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)
人工智能治理体系如何平衡包容?中外专家把脉建言******
中新网北京12月4日电(记者 孙自法)作为有望引领人类未来变革的一项战略性技术,人工智能(AI)近年来在快速发展并赋能千行百业的同时,也带来安全、隐私、公平等系列问题和挑战,人工智能治理概念应运而生,备受关注。
由清华大学主办、联合国开发计划署支持的2021人工智能合作与治理国际论坛12月4日在北京开幕,中国科技部副部长李萌致辞时形象表示,“我们现在正站在智能化社会的门槛上,人工智能这条大船正载着我们向智能化世界驶去,而治理正是随时校正大船航向,确保大船行稳致远”。
在随后举行的“如何构建一个平衡包容的人工智能治理体系”主论坛上,中外专家学者线上线下对话,把脉人工智能发展,聚焦治理体系构建。
中国国家新一代人工智能治理专业委员会主任、清华大学人工智能国际治理研究院院长薛澜提出,人工智能治理直面数据、算法、算力、场景等四大要素挑战,价值导向上要坚持人工智能技术安全可控的底线思维、维护个人权益尊严与平等的人本思维、人工智能赋能经济社会发展的发展思维和人工智能促进可持续发展的全球思维,遵循“和谐友好、公平公正、包容共享、尊重隐私、安全可控、共同责任、开放协作、敏捷治理”的治理原则,着重从“包容、共享、审慎、负责”价值原则来平衡人工智能治理中的发展和安全需求,形成人工智能治理机制的价值共识,推动实现全球协同治理。
关于“审慎”价值原则,薛澜强调,要对人工智能治理给出明确的安全底线,既不能放任不管,任其野蛮生长,也不能出现“一管就死”,避免矫枉过正。
世界工程组织联合会主席、中国新一代人工智能发展战略研究院执行院长龚克表示,人工智能是第四次工业革命的代表性技术,人工智能治理旨在促进具有人类价值的人工智能创新发展,以造福人类和地球,因此,人工智能治理应遵循人工智能发展规律,具有开放的多利益相关者共治的结构,应综合运用技术、规则、教育等多种工具,并有效植入到人工智能应用平台之中。他还特别强调,不仅要发展人工智能各式各样的应用技术,还要发展一批保护隐私和公平、加强监管的人工智能治理支撑技术。
联合国助理秘书长、联合国开发计划署政策与方案支助局局长徐浩良指出,人工智能不是万能灵药,它的好坏取决于使用人工智能的人及数据基础、治理标准。“我们需要全面地看待人工智能,需要跨越国界、跨行业和跨代际的合作,来制定必要的治理框架”。他说,国际机构和国家间的合作至关重要,联合国教科文组织最近通过有关人工智能伦理的提案,得到许多成员国的支持,这是积极的一步。联合国开发计划署已做好准备,为政府和其他利益攸关方构建人工智能治理框架提供支持,让人工智能成为推动可持续发展的重要力量。
“为什么我们需要一种新的、21世纪国际合作方式来治理人工智能?”卡内基理事会资深研究员、人工智能与平等倡议联席主任温德尔·瓦拉赫认为,首先是以数字和生物革命为代表的新兴技术正在重新定义人类的意义,并且重塑世界和未来前景;二是技术速度远远快于道德和法律监督到位的速度,新的人工智能部署的绝对普遍性和速度,颠覆了行业政府、传统机构以及与人们生活息息相关的社会技术结构;三是人工智能和机器学习存在基本控制问题,作为关键系统组建部署时会构成潜在危险。
他说,建立一个合作的人工智能国际治理机制,应该是敏捷的、适应性的、预见性的、响应性的、包容性的,“但是我们应该很清楚,如果没有中国和美国的参与,所有人工智能国际治理方案都只能是幻想。如果不大力转向国际合作,我们将无法成功度过未来几十年”。
“今天社会不仅仅是外卖小哥被困在算法里,我们每个人都被困在各式各样的算法里。”清华大学智库中心主任、智能社会治理研究院院长苏竣认为,人类即将从工业社会迈向以科技进步和智能技术为基础的智能社会,人工智能技术在颠覆性地重组人类社会的同时,也给人类社会的法律隐私、道德伦理、公共治理带来诸多严峻挑战。
他说,技术是中性的,算法是无辜的,在这场人工智能掀起的人类社会巨变中,需要科学的方法研究和应对科技发展带来的种种风险、问题和挑战。“开展人工智能社会实验、探索智能社会治理的中国道路”的倡议自2019年发起以来,经过两年多努力,已在全国有序展开,实现智能技术治理与智能社会治理齐头并举,将为构建有人文温度的智能社会作贡献。
加拿大国际治理创新中心总裁罗欣顿·麦德拉指出,人工智能治理体系在数据领域,要有全球所有国家都接受的数据伦理方面的标准,包括如何搜集数据、收集谁的数据、如何储存数据、如何整合数据、如何分析数据、如何加密、如何保证数据安全、如何使用数据等,“在全球层面共同创建普遍性的标准,它需要很多很多的努力,这就是我们这个世纪的治理挑战”。针对现在越来越多的全球价值链当中,因为机器的替代,很多工作机会被失去的问题,他建议由来自不同社会、不同文化或宗教背景的哲学家组建一个全球性委员会,来思考应对和解决之策。
清华大学人工智能国际治理研究院副院长梁正表示,当前,中国人工智能发展水平已跻身世界第一梯队,也肩负着参与国际治理规则制定的职责。因此,如何助力全球社会共同构建一个平衡包容的人工智能治理体系,需要进行系统思考,开展国际对话。(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)