21個真實案例看5G改變的16大行業(yè)！從看病到挖礦，影響每個人

本文來源：智東西

截至 2020 年底，全球已經(jīng)在 57 個國家和地區(qū)商用了 142 張5G 網(wǎng)絡(luò)，全球 5G 終端連接數(shù)達(dá)到 2.3 億。其中中國 5G 的發(fā)展尤其令人矚目，2020 年中國累計建成 5G 基站將近 72 萬座，實現(xiàn)了重點區(qū)域的連續(xù)覆蓋，5G 終端連接規(guī)模全球占比超過了 85%。在這些數(shù)字的背后，5G 在行業(yè)市場的應(yīng)用發(fā)掘和發(fā)展也是市場焦點。5G 走向行業(yè)的核心是 ICT 的數(shù)字要素與 OT 技術(shù)的深度融合和再次升級，生產(chǎn)要素的變化驅(qū)動生產(chǎn)力和生產(chǎn)關(guān)系的變化。

未來 10 年，將是中國產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)最值得期待的 10 年。5G 技術(shù)作為驅(qū)動產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重要因素，這既是一個新的機(jī)遇，同時也存在著巨大的挑戰(zhàn)。我們欣喜的注意到行業(yè)客戶在從信息化、自動化向數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型的過程中都在積極的擁抱 5G 技術(shù)，也在思考如何利用新的連接和服務(wù)能力更好的為企業(yè)賦能，目前中國 5G 賦能行業(yè)方面的探索如火如荼，包括在商業(yè)化模式上，并取得了很多寶貴的經(jīng)驗。

一、5G智能電網(wǎng)

南方電網(wǎng)成立于 2002 年 12 月 29 日，供電范圍包括廣東、廣西、云南、貴州、海南五省區(qū)，并與越南、泰國、緬甸、老撾等國家、地區(qū)電網(wǎng)相聯(lián)。供電面積超 100 萬平方公里，供電人口達(dá) 2.54 億，占全國人口的 18.2%。

南方電網(wǎng)、中國移動、華為強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，從 2018 年開始開展了 5G+ 智能電網(wǎng)應(yīng)用創(chuàng)新，從技術(shù)到業(yè)務(wù)等方面取得重大突破。5G 為智能電網(wǎng)帶來安全隔離、高可靠的虛擬專網(wǎng)并實現(xiàn) 8 項全球第一：

▲南方電網(wǎng)8個全球第一

從頂層設(shè)計、國際標(biāo)準(zhǔn)、關(guān)鍵技術(shù)、現(xiàn)網(wǎng)試點到業(yè)務(wù)運營，全面打造 5G 行業(yè)應(yīng)用標(biāo)桿。提升電網(wǎng)自動化與巡檢的效率，節(jié)省建設(shè)成本，同時為運營商增加行業(yè)收入，建立良好的行業(yè)生態(tài)，并持續(xù)孵化商用產(chǎn)品和商業(yè)模式。三方在“發(fā) - 輸 - 變 - 配 - 用”五大電力業(yè)務(wù)應(yīng)用領(lǐng)域的 53 個場景持續(xù)探索應(yīng)用，并在廣深現(xiàn)網(wǎng)率先開通了全業(yè)務(wù)示范區(qū)，實現(xiàn)小規(guī)模試商用。計劃 2021 在中國南方五省規(guī)模復(fù)制商用。

1、行業(yè)挑戰(zhàn)

電力系統(tǒng)的流程并不復(fù)雜，從電廠發(fā)電，經(jīng)過主電網(wǎng)大容量高電壓輸送到用電中心，然后分配到千家萬戶。未來的智能電網(wǎng)將向海量連接、安全高效、末梢延伸發(fā)展，主要應(yīng)用業(yè)務(wù)場景為：

輸電領(lǐng)域：輸電網(wǎng)覆蓋面積大，既有城市的地下電纜，又有高壓線路，輸電領(lǐng)域遇到的最大問題在于其廣袤覆蓋，監(jiān)測故障非常困難，以前主要靠人力，工作效率非常低。比如南方電網(wǎng)全網(wǎng)有超過30萬公里的線路，11萬座以上的鐵塔，多年來企業(yè)一直嘗試如何用高新技術(shù)解決長線運維的問題，例如用紅外線等方式實現(xiàn)無人機(jī)探測，采用通信手段將數(shù)據(jù)傳送回來，無線高速傳輸可大幅度提高傳輸效率。5G技術(shù)可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)及時高速回傳，再通過邊緣云 AI 進(jìn)行判斷，能夠大幅度提高問題判斷的準(zhǔn)確性，大幅度提高運維效率。

變電領(lǐng)域：人們比較常見的變電站需要其具備在線監(jiān)測和移動巡檢功能，5G 能夠提高其工作效率和實現(xiàn)設(shè)備運維狀態(tài)的準(zhǔn)確判斷。

配電領(lǐng)域：面向智能電網(wǎng)發(fā)展需要實現(xiàn)海量連接、安全高效、向末梢延伸，配網(wǎng)環(huán)節(jié)面臨的挑戰(zhàn)最突出。配電網(wǎng)相當(dāng)于通信網(wǎng)絡(luò)中的接入和匯聚層，由于成本高企業(yè)自己很難實現(xiàn)全域的光纖覆蓋。目前主網(wǎng)已經(jīng)實現(xiàn)光纖覆蓋，但是電網(wǎng)末梢神經(jīng)的配網(wǎng)，目前屬于“盲調(diào)”狀態(tài)，因為數(shù)量大，光纖全覆蓋成本高、時間長、維護(hù)難（15 萬 /km）。

南方電網(wǎng)共有 30 萬個電房，這些電房感知能力和控制水平主要受制于通信手段，特別是在控制方面，難以實現(xiàn)實時控制。南方電網(wǎng)在這方面做了大量工作，例如 PMU 和差動保護(hù)等， 這些技術(shù)對通信要求高，采用 5G 技術(shù)（（10 毫秒時延和 1us 精準(zhǔn)授時等）就可以極小地控制故障范圍，并且快速恢復(fù)對用戶的供電，大大提高了用戶的供電可靠性，降低建網(wǎng)成本。

在用電方面，南方電網(wǎng)有超過 9000 萬用戶，需要進(jìn)行抄表工作。今后的發(fā)展需要分布式能源接入具有互動能力，這是 4G 滿足不了的，而 5G 就可以實現(xiàn)，為用戶創(chuàng)造價值打開了一扇門。

2、解決方案和價值

5G+AI 為電網(wǎng)提供了安全靈活的智能虛擬專網(wǎng)服務(wù)，極大的助力了南方電網(wǎng)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略。在配電場景，通過 5G 高精度授時和低時延，實現(xiàn)配網(wǎng)差動保護(hù)，降低建網(wǎng)成本50%；在輸變電場景，通過5G+AI實現(xiàn)智能巡檢，工作效率提升80倍。通過端到端切片技術(shù)和芯片加密技術(shù)，保障了電網(wǎng)業(yè)務(wù)的安全隔離。

目前已經(jīng)在廣州深圳小規(guī)模商用，并將在 2021 年廣泛推廣至南網(wǎng)五省，規(guī)模千萬級以上，社會效益、經(jīng)濟(jì)效益 50 億元以上。未來，將進(jìn)一步將 5G 推廣至用電等其他綜合環(huán)節(jié)，應(yīng)用到千萬乃至億級電力終端，有效降低停電時長，全面提升供電效率，降低人民用電成本，避免社會經(jīng)濟(jì)損失、節(jié)省電網(wǎng)運營成本。

電網(wǎng)是一張無處不在的網(wǎng)絡(luò)，需要運營商為其提供一張廣域虛擬專網(wǎng)。本項目定義了運營商廣域切片服務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)，目前南方電網(wǎng)、移動和華為已經(jīng)完成南方五省的切片頂層架構(gòu)設(shè)計，并根據(jù)不同的服務(wù)等級設(shè)計出專有切片和通用切片計費模式。未來將向其他行業(yè)復(fù)制。

5G 是南方電網(wǎng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略的關(guān)鍵技術(shù)，經(jīng)過近 3年的聯(lián)合探索，三方聯(lián)合項目工作組，針對每一個應(yīng)用場景進(jìn)行深入研究，明確網(wǎng)絡(luò)和參數(shù)如何滿足對業(yè)務(wù)場景的支持，尤其是網(wǎng)絡(luò)切片的資源分配和性能表現(xiàn)在商用環(huán)境下對于電網(wǎng)業(yè)務(wù)的支持。目前在輸 - 變 - 配 - 用等環(huán)節(jié)的小規(guī)模試點表明 5G 網(wǎng)絡(luò)能夠更好地滿足電網(wǎng)業(yè)務(wù)的安全性、可靠性和靈活性需求，帶來生產(chǎn)效率的提升和運維成本的降低。

依托國家新基建項目，南方電網(wǎng)、中國移動、華為將持續(xù)強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，采用 5G+AI+ 云助力南方電網(wǎng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。三方將持續(xù)聯(lián)手在廣州南沙和深圳打造 5G+ 數(shù)字電網(wǎng)示范區(qū)，并在南方五省規(guī)模推廣，努力推動從技術(shù)驗證到規(guī)?；膽?yīng)用，共同培育 5G+ 數(shù)字生態(tài)繁榮。

二、5G+MEC智慧商業(yè)數(shù)字孿生平臺

商業(yè)綜合體是現(xiàn)代城市商業(yè)新布局，是現(xiàn)階段典型的城市人流和零售多業(yè)態(tài)聚集地，也是暢通國內(nèi)大循環(huán)、促進(jìn)新型信息消費和推廣 5G 消費級應(yīng)用的重要布局。中國電信積極推動“門店裂變、運營聚變、銷售智變”渠道“三變”創(chuàng)新，以客戶為中心加快構(gòu)建線上線下一體化、數(shù)字化、生態(tài)化的新型營銷服務(wù)渠道體系，2020 年率先發(fā)布 5G+MEC 智慧商業(yè)數(shù)字孿生平臺，2021 年推出千家 5G+MEC 智慧商業(yè)綜合體合作計劃，加速打造數(shù)字化營銷新場景，賦能流量一站式轉(zhuǎn)化。中國電信愿與產(chǎn)業(yè)各方一道積極創(chuàng)新，共享渠道價值，共筑 5G 生態(tài)，共創(chuàng)智慧生活。

