特大城市云架构智能位置服务平台技术年度科技报告

该课题的总体目标为在特大城市层面建设一体化的智能位置服务开放式平台,实现基于B2B的位置服务模式,为位置服务开发商提供安全的运营平台,从而实现各类移动终端的位置信息共享共通。并在此运营平台的基础上开发商业化的位置服务模式和领域,拓展导航位置服务的应用领域。依托城市定位数据解算中心,在解决持续高并发的终端定位管理技术和终端定位信息与服务开发商准实时匹配技术的基础上,突破电信级智能位置信息服务平台构建的关键技术,从而实现面向特大城市的B2B商业化服务。该课题构建云架构的电信级智能位置信息服务平台(吞吐率每秒600 000次以上,基于平台的服务开发商数量不少于100个),创新研究一种室内外位置信息的智能发布模型,实现无缝化的位置信息集成管理,并提供高效的访问接口。该课题总体进展如下所示:(1)完成了业务需求分析、总体设计、智能位置服务平台设计、室内外位置信息智能化集成管理设计。(2)北京北斗导航与位置服务产业公共平台初步形成,目前其吞吐量可以达到10万左右。(3)重点研究了课题中"终端位置信息与服务开发商准实时匹配技术、终端位置信息智能化管理技术、B2B服务开发商应用访问体系和接口技术"3个关键技术,建立了用户与开发商之间的关系,可以提供数据服务与基本GIS空间服务。(4)完成了平台各模块之间的接口规范与模块的详细设计,研究了导航与位置服务系统体系结构,完成了位置云平台设计,形成了导航与位置服务系统总体技术方案,包括导航与位置服务系统总体构架与工程实施方案:《位置云数据层总体设计方案》《位置云数据层总体实施方案》《导航与位置服务平台设计规范》《导航与位置服务平台服务接口标准》。(5)开发了导航基础地图数据与位置服务专题数据的动态迭加协议,研制了位置信息搜索与服务平台,制定了相关技术标准和规范:《导航与位置服务平台位置云数据库规范》。(6)研究了位置云服务平台的集中资源管理,形成了管理模块的设计方案《用户管理平台程序设计》。(7)该课题研究了室内地图的制图规范与技术流程,完成了室内地图数据采集、室内地图数据编码规范、室内地图配图、室内外无缝导航地图数据库建设、室内位置信息源控制点部署的空间分布规律研究等工作。     

基于位置标识社会网络构建与在线信息服务技术

室内环境模型构建与存储检索技术、移动用户室内外轨迹管理与查询技术、社会网络系统用户行为分析与信息聚合技术、社会网络复杂关系表达与结构分析技术、位置感知的社会网络信息智能推送服务技术、面向移动位置服务的增强现实人机交互技术、智能位置服务社会网络(LBSN)系统。该课题研发的总体思路是通过系列关键技术攻关,构建面向位置的基于社交网络的公共信息服务平台。计划采取技术总体体系结构设计→单项关键技术攻关→多项关键技术集成→形成单项软件原型→形成软件原型集成的技术思路。     

特大城市室内外无缝定位系统研究

随着网络环境的优化以及移动终端的普及,定位技术在物联网、军事通信以及社交网络方面都有着广泛的应用。各类LBS服务的发展现状既体现了广大人民群众在消费、社交等物质与精神两方面的需求,也是未来经济发展的重要推动力。实现上述LBS服务的前提和基础是准确、快速地对用户所处实时位置进行测定,特别是在人口稠密、高楼密布的城区环境下实现室内外高精度无缝定位。对于室外环境下的定位,全球卫星导航系统(GNSS)作为一种覆盖全球的定位手段已经得到了广泛应用。而对于室内环境,GNSS信号无法工作,无线室内定位技术逐渐成为人们关注的热点。该项目主要分为3个子课题:(1)研制城市区域室内外无缝定位信号体制与导航电文协议。(2)构建特大城市室内外定位系统。(3)研制一套以智能手机、平板电脑等为平台的移动终端三维可视化引擎和导航定位组件,都按照研究计划稳步进行中。依据项目总体技术需求,本年度开展了基于智能终端的海量三维模型数据管理和线程同步等室内精细三维模型数据调度的研究、三维实体模型辅助下的室内地形匹配与智能路径规划方法探索,以及开发了一套跨平台的智能终端三维可视化引擎系统。首先,室内外无缝定位信号体制研究已经基本完成,包括对各类室内外定位信号系统层级、传感器的界定,对各种无线定位信号特性的研究等。而对于室内定位导航电文格式设计、导航电文标准的顶层设计以及各种传输协议设计都在稳步进行中,并在中国矿业大学区域试验场进行了简单位置传输协议实现。其次,该项目根据构建特大城市室内外定位系统需要解决的信标优化部署、楼层判定、按需射频指纹采集、异构设备聚类与迁移、基于指纹相似性的地理位置聚类以及高精度定位算法等具体技术难点开展研究并提出了相应的解决方案。为了进一步提高定位精度,该项目通过理论研究和实验验证提高提出了混合高斯模型、基于公共信标集的高精度射频指纹定位算法、基于奇异值分解的射频指纹排序定位算法、基于空间相关性滤波和最小余差迭代的NLOS识别定位算法。最后,为了使室内外定位服务商用化、大众化、公共化,该项目搭建一个基于互联网的公共定位能力服务室内外定位平台。该平台由室内外定位平台、室内外定位门户、能力开放接口、手机客户端SDK等组成,是一个满足内容和应用聚合要求的业务运营管理和业务能力支撑的统一平台。     

