徐丹作者

除了云计算和5G,未来之城还缺哪个「基础设施」?

在智能城市 1.0 时代,因缺少统一的精准时间和空间信息作为基准,海量终端信息无法进行统一管理。

千寻位置的时空智能操作系统「昆仑镜」,是对时空能力进行调度的操作系统 。以前大家所理解的「操作系统」,是对计算能力进行调度的操作系统,比如阿里云的飞天、Windows、iOS 等。「昆仑镜」,是对时空能力进行调度的操作系统,调度「定位 + 地图 + 时间」的能力。

从产业链角度来说,「昆仑镜」的出现也帮助了北斗与终端应用的连接,降低北斗高精度应用门槛,推动北斗产业化进程。

11 月 24 日,第十一届中国卫星导航年会在成都召开,这是北斗三号全球卫星导航系统建成开通后,我国举办的首届大型卫星导航交流盛会。

北斗卫星导航系统是中国自主建设运行的全球卫星导航系统 ,能为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务。

很多人会认为北斗主要应用就是导航,但其实也不尽然。从展会上看,北斗已经渗透进了生产生活的方方面面。和生活紧密相关的应用包括健康码、共享单车的精准定位、用于驾驶场景的车道级导航等等,除此之外,在智慧城市、智慧园区、智慧农业等场景,北斗也在大放异彩。

这其中离不开北斗产业里的明星企业「千寻位置」对产业链的推动。千寻位置提供更高精度的时空智能能力,推进北斗高精度的大范围应用,每年在卫星导航年会都备受关注。

千寻位置今年发布了全球首个时空智能操作系统「昆仑镜」,更是获得了《人民日报》的报道。「昆仑镜」支持城市级大规模时空感知、计算和协同,能在广域、统一的时空基准之上,提供高精度的实时定位、高清晰的动态地图和高准确的时间同步能力,构成城市数字化和智能化的新型基础设施。

浙江德清已率先应用时空智能操作系统,实现对城市里各类要素数字化管理

「有了时空智能操作系统,北斗的应用范围不仅仅是导航,将与云计算、大数据、人工智能、物联网、5G、数字孪生等各类新技术融合,催生各类无人化、智能化的创新应用,助力经济社会信息化转型升级。」在与机器之心的交流时,千寻位置 CEO 陈金培如是说道。

可以预见的是,时空智能将会和 5G、云计算一样,成为智能城市的「基础设施」,为城市、行业提供智能化转型中提供必不可少的时空基准、感知和协同能力。

一、冲进「时空智能」无人区,千寻位置是谁?

2015 年成立之初,千寻位置开始了一场前所未有的变革,探索云计算、大数据等互联网技术与卫星导航、定位、授时技术的融合,首次在中国全境范围内提供高精度、高可靠、实时无缝的高精度时空服务。

当时还没有公司提出「时空智能」的概念,但陈金培看到了数字时代数以亿计的智能设备对于时空信息的广泛需求。「时」是纳秒级的授时能力,可以记录下物体位于某个点的精准的时间,「空」是精确到厘米、毫米级别的定位感知。

「这家公司(千寻位置)的真正魅力在于,你不知道别人用这个东西干了什么,就像爱迪生发明电灯的时候,从来没有想过会有电冰箱、电视机。」陈金培在 2019 年接受媒体采访时说道。

浙江上虞应用时空智能操作系统,开发指挥联动执法系统实现「聪明执法」。

从技术上说,千寻位置是基于北斗卫星系统(兼容 GPS、GLONASS、Galileo)基础定位数据,利用地基增强站接收信号,再通过自主研发的定位算法进行大数据运算,为用户提供厘米级定位、毫米级感知、纳秒级授时的「时空智能」服务。

五年时间,千寻位置构建了国家北斗地基增强系统「全国一张网」地基增强站的规模超过 2800 个,覆盖除西部沙漠无人区外的全国所有地区,大体量的地基增强站为千寻位置的商业化提供了网络基础。