2020 年新冠疫情嚴(yán)重沖擊傳統(tǒng)商業(yè)經(jīng)濟(jì)，加速了商業(yè)綜合體數(shù)字化轉(zhuǎn)型步伐，重構(gòu)商業(yè)場景、打造線上線下深度融合的新型信息消費模式成為行業(yè)共識。中國電信率先打造全國首個 5G+MEC 智慧商業(yè)數(shù)字孿生平臺，為實體商業(yè)構(gòu)筑 5G 新基建數(shù)字能力底座。平臺依托中國電信全球領(lǐng)先的云邊協(xié)同 5G SA 網(wǎng)絡(luò)，擁有高精度點云地圖及空間三維重建等核心技術(shù)，依托自主研發(fā)邊緣計算平臺將用戶側(cè)應(yīng)用能力下沉到商業(yè)綜合體就近邊緣節(jié)點，提供低時延、高帶寬、云渲染的算力保障。

平臺現(xiàn)已落地賦能合肥萬象城、北京西單大悅城、上海正大廣場、廣州正佳廣場、蘇州吾悅廣場、杭州銀泰廣場、成都寬窄巷子、福州蘇寧廣場等 100 余家頭部商業(yè)綜合體、商業(yè)步行街和自貿(mào)港，惠及兩萬余家零售商戶，助力實體商業(yè)加速新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和數(shù)字化轉(zhuǎn)型，幫扶商戶培育擴(kuò)大線上線下融合的信息消費模式，推動客流回暖，加速消費復(fù)蘇。

1、行業(yè)挑戰(zhàn)

一方面，疫情之下商業(yè)綜合體、商業(yè)步行街客流銳減、營收受到較大沖擊，如何在做好疫情防控下提升客流和銷售轉(zhuǎn)化，實現(xiàn)營收回暖增長成為當(dāng)務(wù)之急。另一方面，面對消費升級的時代，將文化氣質(zhì)、情感內(nèi)涵、社交體驗、生活情境融入消費場景，成為重構(gòu)人與商業(yè)連接的關(guān)鍵。商業(yè)綜合體作為匹配消費者需求場景化的連接點，紛紛加速全域數(shù)字化融合創(chuàng)新。通過新技術(shù)拓展數(shù)字觸點，豐富消費場景、提升消費品質(zhì)，與用戶建立深度互動，產(chǎn)生情感共鳴和社交分享，持續(xù)提升用戶滿意度和客戶精細(xì)化運營效率。

然而目前仍存在諸多挑戰(zhàn)，如多數(shù)商業(yè)綜合體缺乏數(shù)字化運營平臺，綜合體及商戶數(shù)據(jù)未貫通，商戶客流經(jīng)營及精準(zhǔn)營銷能力弱；線上線下融合購物場景缺失，無法滿足年輕客戶消費需求，私域流量匯聚手段單一；商業(yè)綜合體實體空間較大，但空間功能未充分挖掘，沉浸式消費場景不足，活動體驗感知、迭代速度和消費轉(zhuǎn)化效率低。

5G+MEC智慧商業(yè)綜合體建設(shè)及應(yīng)用探索實踐表明，這些關(guān)鍵挑戰(zhàn)性問題的解決，亟需 5G 賦能。中國電信與頭部商業(yè)綜合體強(qiáng)強(qiáng)合作，開展千兆 5G、千兆寬帶、千兆WiFi “三千兆”網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，大幅升級基礎(chǔ)連接能力，為商業(yè)綜合體構(gòu)建“數(shù)字孿生平行世界”，在虛擬現(xiàn)實空間成功部署 5G 云 XR 數(shù)字景觀、5G 云 XR 虛擬導(dǎo)購、5G 云 XR 紅包探寶、5G 云 XR 娛樂空間、5G AI 虛擬人直播、5G+AI 大數(shù)據(jù)分析等一系列 5G應(yīng)用，為商業(yè)綜合體及商戶創(chuàng)造全新導(dǎo)流導(dǎo)購及數(shù)字化營銷場景，加速實體商業(yè)人、貨、場數(shù)字化升級，也為消費者帶來全新的沉浸式、娛樂化購物體驗。

2、解決方案和價值

5G 數(shù)字孿生空間。5G+MEC 智慧商業(yè)數(shù)字孿生平臺通過對商業(yè)綜合體等線下商業(yè)場景進(jìn)行數(shù)字孿生基座的采集重建，將現(xiàn)實空間解析再編程，建立物理空間的數(shù)字孿生世界映射，進(jìn)而在其中創(chuàng)作有趣的逛街、消費、社交、互娛體驗，消費者通過手機(jī)、平板 APP、小程序及 AR 眼鏡等 XR 交互終端，在真實場景訪問虛實融合的商業(yè)互娛平行世界，打通會員積分、品牌營銷與商業(yè)閉環(huán)，通過 XR 場景智能引擎讓線下商業(yè)可以像游戲一樣運營。

▲為商業(yè)綜合體打造 5G 數(shù)字孿生空間，通過點云地圖部署虛擬景觀道具，經(jīng)過簡單操作即可完成內(nèi)容發(fā)布

平臺基于中國電信自主研發(fā)的 MEC 平臺，在天翼云進(jìn)行“消息轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)”、“定位解算服務(wù)”部署，依托邊緣計算進(jìn)行云網(wǎng)協(xié)同，針對數(shù)字孿生平臺及豐富的 AR、VR、MR 應(yīng)用提供了低時延、大帶寬、高算力的業(yè)務(wù)保障能力；在應(yīng)用架構(gòu)設(shè)計中，基于云邊協(xié)同將 XR 云渲染、云游戲等內(nèi)容部署在 MEC 上，充分保證連接可靠性的同時降低時延和抖動，面向商業(yè)綜合體運營方實現(xiàn)大空間、定制化場景的厘米級空間定位和小時級高效規(guī)模部署，面向消費者提供極致的沉浸式、高精度、高保真、大規(guī)?；旌犀F(xiàn)實應(yīng)用，將時延從 50ms 降至 10-20ms，行業(yè)率先實現(xiàn) 5G+MEC 商用場景在公眾市場的落地。中國電信通過快速部署 5 步法，即網(wǎng)絡(luò) + 邊緣機(jī)房部署、商業(yè)綜合體和商戶整體上云、數(shù)字孿生點云地圖采集、5G 云 XR 定制化建模編輯和 5G 云 XR 各類部署落地，可實現(xiàn)一周內(nèi)完成一個新商業(yè)綜合體數(shù)字孿生建模、平臺接入落地和定制化場景部署。

5G 云 XR 數(shù)字營銷。5G 云 XR 數(shù)字營銷包括 5G 云 XR 數(shù)字景觀、5G云 XR 導(dǎo)航導(dǎo)覽、5G 云 XR 紅包探寶、5G+AI 智能停車、5G 超高清云直播，圍繞商業(yè)綜合體零售場景打造從“引流入場”到“場內(nèi)停留”再到“離場后觸達(dá)”全流程智慧解決方案，為消費者提供了全新游購體驗。5G+AI 智能停車系統(tǒng)通過 3D 掃描建模和車輛智能識別，幫助顧客停車尋車，解決停車場管理痛點，結(jié)合大數(shù)據(jù)分析實現(xiàn)精準(zhǔn)會員服務(wù)推送。消費者走近商場即可收到實時卡片推送，了解美食、停車及最新會員權(quán)益服務(wù)。中國電信 5G 未來大使將帶消費者穿越時空旋轉(zhuǎn)門進(jìn)入 XR 數(shù)字孿生平行世界。

打開店鋪 AR 導(dǎo)航導(dǎo)覽，逛街沿途隨心瀏覽千店千面的品牌視頻廣告和點評評分，掃碼商戶店招用 AR 探寶技能尋獲超值大獎，搶 AR 紅包贏取超級福利。身臨其境與中華文化、宇宙星空、海底世界、藝術(shù)長廊等 AR 虛擬景觀打卡合影。離開商場后，消費者可以通過服務(wù)號功能關(guān)注對應(yīng)商家，了解商家最新的優(yōu)惠活動信息，持續(xù)保持互動。用戶還可以足不出戶體驗 5G 云 VR 超高清帶來的云端音樂節(jié)、云端藝術(shù)周等，一切都將會是一場虛實交融的奇妙旅程。

5G 云 XR 娛樂空間。在匯集時空穿梭機(jī)、無人賽車、飛行影院等多款勁爆5G 云 VR 游戲的 5G 云 XR 娛樂空間，消費者爭相感受5G XR 技術(shù)帶來的沉浸式感官風(fēng)暴。與 AI 偶像互動熱舞，實時錄制高燃酷炫短視頻制作成視頻彩鈴；還有商業(yè)綜合體定制版行業(yè) 5G 視頻彩鈴，為綜合體運營方和零售商戶量身定制。

5G 云 XR 虛擬導(dǎo)購。通過為零售商戶實現(xiàn) 5G 云 XR 全景虛擬導(dǎo)購，用戶足不出戶利用手機(jī)便可隨時隨地享受云貨架、云櫥窗、云逛街等沉浸式購物體驗，與心儀的商品深度互動，同時還可點擊查詢每款虛擬商品實時價格、限時特惠活動、會員權(quán)益信息等，在輕松自然的娛樂環(huán)境中完成線上下單購物。

在平臺部署實踐和規(guī)模推廣中，實體商業(yè)將數(shù)字孿生空間作為線上流量入口，商戶進(jìn)行線下流量變現(xiàn)。通過基于 5G XR 應(yīng)用的數(shù)字化活動、5G 直播等數(shù)字化傳播、大數(shù)據(jù) + 人工智能數(shù)字化營銷，打造了“商業(yè)運營方 + 電信運營商 + 零售商戶 + 顧客”的 B+B+b2C 商業(yè)新模式，形成了前后向一體化的變現(xiàn)流程，持續(xù)帶來長效收益。

三個典型案例：在文旅行業(yè)，成都寬窄巷子打造 5GXR 全景寬窄，店鋪全景體驗日均人數(shù)超萬人，街區(qū)客流增幅 33%，并榮膺商務(wù)部全國示范步行街。在貿(mào)易領(lǐng)域，打造海南自貿(mào)港酒店免稅商品沉浸式購物新體驗，為中免商城降低近 15% 的運營成本，使酒店客房價上漲近 50%。