面向主动交通安全的城市车辆在线位置服务技术

《面向主动交通安全的城市车辆在线位置服务技术》课题旨在解决我国道路交通安全矛盾的一个主要原因,使在途驾驶人员在第一时间获得前方的道路交通及环境信息,从而能在事前做出风险规避行为。本课题采用无缝定位技术和在线位置服务技术,获取路网上的动态位置及综合交通状态信息,结合道路基础地理空间信息,搭建基于车路设施协同作用的主动交通安全管理服务平台,在上海浦东新区实现20万以上用户的技术示范,解决动态交通安全服务的若干关键技术。主要研究内容包括:(1)城市车辆主动交通安全模型和综合状态信息集成研究;(2)面向主动交通安全的路域车辆集成定位技术;(3)交通安全的一体化时空数据建库与快速采集更新技术;(4)面向主动交通安全的LBS车载平台研制;(5)城市车辆在线位置服务技术综合示范应用根据2013年度的相关任务安排,5个子课题的研究分别由同济大学、武汉大学、上海交通大学、国家测绘地理信息局第一大地测量队、中国电子科技集团公司第54研究所和广东长宝信息科技有限公司承担完成,总体进展情况良好。该年度已完成得对主动交通安全模型的国内外研究态势、存在问题和研究方向的研究和探讨,并构建了事故多发与隐患路段预警模型以及基于LBS和路侧交通信息采集的实时交通冲突风险评估模型框架,将道路信息、交通状况、车辆实时行驶状况、天气情况等信息融入评估预警模型中,保证了模型的可靠性和实时性。采用UWB技术研发隧道室内定位系统,试验结果表明该技术在室内复杂区域内绝大多数区域达到分米级别的精度,足够支持隧道室内定位系统。同时,利用arcengine软件以及C#语言进行隧道室内定位系统的开发。在交通安全一体化时空数据采集、建库方面,结合现有技术和产品,自行开发了移动数据采集系统,已完成该系统的结构设计、静态道路底图数据分类和符号库设计。车载互动式终端系统构建和标准化制定已初步完成,构建了Woodpecker高可用性保障中间件,实现了一种基于呼叫中心的智能、自助车联网服务。已基本完成高精度定位终端系统的硬件系统以及相关驱动设计。在综合示范应用方面,该年度选择10个示范路口作为中期示范路口,并已采集道路的相关信息和点云数据,与浦东交警合作开发交通事件共享系统,供后期综合示范之用。     

互联网全息位置地图迭加协议与建模制图技术

通过该年度的研究,对全息位置地图的内涵、技术体系有了更清晰准确的认识,并在若干技术层面取得了进展。研究了全息位置地图的理论框架,对全息位置地图的概念、特征进行了分析,对全息位置地图的制图模型开展了研究。构建了全息位置地图的情境模型和统一数据模型,提出了活动模型、行为模型、情境信息模型组成的三层全息位置地图情境模型,建立了由活动规则、行为规则、情境信息规则组成的逐层推理机制。通过对上海试验区的数据分析,在该年度内重点研究了多种语义位置描述模型,以及信息存储数据模型,特别对室内空间数据模型进行了详细讨论。对多尺度转换、基于地图空间密度分布的网络拓扑地图变比例尺可视化、基于语义的室外场景三维重建等全息位置地图制图关键技术进行了研究,完成了室外街景全景位置数据采集总体集成、互联网位置服务信息挖掘系统的研发,设计了全息位置地图快速制图系统的总体框架与核心模块,设计并初步构建了基于移动平台的室内数据采集系统。     

