精准位置服务向室内空间进军——访全图通位置网络有限公司研究院院长贾蔡

当来到一个陌生城市,你首先需要做什么?毫无疑问,大多数人的答案一定是打开导航地图,确定自己和目标地点的距离以及最优路线。尤其是自北斗卫星导航系统推广应用以来,导航定位精度得到有效提升,电子导航地图成为人们出行的必备工具。然而,基于卫星导航定位系统的服务场景却无一例外存在着服务“盲区”——室内空间。每当人们进入写字楼、购物商场、地下车库等室内空间时,GNSS信号无法正常接收,导航定位软件就难免陷入“迷茫”境地。

基于聚类算法的公共交通乘客出行特征分析——以北京市为例

为掌握乘客的精细化出行需求,进而提升公共交通系统的服务品质,以北京市为例,利用智能卡数据对乘客的出行特征进行分析。首先通过数据预处理获取乘客的完整出行链,然后从出行强度、出行时间和出行空间三个维度提取乘客出行特征指标,并利用主成分分析法(Principal Component Analysis, PCA)对其进行降维处理,最后基于降维后的特征利用不同的聚类算法对乘客进行分类。研究结果显示:K-means++算法的聚类效果最佳,聚类结果包含5类具有不同出行特征的乘客群体;其中类型一乘客的出行强度较大且出行时空特征稳定性较高,具有较明显的通勤出行特征,该类型乘客人数仅占总乘客数的18.4%,但其出行量占比超过55%,由于其公共交通依赖度较高,高峰期间应作为重点保障对象;类型二主要为生活类出行乘客,其出行时空稳定性较低,应深入挖掘此类乘客的个性化生活出行需求;类型三~类型五主要为低频或偶然出行乘客。根据乘客多天的出行链,进一步挖掘类型一乘客的居住地和工作地,结果显示乘客居住地主要分布在回龙观、天通苑以及黄村等区域,工作地主要分布在国贸、中关村和望京等区域,与北京市现状相符。

全图通:构建路空一体基础设施空间数字化

建设内容有哪些?(一)路空一体化多维地图/模型信息服务体系“北斗PNT体系应下沉至现代化基础设施体系。”这是国家“十四五”规划及《2022年中国卫星导航与位置服务产业发展白皮书》中明确提出的内容。而如何瞄准现代路空一体化基础设施建设,充分挖掘其内在含义和应用范畴,核心就是对于路空一体化所涉及基础设备设施进行空间数字化,完成数据的采集-治理-融合-发布-展示。

城市轨道交通生产运营技术创新与发展关键问题

在分析城市轨道交通行业技术现状和创新趋势基础上,从顶层设计规划、新型创新体制机制建设、智慧地铁场景化建设和人才工程建设4个方面提出了城市轨道交通行业技术创新与运营生产融合发展面临的关键问题。同时,针对城市轨道交通行业技术创新重点领域,研判了以智能决策、智能服务、智能运行、智能维护和智能管理5大应用场景为核心的技术发展路径,并分别对每一领域核心内容与发展目标进行了深入论述,对于智慧地铁的建设与发展具有重要的指导意义。

基于深度学习的地铁站点环境满意度评估算法

为全面评估北京地铁乘客对站内环境的满意度,对地铁站内环境图像进行经过隐私保护处理的数据采集,通过问卷调查和随机森林算法,确定影响地铁站内环境满意度的关键指标及其权重,利用被试人员的评估数据,建立包含满意度评分的环境满意度评估数据集。通过学习环境图像与满意度评分的关系,构建深度卷积神经网络模型。为增强模型泛化性,采用迁移学习方法。在北京地铁14号线测试集上,模型评估准确率达到96%,在未经预训练的地铁7号线上迁移学习模型达到94%的准确率。实验结果表明,该模型可准确反映乘客对地铁环境在可达性、安全性、舒适性和愉悦性方面的体验,为地铁服务的优化提供有力参考。

试分析城市信息化道路交通规划设计

在城市化进度加速的背景下,城市道路交通出行问题愈来愈受到关注.为了能创造安全、环保交通环境,运用互联网智能化控制道路交通出行已成为当代城市发展主要方向.为了有效减轻城市道路交通出行问题,必须在城市管理中应用科学的办法,提升城市道路交通出行布局的合理性,有效提升城市总体发展水平.本文对城市信息化道路交通出行规划设计展开研究,以供参考.