在商業(yè)地產(chǎn)領(lǐng)域，合肥萬象城打造國內(nèi)首家5G+MEC 智慧商業(yè)綜合體，全面升級數(shù)字化引流和沉浸式娛樂消費體驗，客流增幅環(huán)比提升 15%，百余戶商家營業(yè)額環(huán)比增長 30%。以上技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與應(yīng)用場景已被編入2020 年 5G 應(yīng)用產(chǎn)業(yè)方陣發(fā)布的《5G+ 五星購物中心行業(yè)白皮書》，并在加快推動 5G 在商業(yè)領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)和深度融合。

平臺 2021 年計劃賦能全國千家商業(yè)綜合體和 10 萬家零售商戶，深入探索在數(shù)字零售領(lǐng)域的應(yīng)用場景，深度融入商業(yè)運營及營銷流程，加快推動線上線下融合的信息消費擴(kuò)容提質(zhì)升級。

三、5G+智能礦山

新元煤礦隸屬于華陽集團(tuán)，煤碳年產(chǎn)量 270 萬噸，可采儲量 7.13 億噸。5G 發(fā)展伊始，華陽集團(tuán)就積極擁抱5G 應(yīng)用，希望借助這個工具，合作探索基于 5G 技術(shù)的煤炭產(chǎn)業(yè)智能化發(fā)展之路，實現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)效率、生產(chǎn)能力的變革，提高企業(yè)盈利能力，不僅如此，通過行業(yè)標(biāo)桿試點，也能從一點到面，未來推動煤炭行業(yè)裝備升級改造。

2019 年 5 月 25 日，華陽集團(tuán)、中煤協(xié)會組織多方專家召開 5G 技術(shù)礦井應(yīng)用研討會，項目啟動。2019 年 9月 5 日，華陽集團(tuán)、中國移動、華為公司成立“5G 通信煤炭產(chǎn)業(yè)應(yīng)用創(chuàng)新聯(lián)盟”，項目進(jìn)入實質(zhì)推動階段。2019人工日常巡檢多為了監(jiān)測巷道的壓力變化，煤礦部署了大量的礦壓監(jiān)測傳感器，現(xiàn)在主要采用人工抄表，效率低實時性差，如何實現(xiàn)自動抄表。

另外，煤礦中的機(jī)械設(shè)備部署有傳感器，一般每臺機(jī)械上部署幾個到十幾個，數(shù)據(jù)傳輸對網(wǎng)絡(luò)需求顯著。2020年 11 月 18 日，實現(xiàn)全國首次 5G 基站煤礦井下測試，單基站井下覆蓋距離 400 米。2020 年 4 月 29 日，華陽集團(tuán)聯(lián)合山西移動、上海山源、華為公司在江蘇常州中國煤炭科工集團(tuán)聯(lián)合獲取全國首個 5G 基站煤安認(rèn)證。2020年 6 月 18 日，5G 智慧礦山聯(lián)盟成立，山西省省長林武宣布我國首座 5G 煤礦在山西華陽集團(tuán)新元公司正式落成。

目前新元礦與山西移動合作，采用隔爆和煤安認(rèn)證的基站設(shè)備，第一期已經(jīng)部署 14 臺 RRU, 第二期部署 64 臺RRU ，為保障煤礦數(shù)據(jù)安全，還在新元礦部署了 MEC/UPF，保障數(shù)據(jù)不出園。

1、行業(yè)挑戰(zhàn)

安全生產(chǎn)：安全生產(chǎn)是煤炭企業(yè)的第一要務(wù)，針對井下生產(chǎn)環(huán)境中高瓦斯、高煤塵、水害滲水等情況，以及員工井下工作時間長、勞動強(qiáng)度大（24 小時 3 班倒）等問題，如何利用移動通信技術(shù)，改善勞動生產(chǎn)環(huán)境。

生產(chǎn)監(jiān)控難：由于井下傳統(tǒng)工業(yè)環(huán)網(wǎng)帶寬限制，傳統(tǒng)的井下監(jiān)控系統(tǒng)只能通過有線解決少量視頻上傳，但對于井下少人化甚至無人化操作所需的海量視頻上傳是“杯水車薪”。另外，在綜采面由于采煤機(jī)、電液壓支架、刮板運輸機(jī)時刻處于運動狀態(tài)，傳統(tǒng)的有線光纖經(jīng)常扭斷，如何保證視頻監(jiān)控滿足生產(chǎn)要求。

人工日常巡檢多：為了監(jiān)測巷道的壓力變化，煤礦部署了大量的礦壓監(jiān)測傳感器，現(xiàn)在主要采用人工抄表，效率低實時性差，如何實現(xiàn)自動抄表。另外，煤礦中的機(jī)械設(shè)備部署有傳感器，一般每臺機(jī)械上部署幾個到十幾個，數(shù)據(jù)傳輸對網(wǎng)絡(luò)需求顯著。

煙囪式網(wǎng)絡(luò)多：井下之前為配合不同生產(chǎn)系統(tǒng)建設(shè)了多種制式的網(wǎng)絡(luò)，如何通過一張統(tǒng)一的 5G 網(wǎng)絡(luò)承載不同類型的業(yè)務(wù)需求，同時也解決企業(yè)要求的數(shù)據(jù)不出園的安全問題。

2、解決方案和價值

基于統(tǒng)一的 5G 網(wǎng)絡(luò)，該項目目前主要開展了以下 4 個方面的 5G 應(yīng)用探索：

（1）5G 巡檢。通過 5G 連接硐室巡檢機(jī)器人，把巡檢數(shù)據(jù)、視頻、音頻信號傳送到井上監(jiān)控指揮中心，實現(xiàn)了新元礦井下變電所的無人巡檢。

（2）綜采面無人操作。60 路 4K 高清，利用“超千兆上行”大帶寬，實現(xiàn)了海量的 4K 高清視頻的回傳。

（3）掘進(jìn)面無人操作。利用 5G 網(wǎng)絡(luò)的高可靠、大帶寬、低時延的特點，通過井上對井下設(shè)備的遠(yuǎn)程控制，減少掘進(jìn)崗位人員數(shù)量。

（4）數(shù)據(jù)采集。利用礦用 NB IoT 網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)水文、瓦斯等采集信息的無線回傳，減少傳輸施工和維護(hù)難度。

由于煤炭行業(yè)安全生產(chǎn)對環(huán)境的嚴(yán)苛要求，項目組主要集中力量圍繞以下三個方面開展課題攻堅工作：

1、定制礦用 5G 基站，針對井下煤礦防爆的要求，聯(lián)合行業(yè)合作伙伴，打造全球首個 5G 礦用基站。

2、推出千兆上行特性，井下煤礦海量視頻回傳需求，與傳統(tǒng)的地面以下行為主的個人移動截然不同，井下需要大上行，華為創(chuàng)造性地研發(fā)了 1:3 配比（DL:UL），實現(xiàn)了超千兆上行，滿足井下視頻回傳需要。大上行的實現(xiàn)，已經(jīng)成為 5G 煤礦的必選項，后續(xù)將寫入到 5G 智能煤礦的標(biāo)準(zhǔn)中。核心網(wǎng)風(fēng)箏模式，大網(wǎng)斷，小網(wǎng)不斷，滿足礦山企業(yè)獨立組網(wǎng)需求。

3、迅速推出礦用 5G 終端，聯(lián)合行業(yè)伙伴快速推出基于 5G 網(wǎng)絡(luò)的井下 4K 攝像頭、 手機(jī)終端、 防爆CPE、5G通用模組、邊緣網(wǎng)關(guān)、傳感器。

▲5G+智能礦山價值

首個5G煤礦落地，堅定了5G加速能源綜改的決心，增強(qiáng)了企業(yè)應(yīng)用5G的信心，凝聚了行業(yè)5G創(chuàng)新的恒心。作為“新動能推動中國經(jīng)濟(jì)新發(fā)展”的典型案例，改變了社會對煤礦員工傳統(tǒng)工作環(huán)境的印象，煤礦工人可以在舒適的地面操作中心遠(yuǎn)程采煤，實現(xiàn)從黑領(lǐng)到白領(lǐng)的轉(zhuǎn)變。

展望未來，以 5G 為基礎(chǔ)的一張基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，結(jié)合云計算、AI 和行業(yè)應(yīng)用的綜合優(yōu)勢，多方還將持續(xù)在無人駕駛、AR 運維、精準(zhǔn)定位等方面持續(xù)探索，從井下的煤炭生產(chǎn)逐步擴(kuò)展至地面的洗煤，選煤，煤炭運輸?shù)阮I(lǐng)域，最終實現(xiàn)構(gòu)建 5G+ 智能礦井的標(biāo)準(zhǔn)體系，進(jìn)一步推動煤礦產(chǎn)業(yè)的智能化發(fā)展。

四、5G+AI技術(shù)的質(zhì)檢車間

2020 年，是 5G 規(guī)模建設(shè)的一年。江蘇移動從本省實際出發(fā)，在工業(yè)制造領(lǐng)域積極探索“5G+ 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用”。江蘇省有發(fā)達(dá)的制造業(yè)產(chǎn)業(yè)集群，但也存在生產(chǎn)效率難提升，數(shù)字化水平不足，生產(chǎn)安全難保障等痛點。江蘇移動以 5G 網(wǎng)絡(luò)為基石，工業(yè)智能應(yīng)用為切入點，已拓展了 200 多個 5G 垂直行業(yè)項目，其中與 72 個行業(yè)客戶聯(lián)合開展了“5G+ 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”的探索。中國移動通信江蘇有限公司常州分公司（以下簡稱“常州移動”）聯(lián)合常州微億智造科技有限公司（以下簡稱“微億智造”）和中興通訊，打造 5G+AI 質(zhì)檢示范車間端到端方案，成功在江蘇精研科技有限公司落地。

1、行業(yè)挑戰(zhàn)

