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）

乘着“慢火车” 迈进幸福年******

　　【一线见闻】

　　光明日报记者 訾谦 光明日报通讯员 于海

　　又到一年春运时 。神州大地上 ，一列列“复兴号”“和谐号”载满了踏上归途 的旅客，飞驰 的列车处处洋溢着节日的气息。在陕西 ，一列开行在秦岭山区 、最低票价仅3元 的6063次公益“慢火车” ，也为沿线居民带来了新春 的喜悦。

　　1月9日清晨，在新疆乌鲁木齐打工 的李承仓经过K1538次列车30个小时的路途，终于抵达“中转站”陕西宝鸡站，在这里 ，他还需要倒一趟6063次“慢火车”，才能到达自己的家乡甘肃宏庆 。

　　李承仓 的身边放着一件半人高的拎包 ，还有一件用床单裹起来的行李。“这里面全是新疆特产 ！开心果 、巴旦木 ，还有大枣 ，带回来给孙子尝尝 ！”

　　李承仓将要乘坐 的6063次列车被誉为“秦岭最美小慢车”，已经开行了65个年头，全程350公里，沿途停靠秦岭深处 的32个车站，大部分 是乡村小站，车上的乘客有进城卖菜 的老乡 ，也有上下学 的孩子们，日常通勤的务工人员 ，可以说6063次列车就是山里的“铁路公交”。

　　以往 ，山里 的村民们大多没有收入来源，只能在家种些蔬菜瓜果 ，养些鸡鸭鱼鹅。对他们来说 ，6063次列车就是免费货车 ，所有 的蔬菜、水果、家禽 ，无论多少，都不收一分运费 。如今虽然大家都富裕了 ，但把火车当货车 的习惯却延续了下来。

　　今年58岁 的向宝林 是6063次“慢火车”的列车长，已在铁路部门工作40余年 。据他介绍，临近春节 ，大家都在备年货 ，许多老乡刚把特产提上车，就被别的旅客直接买走了，为了方便老乡卖货 ，他也会把一些卖菜信息通过广播推广出去 ，列车俨然成了一座“小型菜市场”。

　　今年中国铁路西安局还为管内担当的七对公益性“慢火车”全部升级为空调列车，6063次“慢火车”也升级了 。“升级后，车厢环境更加温暖整洁 。”向宝林说 。

　　“慢火车”承载 的不仅是乡情，更是公益。如今 的高铁时代，像6063次这样的“慢火车”在祖国 的偏远地区仍有81对 ，日均发送旅客超6万人次 。不论时代如何变化，铁路人肩上的社会责任和历史使命始终未变，这些“慢火车”将继续为飞速前行 的中国社会做好基础保障，让山区人民享受到发展的红利。

　　《光明日报》（ 2023年01月12日 15版）