地铁站台乘客候车区域选择行为分析与建模

在城市轨道交通运营高峰时段,轨道交通站台受大客流冲击,极易出现乘客候车分布不均现象,导致乘客上下车效率低下、秩序混乱等问题。针对乘客进入站台后的候车区域选择行为特性进行分析,从乘客、站台、环境3个方面提出乘客候车区域选择行为影响因素,并对行为影响因素进行重要度排序。基于关键影响因素,构建候车区域吸引力模型,建立基于元胞自动机的站台乘客候车区域选择行为仿真模型。分析客流到达率、乘客到各候车区域距离、各区域乘客聚集度、排队空间影响系数与候车区域利用率的关系。挖掘不同因素影响对站台候车区域利用率的影响机理,以支撑站台候车引导策略的制定和客流的精细化组织。

遥感监测在智慧地铁中的应用

城市轨道交通保护区内的工厂施工、基坑开挖、钻探挖井等活动,对地铁结构造成极大影响。以北京地铁为例,通过研究遥感监测在智慧地铁中的应用,以提高城市轨道交通保护区的违规施工监测效率、降低监测成本。充分发挥融合卷积神经网络、语义分割2种方法的各自优势,利用卷积神经网络识别建筑物,再通过语义分割提取建筑物对象轮廓,以提升建筑物提取精度。根据建筑信息识别结果、遥感影像监测结果,结合北京市地铁运营有限公司提供数据,核查北京城市轨道交通保护区周边违规施工行为,将结果整理汇总,并建立北京城市轨道交通保护区白名单数据库。

基于北斗时空体系的智慧地铁乘客服务设计与分析

由于地铁非暴露空间位置信息感知手段的限制,当前乘客在出行过程中不能享受室内外统一的导航服务。在地铁北斗定位系统支持下,可为乘客提供高精度的时空信息,从而为智慧地铁全时程服务奠定基础。在北斗时空体系下,智慧地铁乘客服务通过对乘客的全时程大数据精准画像和多要素出行链分析,能对客流进行精准预测,通过无人化客服平台与装备,为乘客提供空间地图展示、服务设备设施查找、路径规划、导航等服务,最终在客运组织中实现对乘客的高效诱导。

低轨卫星导航系统建设与应用思考

时间与空间信息是智能化建设和信息系统稳定运行的基础。全球导航卫星系统(GNSS)是提供时空信息的重要空间基础设施,在国家经济发展和社会运行中发挥着核心作用。随着导航定位技术应用的扩展,各类信息系统对时空信息的要求也不断提升,需要提高定位和授时精度、缩短定位时间、改善恶劣环境下的服务质量。在低轨巨型卫星互联网星座陆续开展建设、卫星导航相关技术持续提升的背景下,开展低轨卫星导航系统建设成为了可能。在低轨卫星导航系统建设过程中,应当面向导航定位的用户需求和应用场景开展系统建设。在广泛需求调研的基础上,根据用户特点和使用场景,实现低轨卫星导航系统的功能收敛和技术指标的确定,进而完成系统的设计、建设和运行。

地铁仿真环境下的非暴露空间鲁棒定位方法研究

导航定位作为数字经济的核心产业,对我国信息化建设和数字经济发展至关重要。地下和建筑物内等非暴露空间的环境遮挡和信号衰减,导致传统卫星定位系统无法提供可靠的定位服务。对比分析多种非暴露空间定位技术,针对弱卫星、无卫星区域,采用超宽带定位技术弥补卫星定位系统的局部覆盖不足。针对TDOA定位算法易受基站几何构型影响的问题,提出一种基于最大后验估计的TDOA定位算法。该算法利用超宽带无线电信号的高带宽和精确时间测量能力,结合基站位置和环境先验信息,通过遗传粒子群混合算法实时迭代优化,更新位置估计值,提高了基站部署的灵活性和系统的鲁棒性。