江蘇精研科技有限公司，是一家專業(yè)的金屬粉末注射成型（MIM）產(chǎn)品生產(chǎn)商和解決方案提供商，是國內(nèi) MIM行業(yè)內(nèi)首家上市公司，主營業(yè)務(wù)為消費電子領(lǐng)域和汽車領(lǐng)域提供高復(fù)雜度、高精度、高強(qiáng)度的定制化 MIM 核心零部件，為該細(xì)分行業(yè)排名第一的企業(yè)。公司重視產(chǎn)品技術(shù)研發(fā)，副總裁鄔均文先生參與完成的“高性能特種粉體材料近終形制造技術(shù)及應(yīng)用”項目榮獲 2019 年度國家技術(shù)發(fā)明二等獎。公司產(chǎn)品現(xiàn)已最終應(yīng)用于微軟、Fitbit、三星、VIVO、OPPO、聯(lián)想和本田等國內(nèi)外知名消費電子和汽車品牌。

在精研科技實際生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，3C 產(chǎn)品零部件質(zhì)檢部分的工作需要投入大量的人力，客戶對品質(zhì)要求嚴(yán)格，每個零部件需要人工借助工業(yè)電子顯微鏡，耗費 30 秒至 1分鐘才能完成質(zhì)檢，為此精研在質(zhì)檢車間投入近 3000 名工人，占全廠總?cè)藬?shù)二分之一，每月支出的人工成本超過2500 萬元。而對于整個制造企業(yè)而言，工業(yè)質(zhì)檢領(lǐng)域一直面臨人工檢測質(zhì)量不穩(wěn)定、招工難、留人難、培訓(xùn)難、成本高等難以解決的痛點。尤其在 2020 年新冠疫情的形勢下，招工尤為困難，另一方面企業(yè)面臨著蘋果等品牌天量訂單交付的壓力，如果不能按時交付，將會面臨巨額的賠款。

為此，常州移動、微億智造和中興通訊等單位進(jìn)行聯(lián)合創(chuàng)新，立項開發(fā)“5G+AI 缺陷檢測”解決方案。本項目依托微億智造在國內(nèi) AI 缺陷檢測領(lǐng)域領(lǐng)先的技術(shù)優(yōu)勢，聯(lián)合常州移動和中興通訊在精研科技質(zhì)檢車間部署5G+MEC 專用網(wǎng)絡(luò)，共同開發(fā) 5G+AI 質(zhì)檢機(jī)產(chǎn)品、打造5G+ 工業(yè)大數(shù)據(jù)云平臺，形成端到端解決方案，服務(wù)于制造企業(yè)質(zhì)檢，不斷提升工作效率。

2、解決方案和價值

5G+AI 質(zhì)檢端到端方案。微億智造是一家專注于研發(fā)工業(yè)視覺質(zhì)檢和工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺的公司，在國內(nèi) AI 質(zhì)檢領(lǐng)域具備領(lǐng)先優(yōu)勢。江蘇移動常州分公司與生態(tài)合作伙伴微億智造科技有限公司一起，通過深入精研科技生產(chǎn)車間調(diào)研，提煉質(zhì)檢需求。項目為精研科技定制開發(fā)的 AI 質(zhì)檢機(jī)，整合了工業(yè)相機(jī)，機(jī)械臂，PLC（可編程邏輯控制器）等元器件。AI 質(zhì)檢機(jī)連續(xù)拍攝多張超高清照片，傳輸?shù)?AI 算力平臺進(jìn)行圖像檢測并給出檢測結(jié)果。AI 算力平臺基于圖像識別技術(shù)，模擬生產(chǎn)線工人表面檢測工序，通過樣本進(jìn)行機(jī)器學(xué)習(xí)，2000份數(shù)據(jù)樣本的情況下可以達(dá)到 99.96% 查全率，質(zhì)檢效率是人工的 30 倍左右。

質(zhì)檢機(jī)回傳多張高清照片到AI算力平臺， 根據(jù)照片數(shù)量不同，需要網(wǎng)絡(luò)提供的上行網(wǎng)絡(luò)速率在150 ～ 300Mbps，傳統(tǒng)基于 2.6GHz 的 4G 移動網(wǎng)絡(luò)，由于上行時隙配比較小，不能滿足質(zhì)檢機(jī)需求。中興通訊根據(jù)實際業(yè)務(wù)需求，設(shè)計了 5G+MEC 專網(wǎng)方案。中國移動擁有 4.9G 100MHz 頻譜資源，適用于專網(wǎng)部署。

另一方面，行業(yè)專網(wǎng)通常對上行速率要求遠(yuǎn)高于下行速率，通用的 2.5ms 雙周期幀結(jié)構(gòu)，上行時隙占比低，不能很好滿足需求。針對這種超大上行的應(yīng)用場景，中興通訊研發(fā)實現(xiàn)了 2.5ms 單周期，3U1D 的時隙配比的 4.9G 基站版本，大大增強(qiáng)了上行傳輸速率，單用戶峰值速率達(dá)700Mbps，滿足質(zhì)檢機(jī)的上行速率需求。

在 AI 算力平臺側(cè)，中興通訊提供了增強(qiáng)型一體化MEC 邊緣云方案，邊緣云系統(tǒng)基于 NFV 標(biāo)準(zhǔn)三層架構(gòu)進(jìn)行擴(kuò)展，采用由多樣化硬件和異構(gòu)開放、輕量化管理的基礎(chǔ)平臺層、核心能力層和業(yè)務(wù)應(yīng)用層組成的全棧式融合架構(gòu)，與云端協(xié)同，提供邊緣計算服務(wù)。

邊緣網(wǎng)絡(luò)云可在邊緣位置提供計算、網(wǎng)絡(luò)、存儲、加速、安全等全面的云計算服務(wù)，并為網(wǎng)元、互聯(lián)網(wǎng) /IT 應(yīng)用等提供部署、調(diào)度、運行等穩(wěn)健的基礎(chǔ)環(huán)境，可降低響應(yīng)時延、減輕云端壓力、降低帶寬成本，滿足多樣化的邊緣應(yīng)用場景。質(zhì)檢照片流數(shù)據(jù)本地轉(zhuǎn)發(fā)，不需要繞行大區(qū) 5G 核心網(wǎng)，保證企業(yè)數(shù)據(jù)的安全。另一方面，MEC提供強(qiáng)大的CPU，GPU算力，滿足 AI 算力平臺運行。

一期項目成效：智能化升級價值初現(xiàn)，前景廣闊。5G+AI 質(zhì)檢系統(tǒng)一期項目落地運行后，商業(yè)價值逐步顯現(xiàn)。第一，質(zhì)檢工作效率有了近 30 倍提升，單臺質(zhì)檢機(jī)可以取代 30 個工人，可以節(jié)約大量的質(zhì)檢人工支出，同時也能解決招工難，人工質(zhì)檢不穩(wěn)定的難題。整套系統(tǒng)的投資當(dāng)年就可以收回成本，之后將持續(xù)創(chuàng)造價值。

精研科技質(zhì)檢車間項目抓住了金屬粉末注射成型（MIM）行業(yè)質(zhì)檢流程中用工難，招工難的痛點，深度融合 5G+AI 新技術(shù)，將 5G 的大帶寬、低時延的特性充分發(fā)揮，實現(xiàn)了 AI 質(zhì)檢機(jī)算力上云，大大節(jié)省了單機(jī)成本，為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)給予了有力賦能。同時 5G+AI 的質(zhì)檢車間為企業(yè)節(jié)省了大量的用工支出，良好的投入產(chǎn)出比使得企業(yè)有意愿跟合作伙伴簽訂合同，最終實現(xiàn)多方共贏。一期項目總共投產(chǎn) 22 臺質(zhì)檢機(jī)，累計可替換工人 600 個左右，當(dāng)年即可回收投資。

從一期項目開始，微億智造對于質(zhì)檢的瑕疵圖片進(jìn)行了大數(shù)據(jù)的實時分析，后續(xù)還將通過產(chǎn)品缺陷數(shù)據(jù)與生產(chǎn)參數(shù)建立關(guān)聯(lián)，反向調(diào)整各項生產(chǎn)工藝。例如對注塑成型環(huán)節(jié)的模具尺寸公差進(jìn)行精密調(diào)整，提升模具精度，減少經(jīng)驗總結(jié)與后續(xù)計劃損耗。對燒結(jié)階段溫度、壓力等工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化建議及分析，提高產(chǎn)品的良品率。通過 AI 對大量樣本的訓(xùn)練，進(jìn)一步優(yōu)化生產(chǎn)工藝模型，相信在未來二，三期項目實施后，將為客戶帶來更大的價值。

此外，常州市鐘樓區(qū)政府與江蘇移動、微億智造共同搭建5G+工業(yè)大數(shù)據(jù)云平臺，平臺主要由“制造執(zhí)行大腦”、“彈性算力平臺”兩部分構(gòu)成。計劃在未來幾年，為更多的生產(chǎn)制造企業(yè)會提供“彈性算力”的能力。企業(yè)無需購買任何設(shè)備，無需支付后續(xù)的維護(hù)升級費用，算力按需使用，費用按需支付，使得更多的中小企業(yè)也能用得起。同時結(jié)合中興通訊提供的 5G 技術(shù)，為生產(chǎn)企業(yè)提供更快捷方便的彈性算力輸出，降低生產(chǎn)企業(yè)使用人工智能及大數(shù)據(jù)技術(shù)的成本，加快企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級。

五、5G+智能制造

5G+智能制造項目主要在美的集團(tuán)微清事業(yè)部展開。廣東美的廚房電器制造有限公司（微清事業(yè)部）位于馬龍的生產(chǎn)基地，規(guī)劃總占地面積 50 萬平方米，建筑面積 42萬平方米，員工數(shù)量超過 9000 人，主要生產(chǎn)微波爐、大烤箱、小烤箱、蒸汽爐等產(chǎn)品群，現(xiàn)有總裝線 59 條，年產(chǎn)能超過 4000 萬臺，2019 年實現(xiàn)營業(yè)收入 129 億元。

項目主要面向美的微清事業(yè)部在柔性生產(chǎn)中面臨的產(chǎn)線升級改造問題進(jìn)行服務(wù)，整個項目共分為三個階段建設(shè)實施：

▲美的集團(tuán)5G項目三個階段

1、行業(yè)挑戰(zhàn)

企業(yè)柔性制造需求較大，產(chǎn)線調(diào)整頻繁，設(shè)備技改及生產(chǎn)能力提升過程中會頻繁發(fā)生產(chǎn)線、設(shè)備、物流布局的變動，網(wǎng)絡(luò)部署也要隨之改動，涉及的網(wǎng)絡(luò)變動建設(shè)費用投入超過 600 萬 / 年。