陈金培表示,时空智能服务的对象是「机器」。当我们规划充满机器的未来生活时,往往最容易忽略也最重要的一点就是机器对时空的感知。

比如,共享单车必须停到符合要求的范围内才能落锁,还要根据骑行时间计费;在自动驾驶场景中,道路交通系统必须要有一个统一的时间和空间坐标,保证其上的人、车、物随时处于一个高度精准的动态环境下;未来所有的机器协同的前提也都是数据在统一的时空基准下无缝流动。

基于这些需求,千寻位置一开始的定位就是基于云计算和大数据技术构建精准时空服务平台。在过去的几年中,公司的服务已经进入到了智能驾驶汽车、华为手机、大疆植保无人机、哈啰单车等各种终端产品中,全球用户接近 7 亿。

二、首个城市级大规模时空操作系统「昆仑镜」

千寻位置不断将这种技术带入到消费级和行业级场景中,推动甚至重构产业链升级。除了上文提到的汽车、无人机、手机等,还有一个需求庞大的市场是智慧城市。

城市智慧化的前提是要将城市中所有的数据打通融合。

阿里技术委员会主席王坚院士曾说过,「世界上最远的距离是红绿灯和摄像头的距离。」因为他们虽然在一根杆上,但数据从来没有打通,无法融合。

比如在某个路口摄像头拍到一辆车,到下个路口,其实已经是 10 秒钟之后,会发现下一个路口的摄像头拍摄到这辆车的数据还是在同一个时间。管理者看到的就是同一时间一辆车出现在两个路口,这成了所谓的「套牌车」。

问题就出在两个路口的摄像头没有统一的时空基准。如果在摄像头中装入千寻位置的模组,产生的实时视频数据就会被精确的打上时间和空间的标签。

很多城市管理者主动找到了千寻位置,希望其为城市提供时空能力。在服务城市的过程中,千寻位置也将自己的服务进一步产品化,提炼成了一个操作系统。

这就是最新发布的时空智能操作系统「昆仑镜」,这是全球首个支持城市级大规模时空感知、计算和协同的操作系统。

「昆仑镜是西王母拥有的一个神器,具备穿越时空的能力。我们今天就是要把这种时空的能力交给各种各样的人。」

所谓「操作系统」,可以简单的理解成一堆硬件和软件的组合,千寻位置将已有的能力都「封装」进了昆仑镜中,并且包装了很多通用的接口、开发工具、管理工具,全部输送给城市管理者。在城市中它是和 5G、云计算一样的「基础设施」。

三、详解「昆仑镜」的核心能力

「昆仑镜」时空智能操作系统的问世,核心在于千寻位置积累的「云、图、端」的全链路平台能力,能将传感器、芯片、模组、算法、终端、运营等产业链上下游打通,提供各种各样的中间件产品。

云是基础的计算能力,千寻位置自主设计、研发了一台高集成的「潜龙」服务器,用一个机柜将曾经需要一个机房承载的卫星接受机、交换机、防火墙以及各种网络设备、电源设备集成到了一起,使地基增强系统达到 99.99% 的可用率,建设和更新成本降低了 50% 以上。

端是将服务产品化,千寻位置把算法能力、AI 能力以及更多的传感器能力都融入到了模组里,直接以产品的形式交付给客户。

图是指地图的能力,这里有两方面内容。首先,在过去三年中,千寻位置为地图图商处理了超过 800 万公里的地图道路数据,使其具备高精度地图的能力,这其中的意义是「统一了地图和定位的基准」。

以前,不同行业地图由于标准差异,在地图的坐标系统和基准参考上存在差异。千寻位置在确保时空基础准确的同时,实现了动态、可靠的保持与国家时空基准对齐,同时具备了与其他标准时空基准转换的能力。