基于真三维模型的室内定位系统设计

为了解决全球定位系统在大型室内场合无法给出精确定位的问题,设计了一种安卓平台下基于真三维模型的室内定位系统。基于百度地图SDK(software development kit)开发一款室外定位的电子地图软件,用于获取室内场景所在位置,再结合Unity3D游戏引擎将根据室内场景制作比例为1的模型制成可在安卓设备上运行的软件,通过虚拟现实技术及空间位置服务,实现室内定位功能。结果表明:系统具有的功能基本满足用户室内外定位需求,且系统具有定位方法直观、功能服务全面及系统搭建简单等特点,适用于一些大型的室内外公共场合,如商场、机场、博物馆等。     

地图及位置服务在地质灾害管理中的应用研究

福建省地质灾害预警信息系统是一个基于“天地图”在线地图服务的地质灾害预警平台,该文结合该项目的开展,总结了地图服务及位置服务在地质灾害预警管理中的应用方式,提出了地图及位置服务在地质灾害管理中以及相关领域中的应用思路.     

室内外定位技术坐标统一的研究

近年来,室内定位技术发展迅速,已经成为当下移动互联网时代的研究热点,室内外定位技术一体化是未来发展的趋势,如何将室内定位与室外定位协同和无缝对接是定位服务发展的关键。针对室内定位时借助辅助节点获取目标位置的事实,提出将辅助节点坐标纳入室外坐标框架的构想,从而统一室内外坐标体系,为室内外无缝定位技术提供统一的坐标体系,文章的研究为统一室内外坐标提供了参考。     

Web位置服务系统设计与实现

综合应用Ext JS、AJAX、MySQL等技术设计并实现了一个基于GPS/GPRS/Web的位置服务系统。它主要有移动终端、互联网络、数据网关、位置服务网站和电子地图等几部分组成。在系统实现过程中,为避免对特定终端的依赖,采用数据网关兼容多款终端方式接入系统;为减少电子地图对系统的侵入性,采用适配器模式调用电子地图。为解决B/S架构中实时性较差的问题,采用推送技术,将终端的位置信息推送到客户端浏览器。实践表明:它是一个能够兼容多款终端、为用户提供终端监控和导航服务的位置服务系统。     

无缝化位置信息采集技术的设计与实现

随着人类社会的进步,人们越来越关注自身的精确位置信息,以及兴趣点的定位和导航。全球卫星定位系统(GNSS)提供了有效的室外定位手段,成为很多人出行导航的必备工具。无缝化位置信息采集技术的研究顺应我国着力发展室内外无缝导航的战略需求,采用不同定位技术以达到对室内外各种定位应用的无缝覆盖,同时保证各种场景下定位技术、定位算法、定位精度和覆盖范围的平滑过渡和无缝连接,通过建立自主可控且满足多行业和公众需求的室内外无缝定位及位置综合服务系统,推动行业应用的展开和技术标准规范的建立。其中无缝化位置信息采集技术主要包括室内外空间的定位技术切换、统一数据转换和一体化的定位数据库建立。     

全国北斗地基增强系统将建

记者28日从中国兵器工业集团公司了解到,该公司与国家测绘地理信息局27日签署战略合作框架协议,双方将就进行“一张网”（位置服务）建设和“一张图”（天地图）的商业化产业推广以及共同推动北斗产业走出国门等进行合作。根据协议,双方将在以北斗为代表的现代位置服务领域和以“天地图”为平台的地理信息服务领域推进国家基础设施建设,推动位置信息和“天地图”在经济建设和公众应用方面的服务。     

导航电子地图设计与实现

移动位置服务可广泛应用于移动目标导航,军事、野外测绘、医疗等领域,是当前地理信息技术发展的一个热点。论文以电子地图和GPS定位技术为基础,研究了基于智能手持终端、掌上电脑和便携机的导航电子地图设计和实现方法,提供用户全方位、全时域空间移动位置信息服务。     