采集密集的產(chǎn)線、設(shè)備機(jī)臺區(qū)，WiFi 網(wǎng)絡(luò)易掉線，跨 AP 切換掉線嚴(yán)重，業(yè)務(wù)系統(tǒng)采集、刷新速度慢，用戶體驗不好。

▲智能制造業(yè)務(wù)痛點

2、解決方案和價值

2020年6月起，項目針對美的微清事業(yè)部生產(chǎn)園區(qū)內(nèi)智慧倉管/物流、5G的云化PLC、園區(qū)安全監(jiān)控、生產(chǎn)巡檢機(jī)器人、5G 機(jī)器視覺 AI、5G 產(chǎn)線設(shè)備 AR 輔助、掃碼槍管理、生產(chǎn) MES 看板、生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集管理等業(yè)務(wù)場景進(jìn)行深入研究，并根據(jù)場景需要進(jìn)行 5G 網(wǎng)絡(luò)覆蓋，開展以上新應(yīng)用場景的 5G 工業(yè)運用。

智慧倉管 / 物流。美的成品倉貨架共有五層，需高位叉車用于貨品的上架、下架，現(xiàn)有 20 多臺高位叉車。因貨物運輸頻繁，每臺高位叉車需與 WMS（倉儲管理系統(tǒng)）進(jìn)行信息交互。叉車上配置定制化 PC 終端，通過 5G 網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)叉車作業(yè)系統(tǒng)與WMS 通信，實現(xiàn)物流調(diào)度信息的實時同步。

倉庫內(nèi) AGV 路徑：從注塑車間到車間內(nèi)的倉庫，從倉庫到車間門口，共需 AGV11 臺。原使用企業(yè)內(nèi)的 WiFi 需認(rèn)證，同時考慮隔離，當(dāng)前針對每個項目均獨立部署一套WiFi 局域網(wǎng)絡(luò)，并不便于 AGV 設(shè)備大范圍、跨區(qū)域調(diào)配。目前應(yīng)用 5G 網(wǎng)絡(luò)，支撐 AGV 到調(diào)度系統(tǒng)服務(wù)器的實時信息同步（小車任務(wù)下發(fā)指令，小車狀態(tài)管控，信息反饋），使 AGV 小車全作業(yè)區(qū)域運行具備先決條件。

▲倉庫內(nèi) AGV 路徑

基于 5G 的云化 PLC。當(dāng)前 PLC 現(xiàn)狀“一高兩難“：布線成本高，運維困難，工業(yè)控制協(xié)同難。以碼垛機(jī)為例一層樓只有 2 個碼垛機(jī)線，一出問題，導(dǎo)致整個生產(chǎn)停下來；5 個大機(jī)柜，工控 PC 機(jī) 4 臺，連線復(fù)雜，成本高，散熱困難，不敢關(guān)門；PLC-SCADA-MES 多級架構(gòu)交互復(fù)雜，編程和調(diào)試都困難，容易出問題。

現(xiàn)在通過云化PLC，實現(xiàn)“無線自動化產(chǎn)線”，解決“一高兩難”。無線化產(chǎn)線：布線簡單，成本低，占用空間?。划a(chǎn)線調(diào)整快：根據(jù)業(yè)務(wù)需求，快速調(diào)整產(chǎn)線布局；業(yè)務(wù)協(xié)同簡單：云端統(tǒng)一 PLC 編程，效率高，數(shù)字化。

5G+ 園區(qū)安全監(jiān)控?，F(xiàn)有園區(qū)監(jiān)控固定回傳成本高：采用視頻光端機(jī) + 裸光纖或 XPON+ 光貓方式，12 芯光纜每公里平均 8-10 萬元，其中挖溝成本 3 萬元左右，節(jié)點擴(kuò)展不靈活；PoE 供電在線率低，維護(hù)成本高；現(xiàn)有4G 上傳帶寬有限，難以支撐多路高清視頻應(yīng)用。

通過 5G+ 云實現(xiàn)了監(jiān)控能力提升，具有如下價值：無線方式，可以隨需部署視頻監(jiān)控節(jié)點，包括移動監(jiān)控等模式；5G 提升上行帶寬，支撐高清視頻、更精細(xì)視覺識別等應(yīng)用；云存儲、GPU 等云服務(wù)能力支撐海量數(shù)據(jù)存儲、視頻 AI 分析。

▲5G+ 園區(qū)安全監(jiān)控

5G 生產(chǎn)巡檢機(jī)器人。美的微清制造園區(qū)占地 50 萬平米，廠區(qū)每次巡邏需30 分鐘，夜晚或節(jié)假日期間，保安人員收到警報后需在最短時間內(nèi)趕到現(xiàn)場確認(rèn)警報真實性。工作量大；制造車間的生產(chǎn)設(shè)備和物流設(shè)備眾多，需要定期安排巡檢人員到各個制造車間現(xiàn)場巡檢和維護(hù)，確保生產(chǎn)線和物流線的各類問題及時解決，潛在運行故障風(fēng)險及時排除；另外，家電制造車間面臨噪音大、異味、高溫、空間狹小、設(shè)備多而復(fù)雜，視覺環(huán)境差、作業(yè)面積廣等問題。

通過集成 5G 的巡檢機(jī)器人實現(xiàn)了移動部署，利用巡檢機(jī)器人代替工人對產(chǎn)線運行情況進(jìn)行巡檢，節(jié)省人力，同時可以保證 7*24 小時全天候巡檢，提升車間故障解決效率，避免惡劣生產(chǎn)事故發(fā)生。

5G+ 機(jī)器視覺 AI。根據(jù)產(chǎn)品工藝要求，微波爐底板螺釘、微波爐面板沖壓件有機(jī)器視覺質(zhì)檢要求，微波爐面板沖壓件壓制后，需對沖壓件的外觀進(jìn)行檢查，當(dāng)前采用的是前后左右和頂部各放置一個相機(jī)進(jìn)行視覺檢查，目前存在人工周期抽檢（30 分鐘 / 次）質(zhì)量無保障、不良返修率高（日均 @300-500PCS/2萬）、高報廢率（抽檢期間沖壓問題易批量報廢）、工控機(jī)貴（本地AI計算機(jī)貴@1W5/點）等場景業(yè)務(wù)痛問題。

通過5G網(wǎng)絡(luò)，可以滿足產(chǎn)線機(jī)器視覺檢測的以下要求：帶寬要求：根據(jù)節(jié)拍速率、照片大小、數(shù)據(jù)傳輸、云端處理時間等因素計算得出，5 個工業(yè)相機(jī)檢查圖像信息實施傳輸（12MB+7MB*4=40MB=320Mb，假設(shè) 0.5s 傳輸完成，上行帶寬需求 =640Mbps，通過疊加視頻視頻算法后需要 150Mbps）；

MEC 處理能力要求：假設(shè) AI 圖像推理計算時間為0.1s，MEC 上 GPU 算力需求要相應(yīng)匹配；可靠性要求高。

▲5G+ 機(jī)器視覺 AI

基于 5G 的 AR 輔助點檢。美的集團(tuán)微清事業(yè)部生產(chǎn)設(shè)備需定期點檢，確保隱患和缺陷能夠得到早期發(fā)現(xiàn)、早期預(yù)防、早期處理。

點檢工作覆蓋各個車間，每天例行進(jìn)行兩次。點檢項目多（如鈑金車間，設(shè)備 80 多臺，每臺設(shè)備點檢項 10 多個，共有 800 多個點檢項目），細(xì)節(jié)多，容易錯檢、漏檢；

點檢且存在環(huán)境惡劣、安全風(fēng)險高、易疲勞問題，容易出現(xiàn)點檢員疏忽或者隨意應(yīng)付的情況；

點檢過程和結(jié)果基于傳統(tǒng)工單，無流程記錄，難以取證。

基于 5G 的 AR 點檢實現(xiàn)了流程化和數(shù)字化：在每個點檢項目位置貼條形碼，AR 眼鏡掃描條形碼后，AR 眼鏡顯示該點檢位置的所有點檢項，以及每個點檢項的描述、正常狀態(tài)的圖像，聲音提示等。點檢過程中，AR 眼鏡在作業(yè)過程中解放雙手并可以進(jìn)行第一視角的視頻和圖片實時上傳記錄。通過以上手段從而實現(xiàn)點檢的全流程標(biāo)準(zhǔn)化和數(shù)字化管理。

5G 低時延確保相關(guān)顯示信息的實時反饋，大帶寬確保相關(guān)點檢視頻實時上傳。

基于 5G 的 AR 機(jī)器維修輔助。磁控管是微波爐的核心器件，磁控管廠的生產(chǎn)制造大量依賴于自動化設(shè)備。自動化設(shè)備故障率高（各類設(shè)備一天內(nèi)故障的總數(shù)為 40 次），在晚上或周末時間，由于值班工程師數(shù)量有限，且同時負(fù)責(zé)其他工作內(nèi)容，產(chǎn)線工人缺乏快速有效的指導(dǎo)對故障進(jìn)行快速恢復(fù)，導(dǎo)致停線，影響生產(chǎn)效率。

現(xiàn)場問題 / 故障處理成本高時效性差：專家資源有限，無法快速滿足現(xiàn)場支撐需求，且相應(yīng)及時性差，現(xiàn)場人員無法及時準(zhǔn)確獲取被巡檢設(shè)備的實時狀態(tài)，同時專家到現(xiàn)場的差旅成本高，占用專家資源時間長。

5G AR 遠(yuǎn)程維護(hù)指導(dǎo)應(yīng)用場景主要是產(chǎn)線工人佩戴AR 眼鏡，將現(xiàn)場情況和設(shè)備情況第一視角傳到不在現(xiàn)場的工程師，工程師實時看到現(xiàn)場畫面，可通過實時標(biāo)注方式，協(xié)助指導(dǎo)問題快速解決。相關(guān)數(shù)據(jù)實時上傳記錄，工程師可實現(xiàn) 1 對多的支持。

六、5G智慧工廠

華菱湘鋼始建于 1958 年，產(chǎn)品涵蓋寬厚板、線材和棒材三大類 400 多個品種，具備年產(chǎn)鋼 1400 萬噸的綜合生產(chǎn)能力。目前已經(jīng)發(fā)展成為了湖南單體規(guī)模最大的國有企業(yè)，也是全球最大的寬厚板制造基地。

