开栏的话
新征程上,河北奋进正当时。
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本报讯(长城网·冀云客户端记者许艳艳 康紫祎 郭晶璇)“预计再有几个星期,我们研发的‘北斗+室分地下空间导航’就能在雄安行App上线试运行。”近日,记者在雄安空天信息研究院见到路兆铭时,他正紧盯着屏幕上的地下导航系统后台,和团队成员一起,针对存在问题做最后的调试。
路兆铭是北京邮电大学信息与通信工程学院教授,不久前,他以雄安大规模地下空间为主要场景,主导研发的“北斗+室分地下空间导航”在雄安场景汇超大规模地下空间定位导航技术赛道中夺冠。
回忆起这项技术从0到1的突破,路兆铭记忆犹新。
“北斗+室分”为地下导航提供新思路
2019年,一个从雄安新区数字交通实验室打给路兆铭的电话,改变了他的职业轨迹。
雄安新区规划之初就提出要建设“地下一座城”,其中包括地下综合管廊约380公里、地下停车场超2200万平方米。2019年,雄安新区从以规划为中心向以建设为中心转换。大规模地下空间的施工建设也让地下导航成了一个亟须解决的问题。
当时,市面上的导航软件都是通过卫星导航定位系统来获取用户位置信息,但在地下空间,由于建筑物和地表的遮挡,卫星定位信号无法覆盖,导航用起来并不灵光。想必车主都经历过这样的“无助时刻”——在地下停车场,要么找不到离目的地最近的车位,要么办完事返回却找不到停车的位置。
雄安新区数字交通实验室在全国范围内寻找了十几家项目组,希望他们参与地下导航技术的研发,其中不乏名校、名企和科研机构。路兆铭团队正是其中之一。
想要攻克地下导航技术,有多难?当时,十几家项目组都曾在雄安研究数月,最后都无功而返。
“那段时间,我们每天都在头脑风暴,但几乎没什么突破。”路兆铭回忆。在地库部署蓝牙点位信标,建设成本高;在室内增设北斗导航基站,设备费高昂;采用Wi-Fi定位,不仅要部署Wi-Fi接入点,还得投资新建一套网络……
“想过放弃吗?”记者问道。“随着新建城市对地下空间的充分利用,地下精准导航成为必须解决的问题,总得有人做。”路兆铭回答。
经历了半年多的推翻、重建,在一次讨论会上,“借用已有的通信设施——5G室内分布系统”方案的提出,让事情有了转机。
把北斗信号接收下来,再借助长相类似“小蘑菇头”的室内分布系统转发出去。这一思路,让团队拨开重重迷雾,终于找到了攻克难题的“钥匙”。
从雄安走出的“世界首创”
从产生想法到想法可行,中间还需要进行大量的理论推导及实验验证。2020年夏,路兆铭带领团队先在北京邮电大学搭建实验室场景,一搭就是半年。
记者在北京邮电大学教学三号楼6楼看到,楼道上方的天花板,密密麻麻布满了各种线。“我们通过控制变量,不断调整实验室环境,去验证能对结果产生影响的各种因素,这本身就非常耗时。”路兆铭说。
团队成员在实验室计算得到北斗信号汇入5G室内分布系统所需的滤波和功率参数,再通过宽频多路信号的共享链路传输,成功将信号引入地下。
一年后,研发转入现场测试阶段,路兆铭带领团队来到雄安新区容东片区。那时,容东片区还在施工,路兆铭带着团队完成了地下实验后,常常需要花费大量时间寻找返回地面的出口。这样的经历,让他再次下定决心将地下导航技术落地应用。
而随着测试的深入,更多问题需要解决。比如,如何不断提高北斗地下定位的精度,如何解决手机终端的兼容性……
“最忙的时候,每天熬到半夜一两点都是常事。”团队成员初星河介绍,整个项目团队也从最初的3人扩展到现在的40人,多数为“90后”。“在地下测完信号,我们常常席地而坐,寻找漏洞,解决漏洞,再迅速进行新一轮测试。”
为了一个共同的目标,团队夜以继日进行研究。终于,他们研发出拥有核心知识产权的北斗室内分布单元,这项技术也是世界首创。北斗室内分布单元和原先就有的室分天线、合路器、5G室内分布单元共同构成了地下导航系统运行的核心,建设成本只有传统地下导航技术的一半。
如今,这项技术在雄安地下示范应用已达到150万平方米,定位精度可达到2米。
让创新的种子在雄安遍地开花
“除了常见的消费场景下的应用,我们研发的这项技术还能实现煤矿、综合管廊、高速隧道等多种工业场景安全生产应用。”
6月12日,雄安未来之城场景汇“北斗技术应用大赛场景打造和产业落地专场对接会”上,团队成员傅彬向台下观众介绍。傅彬告诉记者,这场对接会后,几家企业表示了合作意向,下一步他们打算继续深度对接。
雄安新区以雄安未来之城场景汇系列大赛成果落地转化为牵引,加快各类创新主体孵化培育,雄安新区科技产业新生态正在加速形成。
“一路走来,是雄安对创新技术的扶持,以及这里大规模的地下场景,为我们技术的测试与迭代升级提供了最好的试验场。”路兆铭透露,接下来,团队还将用技术赋能河北的高速隧道场景。“让技术从雄安延伸,让创新的种子在雄安遍地开花。”