智慧地铁定位设备管理系统设计

智慧地铁设备管理系统是基于“地铁北斗定位系统首都机场线示范应用研究”项目开发的定位设备管理系统。该系统采用B/S架构,通过前后端分离的开发方法,应用node.js、MyBatis、MySQL数据库开发。通过对系统的详细分析解读,展现了系统的架构设计、数据库设计、功能设计以及部分重要功能的实现。其中,定位设备管理系统的用户分为员工、管理者、系统管理员;功能模块分为设备管理、统计查询、员工管理、系统管理等。在讨论课题研究意义的基础上,对系统整体规划进行分析展示,详细阐述系统各模块设计细节。系统通过设备维修警告操作,使管理人员更方便地管理维修配套的定位标签和基站,满足了对“人、物、料”的管理需求。

高分卫星的水环境反演建模与应用——以南漪湖为例

利用高分遥感数据反演内陆水体中的污染物,对于评价流域污染防治效果,以及确定防治措施具有重要意义。而用于预测水质参数的光谱指数,主要包括植被指数、水体指数等,是基于水质光谱特征,在遥感影像处理中,选取合适的波段组合提取的;完成提取后,再使用数学建模方法,建立光谱特征与水质参数的定量模拟预测模型。常用的遥感反演模型有波段比值模型、一阶微分模型、半分析模型、BP神经网络模型等。本研究以南漪湖为例,通过室外站点检测和室内实验,在分析水体固有光学特性的基础上,引入机器学习算法,即随机森林算法,建立基于高分系列卫星影像的湖泊水体随机森林反演模型,识别南漪湖水质时空变化特征,并对模型性能以及反演的精确度进行评价。

一种顾及TOA数据优选的抗差卡尔曼滤波室内定位方法

室内无线定位在生产、物流、监控等方面有着广泛的用途,然而受通信距离和无线通信基站拓扑结构的影响,传统的TOA室内定位算法存在精度不高和稳定性差等问题。基于此,以超宽带为研究对象,在TOA信道模式下,综合考虑超宽带精度衰减因子与定位信号强度两方面因素,提出了一种顾及数据优选的抗差卡尔曼滤波技术的室内导航定位方法。该方法首先在TOA测距的信道模式下以到达终端信号的定位信号强度值为准则,筛选出与终端通信信号较强的观测信息,剔除部分非视距误差,确保观测信息的可靠性,再以水平精度因子优化拓扑结构,选择较优的接入点构造良好的拓扑布局。最后,为有效控制异常误差的影响,提出将抗差卡尔曼滤波应用于室内超宽带测距滤波和定位解算,确保观测信息的可靠性和抗差性,模拟和实测算例验证了本文提出的算法的有效性。

基于AFC数据的地铁候车及滞留特征研究——以北京市为例

为科学分析地铁对客流的疏解能力并制定合理的运营调度计划,基于自动售检票系统(Automatic Fare Collection,AFC)和地铁运营数据,提出了一种地铁乘客候车时间和滞留次数的计算方法。首先研究了未换乘乘客和换乘乘客乘坐地铁出行的全过程,细分为进站阶段、候车阶段、乘车阶段、换乘阶段、出站阶段共5个阶段;接着基于数据驱动和判别分析法提出了乘客候车时间和滞留次数的计算方法;最后从乘客和站点两个层面分析了北京市地铁的候车特征和滞留特征。结果表明:乘客的候车时间呈现出正偏态分布,9成以上的乘客可以在6.5min内上车;各小时平均候车时间与客流量成反比,各小时滞留人数与客流量成正比,各小时滞留比例基本维持在5%左右。因此,在大城市地铁运行管理过程中,建议着重关注高峰时段大客流站点乘客的候车时间和滞留次数,避免拥挤踩踏事件发生。