華菱湘鋼擁有鋼鐵全流程的先進(jìn)技術(shù)裝備和生產(chǎn)工藝，但在效率提升和降低能耗方面都遇到了瓶頸，同時鋼鐵廠的高溫高危環(huán)境也讓年輕人不愿意進(jìn)入鋼鐵廠工作。為進(jìn)一步提升生產(chǎn)力、降低能耗、改善工作環(huán)境，并提高員工的工作幸福感和獲得感，華菱湘鋼下定決心要充分利用 5G、AI、大數(shù)據(jù)、云計算等 ICT 技術(shù)進(jìn)行全流程、全業(yè)務(wù)的數(shù)字化升級，打造鋼鐵行業(yè)的智能工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺。

一方面推動華菱湘鋼的高質(zhì)量發(fā)展，另一方面也推動鋼鐵行業(yè)向智慧鋼鐵、綠色鋼鐵方向發(fā)展。

2019年9月，湘鋼、湖南移動、華為公司“擁抱 5G時代，共建智慧工廠”合作協(xié)議簽約儀式在湘鋼舉行。湖南移動為湘鋼實施“三大基礎(chǔ)工程”，建設(shè)“三大智慧平臺”，打造跨界合作智慧工廠標(biāo)桿案例。2020 年 6 月，湘鋼、湖南移動、華為公司三方在五米板廠二期項目中繼續(xù)探索 5G 應(yīng)用，充分證明了行業(yè)客戶對 5G 在鋼鐵行業(yè)發(fā)揮的現(xiàn)實作用的認(rèn)可，以及未來持續(xù)提升行業(yè)效能創(chuàng)造價值的信心。

1、行業(yè)挑戰(zhàn)

華菱湘鋼的主要生產(chǎn)線基本實現(xiàn)了自動化，但如果要進(jìn)一步推進(jìn)智慧鋼廠的建設(shè)，受制于生產(chǎn)廠區(qū)范圍大、生產(chǎn)環(huán)境苛刻、電磁屏蔽嚴(yán)重，傳統(tǒng)無線信號存在干擾導(dǎo)致傳輸丟包嚴(yán)重，無法滿足目前對網(wǎng)絡(luò)帶寬和實時性的要求，導(dǎo)致很多作業(yè)還是需要人工進(jìn)行操作，推進(jìn)智慧鋼廠的5G智能制造建設(shè)已迫在眉睫。針對鋼鐵生產(chǎn)過程的特點，5G+ 行業(yè)智慧改造重點關(guān)注以下幾方面：

一線操作自動化/無人化：鋼鐵生產(chǎn)流程中有很多崗位，環(huán)境惡劣、強(qiáng)度大、高溫危險。對于這些操作崗位，實現(xiàn)機(jī)器替人，或者無人化，對于安全、人文關(guān)懷等方面都是有益的。

連接未連接：冶金核心設(shè)備對于生產(chǎn)的安全性和穩(wěn)定性極為關(guān)鍵，常規(guī)采用的定修點檢制，既降低了生產(chǎn)效率又增加了檢修人員的工作強(qiáng)度。受限于傳統(tǒng)安裝條件和帶寬所限，一些震動、旋轉(zhuǎn)設(shè)備上并沒有安裝傳感器，或者傳感器信息量較少。若在核心設(shè)備都裝上傳感器，多設(shè)備的實時工作狀態(tài)、參數(shù)都上平臺進(jìn)行集中監(jiān)控，點檢員可以通過手機(jī)等設(shè)備時時檢查，及時準(zhǔn)確了解設(shè)備的工作狀態(tài)。

網(wǎng)絡(luò)連接是工廠數(shù)字化、智慧化的前提：連接由有線為主向無線為主過渡，由多種接入方式整合為以 5G+ 光纖共存的模式為主，共同打造低時延、高可靠的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)。連接是實現(xiàn)全要素各環(huán)節(jié)深度互聯(lián)的前提。

2、解決方案和價值

2019 年，項目首先在五米寬厚板廠區(qū)范圍室外、室內(nèi)轉(zhuǎn)爐主控樓、煉鋼廢鋼跨和渣跨區(qū)域?qū)崿F(xiàn) 5G 全覆蓋。通過攝像頭的高清視頻傳輸和 PLC 之間控制信號數(shù)據(jù)傳輸，優(yōu)先開展了幾種應(yīng)用場景的驗證，例如遠(yuǎn)程 / 無人天車的操控、高危區(qū)域高清視頻監(jiān)控。2020 年，在一期的基礎(chǔ)，又增加了多元數(shù)據(jù)的采集、基于 AI 機(jī)器視覺的質(zhì)檢等幾種應(yīng)用。

5G+ 智慧天車。天車集裝卸、搬運、運輸功能于一身，是鋼鐵生產(chǎn)最主要的設(shè)備之一，也是決定鋼廠高效運轉(zhuǎn)的關(guān)鍵因素。天車經(jīng)常運行在廠房內(nèi)的高空，過去需靠人工在天車操作室里操作，不但效率低，且工作環(huán)境惡劣、危險。為了提高效率，消除作業(yè)風(fēng)險，發(fā)展無人化天車系統(tǒng)已是必然趨勢。

在無人天車遠(yuǎn)程操控中，通過天車上安裝的 3D 掃描儀、測距儀、編解碼器和多個高清攝像頭，結(jié)合激光 3D輪廓掃描技術(shù)，獲取周邊物料、車輛、車斗高度及裝卸位置信息畫面，通過超大帶寬超高速率超低時延的 5G 網(wǎng)絡(luò)實時將數(shù)據(jù)傳輸至服務(wù)器端，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理并建立三維模型，計算出動作指令集，下發(fā)給天車執(zhí)行，實現(xiàn)天車無人化自動裝載運輸。

5G 天車遠(yuǎn)程操控可解決工業(yè) Wi-Fi 覆蓋及容量不足、抗干擾能力差、光纖鋪設(shè)困難、成本高、維護(hù)復(fù)雜等問題，同時極大改善了職工的工作環(huán)境，顯著提高人工勞效。

5G+ 高清視頻監(jiān)控。基于保護(hù)廠區(qū)財產(chǎn)、人身安全和更方便的管理。智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以針對重要特定區(qū)域、通道、出入口進(jìn)行圖象監(jiān)控并通過存儲設(shè)備保存，以便日后調(diào)查取證查看，是保存重要證據(jù)的有力手段；廠內(nèi)視頻監(jiān)控是生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)的重要組成部分，通過與調(diào)度終端、生產(chǎn)數(shù)據(jù)等子系統(tǒng)進(jìn)行深度整合，滿足生產(chǎn)企業(yè)對日常生產(chǎn)調(diào)度、安全事件監(jiān)控和應(yīng)急處置的需要。

▲多場景視頻監(jiān)控

5G+ 多元工業(yè)數(shù)據(jù)采集。為了滿足鋼廠業(yè)務(wù)長期、穩(wěn)定、可靠的運行，需要在鋼廠各關(guān)鍵設(shè)備布放多種類型的傳感器，實時監(jiān)控震動、溫度、濕度、氣液體流量等關(guān)鍵信息，從而能夠及時發(fā)現(xiàn)并且解決問題。不同的傳感器采用不同的工業(yè)協(xié)議，網(wǎng)絡(luò)傳輸方式和架構(gòu)也不一致，很難對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一的管理。

為此，采用 5G 數(shù)采方案，能夠通過統(tǒng)一的邊緣計算網(wǎng)關(guān)，基于豐富的工業(yè)接口，實現(xiàn)工業(yè)場景下多類型傳感器數(shù)據(jù)的采集和協(xié)議轉(zhuǎn)換，一站式解決企業(yè) IoT 設(shè)備接入問題。利用 5G 低時延無線傳輸（<50ms），避免廠區(qū)復(fù)雜環(huán)境的布線，極大提升部署、異常檢修和維護(hù)效率；結(jié)合邊緣 AI+ 容器化技術(shù)，適配企業(yè)未來多元化需求，助力便捷實現(xiàn)統(tǒng)一管理維護(hù)、應(yīng)用能力增強(qiáng)、智能分析和持續(xù)創(chuàng)新；并實現(xiàn)端到端業(yè)務(wù)質(zhì)量和鏈路質(zhì)量可視、可管。

▲5G+ 多元工業(yè)數(shù)據(jù)采集

5G+AI 機(jī)器視覺。隨著工藝發(fā)展以及人對質(zhì)量訴求越來越高，鋼材表面質(zhì)量檢測已經(jīng)變成必備工作。例如汽車面板的的表面缺陷不能大于 2 處，家電鋼板更要求表面“0”缺陷。

現(xiàn)階段工業(yè)品的質(zhì)量檢測基于傳統(tǒng)人工檢測手段，稍微先進(jìn)一點的檢測方法是將待檢測產(chǎn)品與預(yù)定缺陷類型庫進(jìn)行比較，上述方法的檢測精度和檢測效率均無法滿足現(xiàn)階段高質(zhì)量生產(chǎn)的要求，缺乏一定的學(xué)習(xí)能力和檢測彈性，導(dǎo)致檢測精度和效率較低。而且由于計算能力較弱，4G的時延過高、帶寬較低，數(shù)據(jù)無法系統(tǒng)聯(lián)動，處理都在線下進(jìn)行，耗費極大的人力成本。

基于 5G 的大帶寬低時延，通過 5G+AI+ 機(jī)器視覺能夠觀測微米級的目標(biāo)，獲得的信息量是全面且可追溯的，從而大幅提升產(chǎn)品質(zhì)檢的效率和準(zhǔn)確率。

鋼廠在煉鋼過程中，有一項主要的工序是成形軋制工序，也就是沿板坯長度方向或?qū)挾确较蜻M(jìn)行 1 ～ 4 道軋制，把坯料軋至所要求的厚度。這道工序當(dāng)前主要是由人工操作完成，需要工人 24 小時輪班值守，并且一旦出現(xiàn)工人的誤操作或者操作慢的情況，就會影響效率。采用 AI 轉(zhuǎn)鋼自動識別的應(yīng)用，能夠通過 5G+AI 攝像頭，自動識別轉(zhuǎn)鋼的方向，自動控制系統(tǒng)根據(jù)視覺識別輸入控制鋼坯轉(zhuǎn)動，從而節(jié)省人力，提高鋼鐵的軋制效率。

