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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）

践行聂耳的路——朱践耳百年音乐人生******

　　作者：董 剑

　　“唱支山歌给党听，我把党来比母亲……”这首广为传唱的歌曲，自从1963年诞生以来，曾打动了无数人，激励了无数人。这首歌曲是作曲家朱践耳根据雷锋事迹谱曲而成。

　　在百年人生中，朱践耳为我们创造了一个丰富而多情的音乐世界。他的音乐人生堪称中国交响乐史的缩影。

朱践耳 上海图书馆馆藏藏书票 刘明辉/作

　　朱践耳原名朱荣实，字朴臣，安徽泾县人。从少年时代起，朱荣实就十分敬佩聂耳，喜爱他的救亡歌曲和艺术歌曲。他对家里给他取的名字中浓厚的封建意味深感不满。21岁时，他更名为“践耳”。其中的“践”字有两个含义：一是他决心步聂耳后尘，走革命音乐之路；二是想实现聂耳未能完成的志愿，去苏联留学，写交响乐。

　　朱践耳说：“聂耳如果没有走得那么早，他一定是中国的贝多芬。我改名‘践耳’，就是一心想继续走他没走完的路。”

　　朱践耳出生于天津，自幼就跟随家人迁居到上海生活。在中学时，朱践耳便对音乐产生了浓厚兴趣，开始自学钢琴等乐器，之后跟随钱仁康先生学习和声理论。1945年，在日本投降之际，朱践耳参军，因为体质差，没能去前线部队，而是留在了苏中军区文工团。当时文工团有一架手风琴，没有人会演奏，这架手风琴就成了朱践耳最趁手的武器，为战士们文娱活动做伴奏。在解放战争中，朱践耳成了军乐队的队长兼指挥，在革命大熔炉中开启了自己的艺术生涯。朱践耳写了大量讴歌革命的音乐作品，歌曲《打得好》和民族器乐合奏曲《翻身的日子》在解放区广为流传，让他一举成名。在火热的战地生活中，从小体弱多病的朱践耳身体日渐强壮起来，他曾说：“是革命给了我第二次生命啊！”

　　新中国成立后，朱践耳为北京电影制片厂和上海电影制片厂的《大地重光》《海上风暴》等电影创作音乐。1955年，朱践耳只身来到苏联，在柴可夫斯基音乐学院跟随巴拉萨年学习作曲。朱践耳的第一首管弦乐作品《节日序曲》，成为向新中国国庆十周年献礼的一部力作。

　　1960年，踌躇满志的朱践耳回到了日思夜想的祖国。第二年，他开始负责上海实验歌剧院的作曲工作。此后，朱践耳创作了很多脍炙人口的小型声乐作品。1963年，毛主席提出“向雷锋同志学习”，激起了全国亿万人民学雷锋的热潮。雷锋的精神、雷锋的品格和雷锋的事迹，伴随着学雷锋主题歌曲传遍了全国各地。

　　朱践耳就在这个热潮中创作了歌曲《接过雷锋的枪》《唱支山歌给党听》。他也是唯一一位创作了两首广为传唱的雷锋主题歌曲的作曲家。

　　1958年夏天，词作家姚筱舟创作了一首诗，这首诗在1962年被辽宁春风文艺出版社编写进了《新民歌三百首》。那时雷锋正在沈阳当兵，刚好看到这本书。雷锋很喜爱这首诗，他将这首诗抄写在自己的日记本中，还将诗的两处做了改动，一是将“母亲只能生我身”改为“母亲只生我的身”；二是将“党号召我们闹革命”改为“共产党号召我闹革命”。同年雷锋同志因公殉职后，任上海音乐学院教师的朱践耳在阅读雷锋日记时，注意到诗作前两段内容，他为雷锋的精神所打动，仅用半个小时，就为这首诗谱了曲子。朱践耳的爱人舒群回忆，朱践耳无论是创作歌曲，还是创作大部头交响乐作品，只要酝酿成熟，就没有写得慢的。“他写东西，如果没有把握就绝不会写，如果心里掌握了，写得就很快。”

　　1963年，在上海召开学习雷锋动员大会前，歌唱家任桂珍演唱了这首《唱支山歌给党听》。朱践耳也是在这一年才知道这首诗的作者是姚筱舟。

　　1975年开始，朱践耳在上海交响乐团任职，也是在这个时候开始了他的交响曲创作生涯。64岁时，朱践耳完成了第一部交响曲。1978年，朱践耳首次将悲剧题材融入交响乐创作中，管弦乐合奏曲《怀念》由此诞生。1982年，朱践耳将民间音乐素材进行加工打磨，运用少数民族特殊的音乐调性与和声谱写下交响组曲《黔岭素描》。朱践耳的创作不是凭空想象的天马行空，他在西南地区的农村生活、考察了大半年的时间。在这里，朱践耳第一次听到苗族、侗族的民族音乐，充分了解了西南地区民族音乐的风情，设身处地感受当地人的生活环境。有了这些积累，朱践耳才自信地说出：“从民间音乐的土壤里，我找到了某些现代作曲技法的‘根’。”

　　1985年至1999年，朱践耳创作了11部气势恢宏的交响曲、18部各类交响乐作品。在改革开放初期，不少作曲家对于引入西方的现代音乐还持怀疑的态度。朱践耳一直致力于将中国民族音乐元素发挥到极致。他深知，想要进步就必须接受新事物，对西方的现代音乐的合理之处必须进行吸收。朱践耳创作巅峰时期的代表作是《第十交响曲》。这部创作于1998年被命名为《江雪》的作品，将中国古琴曲《梅花三弄》和唐代柳宗元的古诗《江雪》运用到西洋音乐体裁交响乐之中。这部作品充分展现了中国的语言文化魅力，将戏曲和古诗的吟诵这两种中国传统文化结合起来，将交响乐中的民族精神展现得淋漓尽致。

　　这部作品将录音资料与乐队的现场演奏结合在一起。古琴曲《梅花三弄》是由龚一演奏并录制的，这种演奏方式不仅在中国的交响音乐历史上开了先河，还给现场的观众带来一种全新的听觉体验。在交响曲的编配中，朱践耳更是将十二音序列用“五声”性进行编排，使得整部作品充满中国传统民族音乐的风格。而这也是他所刻意追求的。这部《第十交响曲》直至今日还有很大的影响力。其原因在于，朱践耳在西方的音乐体裁中加入了中国音乐的创作思维，看似传统的编配中充满着创新的技法，他将古琴、戏曲、管弦乐完美结合在一起，琴声、人声、管弦乐的声音浑然天成。

　　朱践耳生前创作的最后一部作品是室内乐《丝路寻梦》，这部作品是他为大提琴家马友友的“丝绸之路”乐团而创作的六重奏，2008年被改编为重奏与管弦乐合奏的版本。

　　2017年，朱践耳以95岁高龄病逝于上海。在许多音乐学研究者眼中，朱践耳的音乐人生堪称传奇。他饱经岁月沧桑，人生步入花甲之年后竟还达到了创作的巅峰期，完成了11部交响曲，每一部都有其独特的音乐格调，不仅表现出作曲家个人的精神世界和情感世界，更展现了民族和时代特色。

　　“朱践耳先生是中国迄今为止创作力量最全面的作曲家，也是青年一代的楷模。他的人生轨迹可以说是中国交响乐历史的缩影。”作曲家叶小钢认为，朱践耳的创作是沟通中国音乐与西方音乐的桥梁，他的作品诠释了音乐可以有更丰富的欣赏方式。在他的创作中，音乐可以朴实地演奏民族民间旋律，也可以华丽地奏出管弦乐队的辉煌；作曲技法可以恰如其分地被排列，也可以别出心裁地体现独具一格的民族风情。

　　朱践耳创作一丝不苟，花费十年时间才创作出《第一交响曲》。他曾告诫青年作曲家，要静下心来下苦功。朱践耳的手稿永远工整清晰，别人常劝他不要花费那么多时间来写谱子。他说：“先生教的，每个符头，每根线都要对齐，连在哪里翻谱都要算好，方便指挥、演员阅读。”

　　有人认为他的作品里看不到其他作曲家的痕迹。朱践耳的作品之所以可以不着痕迹地将中国的民族性融入西方的作曲技巧中，就是因为他长期浸淫于民族民间音乐之中。正如朱践耳所说，“现代的东西要拿到生活里去核对、分辨，才会知道哪些是中的，哪些是西的”。

　　（作者单位：杭州师范大学音乐学院）

　　《光明日报》（ 2022年12月30日 16版）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）