农业物联网体系架构与应用服务支撑平台

食品安全是当前我国面临的重要社会问题之一,引起社会的广泛关注。目前国内以保障食品质量安全为目标的应用系统(如猪/牛肉、酒类、牛奶等的溯源系统)已经很多,但是在使用便捷性、系统兼容性、系统可扩展性等方面存在不足之处,并且应用推广的成本有待进一步降低。该课题致力于突破农业物联网的关键技术,基于开环的网络数据库,建立开放的、标准化的、数据可信的应用服务支撑平台,为企业用户、监管用户和消费者提供可信的数据服务。所述的关键技术包含3个方面:感知层关键技术,网络层关键技术和应用服务层关键技术。在感知层关键技术方面主要研究了基于射频识别(RFID)的大容量电子标签和温湿度传感器标签、无线土壤温湿度传感器、通用传感器接口电路等;在网络层关键技术方面主要研究了基于OPENNET的农业物联网仿真平台、用于农产品流通环节的无线传感器网络技术等;在应用服务层关键技术中主要研究了农业物联网编码、对象名解析服务、可信的电子履历、食品安全数据挖掘、海量多媒体数据处理等内容。课题研发的关键技术可以实现农产品产地环境信息、流通信息和贮存信息的全程信息记录,并通过溯源机或者智能手机提供给用户查询。与传统的食品安全应用系统不同,该系统采用标准化的编码、基于Internet网络提供开放的、标准化的应用服务接口,通过与移动互联网的结合在智能手持终端上方便地向用户展示所需的食品安全信息,并且结合群智的思想提供食品安全评价信息。该课题的研究成果在江苏无锡、浙江嘉兴、山东滨州等地进行了示范验证,并且取得了积极的应用效果。     

基于车联网的智能车载终端及TSP云服务后台系统研究

通过无线通讯传输,将汽车电子CAN/LIN总线数据,传递到智能终端服务后台系统,动态进行OBD诊断;并通过(UTC)、IPv6等技术,实现车载终端数据联网长时在线,将故障信息主动反馈给驾驶者,动态干预预防事故发生;研究通信端口复用芯片和电源复用技术,降低智能车载终端的生产低成本;集成汽车电子,实现事故发生时,主动将事故车辆的位置信息通过智能车载终端发送给服务后台,以便获得准确及时的车辆和人员救援。     

基于.net的综合信息系统集成平台开发

基于.net环境的某省委党校综合信息系统集成平台开发包括总体规划、功能设计、接口设计、数据管理方案、数据库访问技术等,充分考虑系统的安全性、稳定性、高效性及良好的可扩展性,达到综合信息系统集成平台中系统集成实现简单,系统功能集成、信息集成以及实现整个系统与子系统间的无缝链接。     

百度MapAPI在气象自动站监测的应用

为了良好地提供气象自动站空间定位分布和气象资料实时监测服务,根据气象信息的特点,结合气象信息监测的要求,利用百度Map API技术,借助于visual studio开发平台和JavaScript技术,提出了基于公共地图应用接口实现气象自动站信息监测功能的构想,并且对其中的一些关键技术进行了介绍和实现。     

B/S模式下学生自助学籍服务平台的设计与应用

为提高高校学籍管理服务效率,东华大学结合现有的教务管理系统、校园一卡通系统以及云打印技术,采用B/S模式架构自主研发了自助教务服务系统,实现一套学生自助查询打印学籍信息的平台.该系统包括自助打印终端、管理控制端、数据接口等模块,学生通过登录教务网账户或刷取一卡通即可登录打印终端,完成自助打印,从而满足学生学业需求,提高教师管理工作效率,实现高校教务管理工作的数字化、信息化、现代化.     

基于OneNET平台的智能电表云服务系统设计

针对智能电表的管理和数据处理问题,基于OneNET平台设计智能电表云服务系统。该系统以智能电表作为采集终端,通过WIFI通信发送数据至云端,采用蓝牙通信方式连接手机APP,以OneNET作为云服务器代理,通过API接口连接电表并存储信息至数据库。系统中的上位机程序读取并处理数据获得电表状态、用户用电习惯曲线等信息,实现对电表的合理化管理及数据合理利用。仿真验证表明,基于OneNET平台设计的智能电表云服务系统可行有效,提高了电网的智能化程度。     

Web地图服务集成关键问题的探究

针对Web地图服务集成过程中所涉及到的坐标参考系不一致、保持图层相对地理位置不变、避免图层变形和返回图层的透明性等关键技术问题分析讨论,从而提出在服务器端对Web地图服务的GetMap参数信息表示的不同地图服务进行预处理,使之基本达到Web地图服务的有效集成．其间通过一个Web地图服务集成的实例验证了这些解决方案的可行性．     

基于B2B交易模型的ISP-AEI平台多元化盈利模式

以促进农业企业信息化集成服务平台运营交易手段电子化为出发点,建立了平台的电子商务B2B交易模型,该模型有助于商品目录管理、电子支付接口管理、物流信息管理、客户服务管理等交易服务功能的实现,充分体现了平台交易服务信息化、物流与商务融合自动化的理念,有利于平台的运营和盈利。以该模型为基础,设计了以集成服务增效为主旨的多元化盈利模式,平台运营商通过设计加工服务费、技术开发服务费、优势资源租用服务费、技术咨询服务费、信息交付服务费、广告费、会员费等多种赢利点,实现自身利润最大化、服务请求和消费者满意程度最大化的双效目标,同时增强自身服务水平和可持续发展的能力。