AI 轉(zhuǎn)鋼自動識別應(yīng)用系統(tǒng)主要由 5G 攝像頭、PLC、無線接入、自動控制系統(tǒng)、算法預(yù)處理服務(wù)器、集中監(jiān)控中心和云端 AI 訓(xùn)練平臺組成，從而能夠通過云端進(jìn)行算法和模型的學(xué)習(xí)，下發(fā)策略到園區(qū)內(nèi)的服務(wù)器，通過攝像頭采集的圖像進(jìn)行 AI 視覺判斷，從而給控制系統(tǒng)提供相應(yīng)的指令依據(jù)，做出轉(zhuǎn)鋼動作、角度等精準(zhǔn)的判斷。

七、基于5G獨立核心網(wǎng)

寶鋼湛江鋼鐵有限公司是“寶山鋼鐵股份有限公司”四大基地之一，位于廣東省湛江市東海島，廠區(qū)占地面積12.58km。湛江鋼鐵全面貫徹習(xí)近平新時代中國特色社會主義思想和黨的十九大精神，響應(yīng)國家供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革要求，實施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略，推進(jìn)智慧制造和清潔生產(chǎn)，努力成為鋼鐵業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的示范基地。

我國鋼鐵行業(yè)面臨著“去產(chǎn)能、提質(zhì)量、優(yōu)結(jié)構(gòu)”的轉(zhuǎn)型目標(biāo)，通過智能制造，實現(xiàn)由鋼鐵大國邁向鋼鐵強(qiáng)國的轉(zhuǎn)型是發(fā)展主流趨勢。廣東聯(lián)通結(jié)合湛江鋼鐵的智慧制造整體規(guī)劃和生產(chǎn)管理具體需求，聯(lián)合 5G 行業(yè)生態(tài)為其度身定制了全球首個以 5GC 獨立核心網(wǎng)構(gòu)建的工業(yè)專網(wǎng)，通過獨立下沉的核心專網(wǎng)，實現(xiàn)園區(qū)內(nèi)生產(chǎn)數(shù)據(jù)與個人數(shù)據(jù)的物理隔離，并在高質(zhì)量專網(wǎng)基礎(chǔ)上，驗證孵化 5G 工業(yè)終端，持續(xù)研發(fā) 5G 工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用創(chuàng)新。

該案例在國內(nèi)首創(chuàng)了配置企業(yè)級專網(wǎng)自服務(wù)自運營平臺，進(jìn)一步釋放專網(wǎng)的自服務(wù)，自配置，自管控，自規(guī)劃等運營能力，實現(xiàn)用戶對專網(wǎng)的全方位管理。通過 5G 網(wǎng)絡(luò)，助力湛江鋼鐵打造成世界一流智慧鋼廠 。

1、行業(yè)挑戰(zhàn)

鋼鐵生產(chǎn)是一個將資源 , 空間 , 時間 , 溫度約束融為一體的動態(tài)復(fù)雜生產(chǎn)系統(tǒng)，在這種復(fù)雜的生產(chǎn)過程中, 伴隨著高溫，高壓，高粉塵，易燃易爆等綜合高危場景。這對生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃和建設(shè)提出挑戰(zhàn)：

1. 網(wǎng)絡(luò)安全穩(wěn)定要求高：鋼鐵行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求高，安全指標(biāo)苛刻，對 5G 網(wǎng)路的可靠性和穩(wěn)定性提出嚴(yán)苛要求，在鋼鐵行業(yè)全面快速推廣有較大難度。

2. 工業(yè)級 5G 終端發(fā)展慢：鋼鐵行業(yè)作業(yè)地區(qū)多數(shù)都有高危、高溫、高粉塵、易爆的環(huán)境特性，因此傳統(tǒng)的 5G終端無法穩(wěn)定持續(xù)地保持工作續(xù)航，穩(wěn)定可靠的 5G 工業(yè)終端。

3. 5G 行業(yè)應(yīng)用孵化周期長：基于鋼鐵流程生產(chǎn)的連續(xù)特殊性，對 5G 應(yīng)用在真實生產(chǎn)場景下孵化實踐處于謹(jǐn)慎的狀態(tài)，每一個應(yīng)用都需要較長時間的驗證才可以進(jìn)行測試上線，應(yīng)用孵化時間長，不利于 5G 應(yīng)用在行業(yè)上的快速推廣。

2、解決方案和價值

根據(jù)湛江鋼鐵智慧制造業(yè)務(wù)場景及廠區(qū)員工的需求，廣東聯(lián)通為湛江鋼鐵制定了5G 工業(yè)專網(wǎng)的方案，方案有如下兩種可選方案：

（1）、下沉 MEC，共用運營商公網(wǎng)核心網(wǎng)。此方案網(wǎng)絡(luò)的主要架構(gòu)是核心網(wǎng)與運營商大網(wǎng)共享，MEC 下沉到工業(yè)園區(qū)。員工用戶和工業(yè)用戶都使用聯(lián)通配置的公網(wǎng)卡（配置 PLMN1），用戶鑒權(quán)都由運營商公網(wǎng)核心網(wǎng)進(jìn)行，都具備公網(wǎng)數(shù)據(jù)、語音、短信能力；

工業(yè)用戶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)直接通過園區(qū)的 MEC 分流到企業(yè)內(nèi)網(wǎng)服務(wù)器，確保數(shù)據(jù)不出園區(qū)。

▲下沉 MEC

（2）、園區(qū)獨立 5G 核心網(wǎng)，與大網(wǎng)隔離。此方案網(wǎng)絡(luò)的主要架構(gòu)是園區(qū)建立獨立專網(wǎng)核心網(wǎng)與運營商公網(wǎng)完全隔離。用戶終端要接入通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行業(yè)務(wù)需要先完成用戶鑒權(quán)，用戶鑒權(quán)由終端讀取 SIM 卡中的參數(shù)（PLMN、IMSI、秘鑰等）并與對應(yīng)的核心網(wǎng)互相鑒權(quán)。所以兩個隔離的核心網(wǎng)必須使用對應(yīng)的用戶卡才能接入網(wǎng)絡(luò)，使用服務(wù)。

員工用戶使用聯(lián)通配置的公網(wǎng)卡（配置 PLMN1），用戶鑒權(quán)由運營商公網(wǎng)核心網(wǎng)完成；正常使用公網(wǎng)數(shù)據(jù)、語音和短信業(yè)務(wù)。

工業(yè)用戶都使用寶鋼專網(wǎng)配置的專網(wǎng)卡（配置 PLMN2），用戶鑒權(quán)直接由寶鋼專網(wǎng)核心網(wǎng)完成；具備數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)能力，數(shù)據(jù)流直接通過寶鋼專網(wǎng)與企業(yè)內(nèi)網(wǎng)服務(wù)器對接，數(shù)據(jù)不出園區(qū)。

▲獨立 5G 核心網(wǎng)

通過 5G 工業(yè)專網(wǎng)的搭建，湛江鋼鐵實現(xiàn)了與大網(wǎng)物理隔離，確保了 生產(chǎn)數(shù)據(jù)的安全，同時在國內(nèi)首創(chuàng)了配置企業(yè)級專網(wǎng)自服務(wù)自運營平臺，進(jìn)一步釋放專網(wǎng)的自服務(wù)，自配置，自管控，自規(guī)劃等運營能力，實現(xiàn)用戶對專網(wǎng)的全方位管理。

基于成熟的網(wǎng)絡(luò)和與合作伙伴共同研發(fā)工業(yè)級 5G 終端，廣東聯(lián)通與湛江鋼鐵共同探索 5G 在鋼鐵行業(yè)應(yīng)用，目前已經(jīng)規(guī)劃應(yīng)用場景約 51 個。其中大型鼓風(fēng)機(jī)在線監(jiān)測，一級高危檢修監(jiān)測、5G+AR 智能巡檢等共 5 個工業(yè)應(yīng)用已規(guī)模上線。

5G 大型鼓風(fēng)機(jī)在線監(jiān)測。大型鼓風(fēng)機(jī)作為鋼廠作業(yè)中重要的設(shè)備，其安全穩(wěn)定運行對煉鋼流程有重要作用。風(fēng)機(jī)的運作產(chǎn)生巨大的數(shù)據(jù)，過去傳統(tǒng) 4G 無法做到實時數(shù)據(jù)傳輸及在線監(jiān)測，只能依靠人工每天定時巡檢，由于巡檢質(zhì)量的不可控，發(fā)生故障的時候排障效率較低?，F(xiàn)在，利用 5G 大連接特性實現(xiàn)全廠鼓風(fēng)機(jī)在線檢測診斷。

5G 價值：提升故障預(yù)警率達(dá) 90%，提升運維時效達(dá) 50%；

5G 一級高危施工實時監(jiān)測。大型鋼鐵廠區(qū)有大量的日常戶外作業(yè)和巡檢維修，大部分作業(yè)為移動性作業(yè)，且作業(yè)環(huán)境大多為高溫，高危，高空等，施工人員的作業(yè)安全為安全生產(chǎn)帶來極大威脅。傳統(tǒng)4G 網(wǎng)絡(luò)帶寬不足以支撐高清實時監(jiān)控，僅可以作為事故后原因回溯，項目通過針對全廠152 個一級高危作業(yè)點，5G 全程在線監(jiān)控，可實現(xiàn)平臺化實時監(jiān)測，后續(xù)將進(jìn)一步通過集成 AI 行為檢測，當(dāng)施工人員出現(xiàn)違規(guī)動作時，將會對后臺與施工人員本身發(fā)出預(yù)警，有效降低安全事故的發(fā)生。

5G 價值：將安全事故預(yù)警提升30%。

5G+AR 智能巡檢。鋼鐵園區(qū)日常運維工作量巨大，對現(xiàn)場維護(hù)檢修人員的專業(yè)水平要求高，利用 5G 網(wǎng)絡(luò)低時延特性，集成高清攝像頭與語音通話等功能的 AR 眼鏡。實現(xiàn)現(xiàn)場排障人員與后端平臺技術(shù)專家的在線實時交互巡檢。

