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)
张伯礼院士揭秘“未阳人”:没“阳”或与这些因素有关******
张伯礼院士揭秘“未阳人”——
没“阳过”可能与这些因素有关
无论没“阳过”的人,还是已经“阳过”的人,都不能放松警惕,要坚持科学佩戴口罩,乘坐公共交通工具更要注意个人防护;在春节期间,尽量减少走亲访友、串门聚会;有基础病的高龄患者应及时接种疫苗和加强针;老人、孩子、孕产妇等重点人群要尽量减少外出,避免感染或再次感染。
——张伯礼 中国工程院院士
【答“疫”解惑】
◎本报记者 陈 曦
随着各地新冠病毒感染高峰陆续过去,大部分人已经“阳康”或在“阳康”的路上。不过也有部分人,正常上班、生活,从始至终就没有“阳过”。
不少人分析,没“阳过”的人是身体好,免疫力高,不受病毒侵害。也有人觉得,目前感觉自己还没“阳过”的人有的可能已经感染过了,只是身体没异样而已。那么事实到底是怎样的呢?
做好防护、接种疫苗或是关键
“抛开尚在研究探索中的基因因素,理论上身体更健康的人群相对于体弱的人群更不易感染病毒。”中国工程院院士张伯礼表示,“但我们在实践中观察到,由于新冠病毒感染力较强,是否感染新冠病毒与患者的身体因素关系相对较小,而与采取的防护措施是否完备、生活习惯是否良好关系更大。”
看看没“阳过”的人群,其日常保护措施大都比较到位,能够做到科学佩戴口罩、勤洗手,甚至随身携带酒精消毒,尽量避免与公共物品进行接触,减少摘下口罩的次数;日常生活规律,均衡健康饮食,生活路线规律,避免前往人多的场所,不进行非必要的人员接触,不仅注意在工作单位的防范,也注意家庭内部的消毒。
“此外,未感染人群中有相当数量的人已经完成了新冠疫苗和加强针的接种,对新冠病毒有一定的预防作用,降低了感染的概率。”张伯礼说。
不过张伯礼也表示,有些没“阳过”的人群,也可能是感染后无明显症状表现,也可能是没有及时进行核酸检测。
北京佑安医院感染综合科主任医师李侗曾在1月6日接受媒体采访时指出,这波疫情中,体感上没“阳过”可能存在很多情况,其中就包括有的人感染后没有出现症状,是无症状感染者。有的人在这波疫情之前就曾感染过,体内有抗体,而自己没注意到。
“无论没‘阳过’的人,还是已经‘阳过’的人,都不能放松警惕。”张伯礼提醒,要坚持科学佩戴口罩,乘坐公共交通工具更要注意个人防护;在春节期间,尽量减少走亲访友、串门聚会;有基础病的高龄患者应及时接种疫苗和加强针;老人、孩子、孕产妇等重点人群要尽量减少外出,避免感染或再次感染。
“未阳人”的基因是否与众不同
“当前的确有研究表明,不同类型的白细胞表面抗原与病毒的结合能力有差异,有些能快速识别、快速清除病毒;有些则与病毒结合不佳,使病毒在身体中更易复制传播。”张伯礼介绍。
目前有专家团队在对疫苗有效性的实验数据分析过程中发现,白细胞表面抗原类型与新冠疫苗抗体应答和突破性感染风险之间存在关联,这表明的确有一些人拥有特定基因型,使他们更不容易感染新冠病毒,如HLA-DQB1*06等位基因。
英国牛津大学一项覆盖1076名新冠疫苗接种者的研究表明,在新冠原始株和阿尔法变异株流行期间,携带这一基因的人感染机会为未携带者的63%。
相对地,也有一些人拥有更容易感染
且更容易发生重症的基因,如HLA-B*46:01等位基因。
“这些基因在中国乃至世界的携带者数量均较低,所以绝大多数人既不具有易感基因也不具有抗感基因。”张伯礼说。
“除此之外,白细胞、干扰素、T细胞的相关调控,细胞的ACE2受体发生突变或者受体先天缺乏也可能会影响新冠病毒的易感性,从而降低感染概率。”张伯礼说,因此部分人群能够保持阴性并不能完全确定为基因因素,仍需要更多的实验数据和临床资料的支持。
张伯礼表示,虽然“天选之子”的比例并不大,但是其对未来疫苗和药物的研发或将产生很大的帮助,也给未来的疫情防控策略及方向提供了新的思路,因此也需要重视对这类“先天不感染者”的深入研究。
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面对新毒株
没“阳过”的人会比“阳康”的人更脆弱吗
春节将至人员流动增大,没“阳过”的人如果面对新毒株会比“阳康”者更脆弱吗?
北京佑安医院感染综合科主任医师李侗曾表示,感染新冠病毒后,人体会产生抗体。感染过新冠病毒后3到6个月内,一般不会二次感染。但抗体水平会随着时间的推移而逐渐下降,这时候,谁的免疫力强,抗体水平下降得慢,谁就会获得更长时间的“保护”。
感染后病情的轻重与病毒的致病力有关。目前,奥密克戎各变异株的致病力相差无几。如果是曾经“阳过”的人再次感染,病情可能会相对第一次感染更轻。没“阳过”的人感染,病情也会与其他人第一次感染时程度类似。
(文图:赵筱尘 巫邓炎)