“地下北斗系统”:地铁定位最优解

城市轨道交通是一种可持续的环境友好型的交通运输方式。目前,我国24个城市已开通地铁,运营里程3155Km。在建地铁城市36个,占世界运营里程约60%,规划里程约70%。但同时也存在着轨道规划不当、重复,建设管理低效和手段较为单一,高效与节能技术应用受到限制,乘车环境与人性化服务还有待完善等问题,城市轨道交通向智慧化方向发展势在必行。

北斗系统在智慧城轨中的应用与展望

围绕城市轨道交通智慧化建设和运营中开展北斗系统应用的主题,按照基础条件梳理、需求分析、应用前景展望的思路进行研究。首先,在基础条件梳理方面,从北斗系统的建设成就、功能服务与技术水平入手,介绍其应用发展情况,进而识别出北斗系统与智慧城轨融合发展的结合点;然后,根据北斗系统的服务功能,分析智慧城轨在建设和运营中对时空基准、空间数字化、高精度定位与授时3方面的应用需求;最后,以上述2点为基础,对北斗系统在智慧城轨中应用的2方面重点工作,即时空体系网络建设与关键技术突破进行规划,并对其在智慧城轨运行、维修、客服等领域的应用服务进行展望。

基于Landsat8数据和“珞珈一号”夜光数据的合肥建成区提取

以Landsat8数据和“珞珈一号”夜光数据为主要数据源,将遥感与地理信息科学技术相结合,对合肥建成区进行提取。首先将Landsat8相应波段分别与自身第8波段进行Gram-Schmidt变换处理,并对处理获取的新波段进行波段计算,获取土壤调节植被指数(SAVI)、改进的归一化差异水体指数(MNDWI)和改进的归一化裸露指数(MNDBI),分别代表植被、水体、建成区三类主要的土地覆盖类型,将三指数波段进行合成,通过监督分类获取整个合肥市的建成区分类图。最后运用“珞珈一号”夜光数据采用二分迭代法获取的建成区边界去除建成区分类图中远离城区的建成区和城区周边被错分为建成区的裸地或农田,获得精准的合肥市建成区。结果表明GS变化后的“三指数法”影像监督分类的精度有了较大的提升,可达93.39%,Kappa系数达到0.8670,同时“珞珈一号”夜光数据可有效地去除建成区周边裸地,使得精度提高到95.10%,Kappa系数也达到了0.9010。

共享卫星——从理论到实践的探索

本文明确了共享卫星概念的内涵和外延,总结了共享卫星的现状及意义,从分析需求的对象和功能出发,探讨了共享卫星在功能柔性化、在轨维护智能化和载荷芯片化方面的技术创新要求,对影响共享卫星未来发展的系统架构设计、商业模式创新、卫星技术进步和政策环境等因素进行了分析。

合肥市区33年间城市化变化轨迹对地表温度的热贡献度

随着城市化进程逐步加快,城市热岛问题严峻。探究合肥市区城市化空间分布特征与热贡献度,对缓解城市热岛加剧具有重要的理论意义。选取四期Landsat遥感影像,在Google Earth Engine(GEE)平台上利用随机森林结合三指数法对合肥市主城区1987,2000,2010和2020年的遥感数据进行土地利用分类,运用地图编码提取城市化变化轨迹,并采用单窗算法进行地表温度反演,以热贡献度法分析城市化轨迹对地表温度变化特征的影响。结果表明:(1)自1987到2020年期间,合肥市区的建设用地面积扩大了近4倍,由7.9%扩大至30.1%,耕地面积大幅度减少,由38.6%减少至18.4%。(2)33年的城市化发展,合肥市区的地表温度增温区面积的增幅为40.1%,降温区的涨幅为0.8%,地表热环境总体呈现升温趋势。(3)本研究共提取土地利用变化轨迹617条,其中城市化相关轨迹86条,选取前10条城市化轨迹分析得出合肥市区建设用地主要来自于耕地和未利用地,主要分布在城市中心周边地区及位于合肥市区东部的蜀山区。(4)合肥市33a城市化轨迹对地表温度贡献变化中,未利用地转化为建设用地贡献度增幅最高,耕地其次。