5G 價值：大大降低現(xiàn)場檢修人員的技術(shù)要求等級，優(yōu)化人員生產(chǎn)力，實現(xiàn)園區(qū)設(shè)備智能巡檢，排障成功率提升 65%。

5G 皮帶機(jī)器人智能巡檢。廠區(qū)皮帶機(jī)距離較長，現(xiàn)場環(huán)境惡劣，傳統(tǒng)人工巡檢效率較低，發(fā)現(xiàn)問題后無法及時進(jìn)行故障診斷，通過集成工業(yè)級高清攝像頭的巡檢機(jī)器人，利用 5G 網(wǎng)絡(luò)將巡檢影像實時傳輸?shù)胶笈_，實現(xiàn)精準(zhǔn)故障定位。

5G 價值：提升了巡檢效率，排障效率提升 60%。

5G 廠區(qū)環(huán)境粉塵實時監(jiān)控。廠區(qū)煉鐵廠燒鐵區(qū)因生產(chǎn)需要，會排出大量的粉塵，對廠區(qū)環(huán)境造成一定的影響，針對這一問題，湛江鋼鐵在燒鐵區(qū)搭建粉塵檢測儀，通過 5G 網(wǎng)絡(luò)對環(huán)境進(jìn)行實時監(jiān)測。5G 價值：有效實時控制廠區(qū)環(huán)境粉塵含量，助力實現(xiàn)綠色生產(chǎn)的嚴(yán)格要求。

八、5G+智慧油田

2019 年全國原油產(chǎn)量同比增長 0.8%，近 4 年來首次實現(xiàn)正增長，營業(yè)收入增速 1.3% 是 4 年來新低。世界原油價格持續(xù)低迷，推行降本增效是各石油公司面對油價下跌的一致選擇。當(dāng)前來看，油氣行業(yè)面臨著以下挑戰(zhàn)：

▲5G+智慧油田行業(yè)挑戰(zhàn)

勝利油田孤東采油廠前期采用無線網(wǎng)橋、光纖和 4G 三種網(wǎng)絡(luò)，長期使用過程中遇到多種問題，如光纖部署不方便、4G 傳輸帶寬較?。ㄖ攸c體現(xiàn)在上行速率不夠）、無線網(wǎng)橋無線頻譜非標(biāo)、產(chǎn)業(yè)鏈不豐富、綜合維護(hù)成本高等，通過 5G專網(wǎng)改造，解決了客戶多年來遇到的網(wǎng)絡(luò)維護(hù)及成本問題。利用 5G 將遠(yuǎn)程啟停井技術(shù)運用至低產(chǎn)低效井間開管理上，在選取的 26 口不同油藏特征的油井中創(chuàng)效 16 口，平均提液日單耗下降 2.23kwh/m3，累計節(jié)約電費 15.4 萬元。

▲5G 專網(wǎng)整體解決方案

5G 專網(wǎng)實施方案。油井生產(chǎn)環(huán)境如上圖所示，無線載荷、壓力以及位移傳感器通過 RTU 進(jìn)行匯集，攝像機(jī)、DTU 以及電表等設(shè)備安裝在距離油井旁十余米的立桿上，RTU及攝像機(jī)通過雙絞線連接 5G DTU，視頻圖像和傳感器數(shù)據(jù)經(jīng)過 DTU 接入5G 網(wǎng)絡(luò)。

通過在 5GC 核心網(wǎng)上做用戶策略配置，油井?dāng)?shù)據(jù)通過 5G 基站后轉(zhuǎn)發(fā)至東營聯(lián)通機(jī)房的 MEC 上，并不會進(jìn)入公網(wǎng)用戶數(shù)據(jù)面，通過 MEC 至油田監(jiān)控中心的專線將數(shù)據(jù)回傳至監(jiān)控中心平臺，而公眾用戶數(shù)據(jù)則按默認(rèn)路徑進(jìn)入公網(wǎng)以及訪問互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)。

勝利油田孤東采油廠通過“5G+MEC 專網(wǎng)”解決方案，解決了無線網(wǎng)橋、光纖、4G 在油井監(jiān)控畫面及生產(chǎn)作業(yè)數(shù)據(jù)回傳方面存在的多種問題， E2E 保障帶寬、時延、可靠性，以及業(yè)務(wù)快速上線，達(dá)成預(yù)期目標(biāo)。

九、5G智慧化工業(yè)園區(qū)

2020年3月，東營港經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)召集山東移動、華為、北京大恒等供應(yīng)商與區(qū)域內(nèi)應(yīng)急、環(huán)保、消防、安監(jiān)等部門和部分重點企業(yè)，就實現(xiàn)“以現(xiàn)代信息技術(shù)為支撐的智慧化工園區(qū)建設(shè)有效提升化工園區(qū)管控水平，為園區(qū)安全運行提供有力保障”展開討論，將 5G、云、AI 等信息技術(shù)與各類園區(qū)內(nèi)應(yīng)用場景相結(jié)合，聯(lián)合確定了 5G+ 智慧園區(qū)解決方案，聚焦 5G 專網(wǎng)、使能平臺、應(yīng)用三大部分 :

5G 專網(wǎng)方面，山東移動?xùn)|營分公司聯(lián)合華為在開發(fā)區(qū)建設(shè) 5G 站點 30 多個，目前已實現(xiàn)重點區(qū)域的 5G 網(wǎng)絡(luò)連續(xù)覆蓋，另外結(jié)合開發(fā)區(qū)對數(shù)據(jù)安全、業(yè)務(wù)處理時延的需求，在園區(qū)內(nèi)部署邊緣計算（MEC）設(shè)備，實現(xiàn)數(shù)據(jù)就近處理、不出園區(qū)。

智慧園區(qū)平臺目前包括數(shù)據(jù)交換共享管理平臺、視頻云、人工智能平臺等，支撐數(shù)據(jù)匯總及與第三方應(yīng)用打通，并將 5G、云、物聯(lián)網(wǎng)、AI 等關(guān)鍵技術(shù)整合起來。

應(yīng)用方面，涵蓋了化工園區(qū)智慧化管理中涉及 5G+ 應(yīng)急指揮、5G+ 智慧環(huán)保、5G+ 智慧安監(jiān)等多類典型應(yīng)用場景。

本項目為業(yè)界首次將 5G、AI、邊緣計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)在化工園區(qū)智慧化升級中的綜合運用，該項目已入選中國移動集團(tuán) 5G+ 龍頭示范項目、應(yīng)急管理部 5G+ 安全生產(chǎn)試點示范項目。

1、行業(yè)挑戰(zhàn)

中國是全球化工產(chǎn)業(yè)第一大國，山東是國內(nèi)化工產(chǎn)業(yè)第一大省，全省各地市擁有大量化工企業(yè)。針對企業(yè)安全生產(chǎn)這個最大的痛點問題，山東省正在全力推進(jìn)化工企業(yè)“退城入園”行動，要求各類化工企業(yè)盡快完成向全省 85個重點化工園區(qū)的搬遷，同時全省還有 120 多個重點監(jiān)控企業(yè)，急需提升園區(qū)的信息化、智慧化水平，將園區(qū)打造成為化工項目承接的主要載體和新舊動能轉(zhuǎn)換的主戰(zhàn)場，進(jìn)一步提高產(chǎn)業(yè)發(fā)展集中度和主體安全水平。

在化工園區(qū)向智慧化工園區(qū)演進(jìn)的過程中，通信技術(shù)的升級換代已經(jīng)成為關(guān)鍵要素?；ゎI(lǐng)域是大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用典型場景，東營港經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)這樣規(guī)模的化工產(chǎn)業(yè)園區(qū)未來將部署百萬級傳感器，用于獲取各類生產(chǎn)作業(yè)現(xiàn)場的視頻及其他類型數(shù)據(jù)。當(dāng)前階段數(shù)據(jù)回傳所使用的通信技術(shù)包括光纖、4G、NB-IoT、WiFi、無線網(wǎng)橋、近距離無線等，但均存在著不同的短板。

5G 可以實現(xiàn)更加靈活高效的部署，實現(xiàn)對園區(qū)道路、卡口、工地、罐區(qū)、防潮大堤以及應(yīng)急等各類場景下寬窄帶現(xiàn)場數(shù)據(jù)的回傳，結(jié)合邊緣計算及下一步的網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)，5G專網(wǎng)較傳統(tǒng)技術(shù)更加高效、安全、可控，為解決化工園區(qū)通信難題帶來了更好的選擇。

除了通信技術(shù)需要升級換代之外，當(dāng)前行業(yè)還長期存在重要痛點，即后端的數(shù)據(jù)處理主要依賴于人，缺乏 AI 等新一代信息技術(shù)賦能。園區(qū)希望充分利用 5G 技術(shù)的綜合優(yōu)勢，探索實現(xiàn)百萬級傳感器的信號采集，并應(yīng)用大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)進(jìn)行分析預(yù)判，全面提升園區(qū)的安全與管理效率。

2、解決方案和價值

基于東營港經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)智慧園區(qū)前期建設(shè)成果，通過5G 網(wǎng)絡(luò)將包括攝像頭在內(nèi)的傳感器數(shù)據(jù)回傳至業(yè)務(wù)處理系統(tǒng)，利用云計算、大數(shù)據(jù)、AI等信息技術(shù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲、管理、調(diào)度、建模、分類、預(yù)測和分析。經(jīng)過智能分析與處理后的數(shù)據(jù)，可基于智慧園區(qū)數(shù)據(jù)中臺數(shù)字一體化共享服務(wù)群，結(jié)合一企一檔等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息，配合指揮中心各業(yè)務(wù)模塊運營的流程機(jī)制，在生產(chǎn)安全監(jiān)管方面對重大危險源進(jìn)行預(yù)警報警、對特種作業(yè)進(jìn)行實時監(jiān)控，在公共安全方面對危險點進(jìn)行監(jiān)控預(yù)警，在環(huán)保管理方面污染物排放檢測和溯源、消防管理方面消防設(shè)施監(jiān)測等業(yè)務(wù)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)協(xié)同共享。

同時結(jié)合三維地理信息 GIS 平臺，在地圖上更加直觀的展示各業(yè)務(wù)模塊的預(yù)警報警，及時有效的發(fā)現(xiàn)問題并進(jìn)行有效的處置，通過可視化監(jiān)控中心，對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和發(fā)展趨勢預(yù)測，為政府領(lǐng)導(dