除了雲端計算和5G,未來之城還缺哪個「基礎設施」?

機器之心發表於2020-11-30
在智慧城市 1.0 時代,因缺少統一的精準時間和空間資訊作為基準,海量終端資訊無法進行統一管理。

千尋位置的時空智慧作業系統「崑崙鏡」,是對時空能力進行排程的作業系統 。以前大家所理解的「作業系統」,是對計算能力進行排程的作業系統,比如阿里雲的飛天、Windows、iOS 等。「崑崙鏡」,是對時空能力進行排程的作業系統,排程「定位 + 地圖 + 時間」的能力。

從產業鏈角度來說,「崑崙鏡」的出現也幫助了北斗與終端應用的連線,降低北斗高精度應用門檻,推動北斗產業化程式。

11 月 24 日,第十一屆中國衛星導航年會在成都召開,這是北斗三號全球衛星導航系統建成開通後,我國舉辦的首屆大型衛星導航交流盛會。

北斗衛星導航系統是中國自主建設執行的全球衛星導航系統 ,能為全球使用者提供全天候、全天時、高精度的定位、導航和授時服務。

很多人會認為北斗主要應用就是導航,但其實也不盡然。從展會上看,北斗已經滲透進了生產生活的方方面面。和生活緊密相關的應用包括健康碼、共享單車的精準定位、用於駕駛場景的車道級導航等等,除此之外,在智慧城市、智慧園區、智慧農業等場景,北斗也在大放異彩。

這其中離不開北斗產業裡的明星企業「千尋位置」對產業鏈的推動。千尋位置提供更高精度的時空智慧能力,推進北斗高精度的大範圍應用,每年在衛星導航年會都備受關注。

千尋位置今年釋出了全球首個時空智慧作業系統「崑崙鏡」,更是獲得了《人民日報》的報導。「崑崙鏡」支援城市級大規模時空感知、計算和協同,能在廣域、統一的時空基準之上,提供高精度的實時定位、高畫質晰的動態地圖和高準確的時間同步能力,構成城市數字化和智慧化的新型基礎設施。

除了雲端計算和5G,未來之城還缺哪個「基礎設施」?

浙江德清已率先應用時空智慧作業系統,實現對城市裡各類要素數字化管理

「有了時空智慧作業系統,北斗的應用範圍不僅僅是導航,將與雲端計算、大資料、人工智慧、物聯網、5G、數字孿生等各類新技術融合,催生各類無人化、智慧化的創新應用,助力經濟社會資訊化轉型升級。」在與機器之心的交流時,千尋位置 CEO 陳金培如是說道。

可以預見的是,時空智慧將會和 5G、雲端計算一樣,成為智慧城市的「基礎設施」,為城市、行業提供智慧化轉型中提供必不可少的時空基準、感知和協同能力。

一、衝進「時空智慧」無人區,千尋位置是誰?

2015 年成立之初,千尋位置開始了一場前所未有的變革,探索雲端計算、大資料等網際網路技術與衛星導航、定位、授時技術的融合,首次在中國全境範圍內提供高精度、高可靠、實時無縫的高精度時空服務。

當時還沒有公司提出「時空智慧」的概念,但陳金培看到了數字時代數以億計的智慧裝置對於時空資訊的廣泛需求。「時」是納秒級的授時能力,可以記錄下物體位於某個點的精準的時間,「空」是精確到釐米、毫米級別的定位感知。

「這家公司(千尋位置)的真正魅力在於,你不知道別人用這個東西幹了什麼,就像愛迪生發明電燈的時候,從來沒有想過會有電冰箱、電視機。」陳金培在 2019 年接受媒體採訪時說道。

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浙江上虞應用時空智慧作業系統,開發指揮聯動執法系統實現「聰明執法」。

從技術上說,千尋位置是基於北斗衛星系統(相容 GPS、GLONASS、Galileo)基礎定位資料,利用地基增強站接收訊號,再透過自主研發的定位演算法進行大資料運算,為使用者提供釐米級定位、毫米級感知、納秒級授時的「時空智慧」服務。

五年時間,千尋位置構建了國家北斗地基增強系統「全國一張網」地基增強站的規模超過 2800 個,覆蓋除西部沙漠無人區外的全國所有地區,大體量的地基增強站為千尋位置的商業化提供了網路基礎。

陳金培表示,時空智慧服務的物件是「機器」。當我們規劃充滿機器的未來生活時,往往最容易忽略也最重要的一點就是機器對時空的感知。

比如,共享單車必須停到符合要求的範圍內才能落鎖,還要根據騎行時間計費;在自動駕駛場景中,道路交通系統必須要有一個統一的時間和空間座標,保證其上的人、車、物隨時處於一個高度精準的動態環境下;未來所有的機器協同的前提也都是資料在統一的時空基準下無縫流動。

基於這些需求,千尋位置一開始的定位就是基於雲端計算和大資料技術構建精準時空服務平臺。在過去的幾年中,公司的服務已經進入到了智慧駕駛汽車、華為手機、大疆植保無人機、哈囉單車等各種終端產品中,全球使用者接近 7 億。

二、首個城市級大規模時空作業系統「崑崙鏡」

千尋位置不斷將這種技術帶入到消費級和行業級場景中,推動甚至重構產業鏈升級。除了上文提到的汽車、無人機、手機等,還有一個需求龐大的市場是智慧城市。

城市智慧化的前提是要將城市中所有的資料打通融合。

阿里技術委員會主席王堅院士曾說過,「世界上最遠的距離是紅綠燈和攝像頭的距離。」因為他們雖然在一根杆上,但資料從來沒有打通,無法融合。

比如在某個路口攝像頭拍到一輛車,到下個路口,其實已經是 10 秒鐘之後,會發現下一個路口的攝像頭拍攝到這輛車的資料還是在同一個時間。管理者看到的就是同一時間一輛車出現在兩個路口,這成了所謂的「套牌車」。

問題就出在兩個路口的攝像頭沒有統一的時空基準。如果在攝像頭中裝入千尋位置的模組,產生的實時影片資料就會被精確的打上時間和空間的標籤。

很多城市管理者主動找到了千尋位置,希望其為城市提供時空能力。在服務城市的過程中,千尋位置也將自己的服務進一步產品化,提煉成了一個作業系統。

這就是最新發布的時空智慧作業系統「崑崙鏡」,這是全球首個支援城市級大規模時空感知、計算和協同的作業系統。

「崑崙鏡是西王母擁有的一個神器,具備穿越時空的能力。我們今天就是要把這種時空的能力交給各種各樣的人。」

除了雲端計算和5G,未來之城還缺哪個「基礎設施」?

所謂「作業系統」,可以簡單的理解成一堆硬體和軟體的組合,千尋位置將已有的能力都「封裝」進了崑崙鏡中,並且包裝了很多通用的介面、開發工具、管理工具,全部輸送給城市管理者。在城市中它是和 5G、雲端計算一樣的「基礎設施」。

三、詳解「崑崙鏡」的核心能力

「崑崙鏡」時空智慧作業系統的問世,核心在於千尋位置積累的「雲、圖、端」的全鏈路平臺能力,能將感測器、晶片、模組、演算法、終端、運營等產業鏈上下游打通,提供各種各樣的中介軟體產品。

雲是基礎的計算能力,千尋位置自主設計、研發了一臺高整合的「潛龍」伺服器,用一個機櫃將曾經需要一個機房承載的衛星接受機、交換機、防火牆以及各種網路裝置、電源裝置整合到了一起,使地基增強系統達到 99.99% 的可用率,建設和更新成本降低了 50% 以上。

端是將服務產品化,千尋位置把演算法能力、AI 能力以及更多的感測器能力都融入到了模組裡,直接以產品的形式交付給客戶。

圖是指地圖的能力,這裡有兩方面內容。首先,在過去三年中,千尋位置為地圖圖商處理了超過 800 萬公里的地圖道路資料,使其具備高精度地圖的能力,這其中的意義是「統一了地圖和定位的基準」。

以前,不同行業地圖由於標準差異,在地圖的座標系統和基準參考上存在差異。千尋位置在確保時空基礎準確的同時,實現了動態、可靠的保持與國家時空基準對齊,同時具備了與其他標準時空基準轉換的能力。

「這個事情可以看成是虛擬世界的車同軌、書同文。」千尋位置市場總監俞潔瑾解釋,「基準統一後,跨區域的資料流動才成為可能。」

另外一個圖的能力是,千尋位置可以生產出「直接可用的地圖」。傳統地圖的作用主要是導航,但在城市級別的場景中,地圖是用於「城市的資產管理」,它需要知道路燈杆、廣告牌、消防栓在哪裡,這些都可以透過千尋位置的終端裝置定位到。

除了雲端計算和5G,未來之城還缺哪個「基礎設施」?