「这个事情可以看成是虚拟世界的车同轨、书同文。」千寻位置市场总监俞洁瑾解释,「基准统一后,跨区域的数据流动才成为可能。」

另外一个图的能力是,千寻位置可以生产出「直接可用的地图」。传统地图的作用主要是导航,但在城市级别的场景中,地图是用于「城市的资产管理」,它需要知道路灯杆、广告牌、消防栓在哪里,这些都可以通过千寻位置的终端设备定位到。

在电网、农业巡检场景中,千寻位置也可以做出覆盖农田和电网线路等信息的巡检图,助力自动化作业。

值得一提的是,昆仑镜的核心技术和算法全部自主可控,包括「潜龙」时空服务器、大规模站网组网技术、星地一体技术、时空智能算法等,千寻位置本身也拥有近 500 项发明专利。

如果千寻位置只输出单个的产品服务,后期就要有工程师一直跟进代码的调试。但把很多东西工具化后,城市管理者通过配置、调整操作系统就可以解决大部分问题。

另外,部署这种操作系统后,所有的数据都会留在用户手里,可保护数据隐私。开发者也可以在昆仑镜的基础上开发他们自己的应用,千寻位置还有一个专门的开发者社区「北斗智造者计划」。

「城市是规划和成长相互迭代的过程,这个过程中我觉得最重要的贡献力量就是开发者。他们可以基于基础设施去开发很多新的能力服务新的需求。我们今天只做了其中一部分,但将来这个生态会越来越庞大。」陈金培说。

四、时空智能给出城市智慧化转型范本

昆仑镜目前率先在浙江德清、浙江上虞、安徽铜陵和重庆长寿等创新城市落地。

在德清,时空能力让高精地图不仅具备精确的车道线信息,还实现了摄像头、信号灯、交通指示牌等多种交通基础设施的精准挂载,让海量终端可以在统一的时空基准下实现信息交互。

德清时空智能操作系统

「昆仑镜」会利用智能视频流算法进行交通事件自动检测,然后用精准时空摄像头完成精准位置坐标上报,这样交警智慧平台就联动执法无人机自主飞到现场进行画面采集甚至喊话处理,实现交通事故的快速解决。

去年德清就对城区 18 条道路撤桶,对生活垃圾实行分类投放、收集。但之前商户不知道收运分类垃圾的「铛铛车」具体什么时候会到自家门口。「有时拎着垃圾跑出来,却追不上『铛铛车』。」

现在,43 辆垃圾收运车已经全部安装上高精度定位终端,只要打开微信小程序,搜索「我德清」——「在线铛铛车」,周边垃圾收运车辆的数量和位置,每辆收运车的颜色及相应的收运类别都一目了然。

在衢州,所有 103 路公交车内部都安装了集成千寻魔方亚米级高精度定位模组的车载终端。

当公交车进入距离路口 100 米左右的区域时,会触发系统运行。根据车辆的准确位置,系统会判断当前绿灯时间是否能让公交车通过,如不能,系统会适当延长绿灯时间;如果前方是红灯,系统还能根据实际情况自动决定,是否缩短红灯的时间。

此外,在危房检测、智慧执法等领域、水环境管理等领域,昆仑镜也有很多应用。

国内某城市应用时空智能操作系统,实现对水环境的智慧化管理

在企业场景中,千寻位置为南方电网广东公司提供了北斗高精度实时定位及后处理解算专有服务系统,包含高精度地理信息数据采集、无人机全自主巡线、三维路径导航规划等。

目前,广东电网解算获取的电网三维建模数据的里程已超 20 万公里,已有 900 架无人机通过接入智能电网专有服务,具备自动驾驶作业能力,作业里程已超 12 万公里。

广东电网 900 多架无人机跑在时空智能操作系统上,实现自主飞行巡检。

「千寻位置现在深度运营着一套系统,我们每天和用户打交道,更贴近、更理解用户,所以就更容易创新。」

「时空智能操作系统」,有望给出中国智能城市 2.0 建设的新范本。
产业千寻位置智能城市时空智能
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