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)
浙江丽水:擦亮健康底色,以数字化改革提升服务力******
时值严冬,呼吸道疾病感染进入高发期。在浙江省丽水市莲都区大港头镇官岭村,山区村民足不出村,即可在家门口的“流动发热门诊”就诊取药。
近日,2022年度全国爱国卫生运动大会在北京举行。在大会的健康城市主题分会上,丽水市副市长卢彩柳作“倡导文明健康助力健康城市建设”典型经验分享时介绍,丽水打造的“智慧流动医院”,实现了758个未设医疗机构的偏远行政村全覆盖。
早在2018年,丽水市创新建立了“流动医院”巡回诊疗山区模式,此后运用数字化技术加以升级改造。近期,当地基于46辆“智慧流动医院”巡回诊疗车(以下简称“智慧流动医院”),按需开设“流动发热门诊”。
地处浙南山区的丽水,生态环境状况指数连续18年位居浙江省首位。记者了解到,丽水市已连续两年获评全国健康城市建设样板市,除了良好的生态环境,以数字化改革提升服务水平,是当地建设“健康丽水”的重要手段。
经过升级改造的“智慧流动医院”,除了可进行常规的血压、血糖检查,还能实现心电图、尿检、B超等项目。尤为关键的是,智慧车载系统配备5G网络,通过打通医保系统,安装移动结算系统,在车内就可以实现医保刷卡结算,挂号收费、就医、检查、取药、医保报销、家庭医生签约、公共卫生服务等并网运行,让山区群众在家门口就能享受到县级医院的门诊服务。
新冠肺炎疫情防控期间,“智慧流动医院”曾数次驶入封控区,保障隔离群众看病买药需求。如2022年3月至4月,丽水莲都区岩泉街道蔚蓝水岸小区相关区域被划定疫情防控“三区”,莲都区当即协调“智慧流动医院”定期驻点开诊。
彼时,群众通过“浙里办”平台的“智慧流动医院”服务端,进入“需求反馈”界面,提出就医需求,区域基层医疗机构就能在“丽水市智慧流动医院管理监测平台”收到群众信息,提前安排出诊医生,为群众提供“点单式”服务,按需备好检查设备、药品、医疗物资等。
2022年7月,丽水市卫健委打造的“救在丽水”应用,在“浙里办”平台正式上线,通过构建多跨协同、高效便捷的山区医疗急救服务模式,进一步畅通山区群众“就医通道”。
记者了解到,该应用整合了丽水全市233家医疗机构、127辆院前急救车、46个流动医院、524台AED等资源,打通卫健、公安、医保等8个部门数据壁垒,集成双向定位、上车即入院等19个信息模块和1121个数据项目。
据介绍,“救在丽水”通过构建“身边救”“同步救”“精准救”“全域救”“全程救”5个场景,将原先急救流程中4个线下人工环节整合为线上一体化流程,将原来车上只能做体征监测模式提升为同步会诊模式,救治成功率从96%提升至98%,院前心肺复苏成功率从1.12%提升至2.26%。
2022年以来,“救在丽水”已参与执行急救任务45614次,促使全市急救服务半径从32公里缩小至19公里、平均急救反应时间从34分钟减少至18分钟,被评为浙江省数字社会系统2022年度“最佳应用”。
丽水市爱卫办相关负责人介绍,近年来,丽水实施健康优先发展战略,创新健康城市综合管理智慧化监管模式,依托“花园云”城市大脑,建成了健康城市管理体系,打通共享卫生健康、市场监管、行政执法、建设等部门数据,推动城市管理、食品安全、卫生监督等重点领域数字化智慧监管。
该负责人表示,接下来,丽水将进一步贯彻“将健康融入所有政策”“人民共建共享”的工作方针,将爱国卫生运动与传染病、慢性病防控等紧密结合,全面改善人居环境,坚持数字化改革,全力构建丽水山区医疗模式,为群众提供更普惠的医疗服务。(洪恒飞 赖英映 科技日报记者 江耘)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)