在電網、農業巡檢場景中,千尋位置也可以做出覆蓋農田和電網線路等資訊的巡檢圖,助力自動化作業。

值得一提的是,崑崙鏡的核心技術和演算法全部自主可控,包括「潛龍」時空伺服器、大規模站網組網技術、星地一體技術、時空智慧演算法等,千尋位置本身也擁有近 500 項發明專利。

如果千尋位置只輸出單個的產品服務,後期就要有工程師一直跟進程式碼的除錯。但把很多東西工具化後,城市管理者透過配置、調整作業系統就可以解決大部分問題。

另外,部署這種作業系統後,所有的資料都會留在使用者手裡,可保護資料隱私。開發者也可以在崑崙鏡的基礎上開發他們自己的應用,千尋位置還有一個專門的開發者社群「北斗智造者計劃」。

「城市是規劃和成長相互迭代的過程,這個過程中我覺得最重要的貢獻力量就是開發者。他們可以基於基礎設施去開發很多新的能力服務新的需求。我們今天只做了其中一部分,但將來這個生態會越來越龐大。」陳金培說。

四、時空智慧給出城市智慧化轉型範本

崑崙鏡目前率先在浙江德清、浙江上虞、安徽銅陵和重慶長壽等創新城市落地。

在德清,時空能力讓高精地圖不僅具備精確的車道線資訊,還實現了攝像頭、訊號燈、交通指示牌等多種交通基礎設施的精準掛載,讓海量終端可以在統一的時空基準下實現資訊互動。

除了雲端計算和5G,未來之城還缺哪個「基礎設施」?

德清時空智慧作業系統

「崑崙鏡」會利用智慧影片流演算法進行交通事件自動檢測,然後用精準時空攝像頭完成精準位置座標上報,這樣交警智慧平臺就聯動執法無人機自主飛到現場進行畫面採集甚至喊話處理,實現交通事故的快速解決。

去年德清就對城區 18 條道路撤桶,對生活垃圾實行分類投放、收集。但之前商戶不知道收運分類垃圾的「鐺鐺車」具體什麼時候會到自家門口。「有時拎著垃圾跑出來,卻追不上『鐺鐺車』。」

現在,43 輛垃圾收運車已經全部安裝上高精度定位終端,只要開啟微信小程式,搜尋「我德清」——「線上鐺鐺車」,周邊垃圾收運車輛的數量和位置,每輛收運車的顏色及相應的收運類別都一目瞭然。

在衢州,所有 103 路公交車內部都安裝了整合千尋魔方亞米級高精度定位模組的車載終端。

當公交車進入距離路口 100 米左右的區域時,會觸發系統執行。根據車輛的準確位置,系統會判斷當前綠燈時間是否能讓公交車透過,如不能,系統會適當延長綠燈時間;如果前方是紅燈,系統還能根據實際情況自動決定,是否縮短紅燈的時間。

此外,在危房檢測、智慧執法等領域、水環境管理等領域,崑崙鏡也有很多應用。

除了雲端計算和5G,未來之城還缺哪個「基礎設施」?

國內某城市應用時空智慧作業系統,實現對水環境的智慧化管理

在企業場景中,千尋位置為南方電網廣東公司提供了北斗高精度實時定位及後處理解算專有服務系統,包含高精度地理資訊資料採集、無人機全自主巡線、三維路徑導航規劃等。

目前,廣東電網解算獲取的電網三維建模資料的里程已超 20 萬公里,已有 900 架無人機透過接入智慧電網專有服務,具備自動駕駛作業能力,作業里程已超 12 萬公里。

除了雲端計算和5G,未來之城還缺哪個「基礎設施」?

廣東電網 900 多架無人機跑在時空智慧作業系統上,實現自主飛行巡檢。

「千尋位置現在深度運營著一套系統,我們每天和使用者打交道,更貼近、更理解使用者,所以就更容易創新。」

「時空智慧作業系統」,有望給出中國智慧城市 2.0 建設的新範本。

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