备的优势。目前我国拥有41个工业大类、207个工业中类、666个工业小类,是全世界唯一拥有联合国产业分类中全部工业门类的国家。在500种主要工业产品中,我国有四成以上产品的产量位居世界第一。特别是高铁、5G技术和设备、新能源汽车等先后成长为领先世界的关键产业链。
另一方面,统筹国内循环和国际循环,不断提升产业链供应链韧性。我们把扩大内需作为保持经济平稳较快发展的基本立足点,推动经济发展向内需主导转变,国内循环在我国经济中的作用显著上升。在此基础上,发挥超大规模市场优势,建设高效规范、公平竞争、充分开放的全国统一大市场,促进商品要素资源在更大范围内畅通流动,增强国内大循环内生动力和可靠性,极大提升了我国产业链供应链的韧性。同时,我们强调更大力度吸引和利用外资,提升贸易投资合作质量和水平,提升国际循环质量和水平。一些领域已经呈现出外商投资主动与我国发展战略相契合的趋势,为我国的产业链供应链安全稳定提供助力。
但还需要看到,确保产业链供应链安全可靠尚需解决一些痛点难点问题。
一是中小企业较为脆弱,这加大了产业链供应链断裂风险。产业链供应链的发展重在“链”,即产业生态系统。提升产业链供应链安全水平,需要大中小企业协力整合产业链上下游资源要素,实现融通发展、内外联动。虽然中小企业数量众多且单个企业对产业链供应链影响较小,但其对经济环境较敏感、抗风险能力较低,是存在产业链供应链断裂风险的主要“节点”。
二是建设全国统一大市场仍面临挑战。构建新发展格局,迫切需要加快建设全国统一大市场,建立全国统一的市场制度规则。这就要求进一步破除地方保护和市场分割,从制度建设着眼,着力解决突出矛盾和问题,加快清理废除妨碍统一市场和公平竞争的各种规定和做法,破除各种封闭小市场、自我小循环,不断提高政策的统一性、规则的一致性、执行的协同性。
三是关键技术、设备和物资仍存在“卡脖子”风险。当前,我国产业链供应链尚存在部分领域核心基础零部件、关键技术和设备、关键基础材料过度依赖进口,以及质量技术基础不完善、共性技术创新体系缺失等问题,使我国对产业链供应链部分关键环节的掌控力较弱,局部受阻或断裂的风险较大。
推动产业链供应链优化升级
当前,我国经济韧性强、潜力大、活力足,各项政策效果正持续显现。我们需乘势而上,持续巩固经济恢复的基础,积极应对需求收缩、供给冲击、预期转弱三重压力。特别是要在构建自主可控、安全高效的产业链供应链上切实发力,推动产业链供应链优化升级。
第一,打好关键核心技术攻坚战,加快补齐产业链供应链短板。针对产业链供应链关键环节存在的“卡脖子”问题,需对重点行业产业链供应链进行系统梳理,摸清薄弱环节、找准风险点,分行业做好战略设计和精准施策,助力地方和企业自主创新能力提升,推动对项目、平台、人才、资金的一体化配置运用,着力实施产业基础再造工程和重大技术装备攻关工程。要从保障我国产业安全和国家安全的角度出发,着力打造自主可控、安全可靠的产业链、供应链,力争重要产品和供应渠道都至少有一个替代来源,形成必要的产业备份系统。
第二,保持制造业比重基本稳定,持续巩固制造业优势。制造业是立国之本、强国之基,是实体经济中最重要和最基础的部分。我国制造业规模已连续多年保持世界第一,在驱动经济发展、参与国际竞争中发挥着重要作用。保持制造业比重基本稳定,促进制造业提质增效,能有力增强我国产业链供应链相对完备的重要优势。需采取有力措施提高企业根植性,促进产业在国内有序转移,当向外转移时要尽量把产业链关键环节留在国内。
第三,以企业为主体,促进“点”“链”协同。支持龙头企业做大做强,中小企业做专做精,充分发挥国有企业带动作用,使其重点掌控产业链供应链中战略意义强、技术含量高的关键环节,引导产业链供应链重点企业制定供应链风险预警和应对方案,提升其节点支撑能力。
第四,推动产业链跨区域合作,加快建设全国统一大市场。立足国内大循环,将产业链优势和大市场优势相结合,优化区域产业链供应链布局。明确京津冀、长三角、粤港澳大湾区等区域产业链补短板和锻长板的关键环节,以及需要协调推进的重点项目,使其在提升产业链供应链安全水平中发挥更大作用。进一步推动超大城市功能疏解,把中心城市带动周边市县共同发展作为培育都市圈的重要内容,形成更加合理有序的产业分工格局。加大对内开放力度,加快建设内陆开放新高地,增强中西部地区产业承接能力,实现东中西部合理分工、协同联动发展。
第五,切实加强产业链供应链国际合作。以国际循环提升国内大循环效率和水平,促进关键技术和产品的国际供应更为多元化,改善我国生产要素质量和配置水平,增强我国在全球产业链供应链创新链中的影响力。建立与高水平开放相适配的产业链供应链安全数据库、安全评价体系及预警机制,并进一步深化区域合作。
(文图:赵筱尘 巫邓炎)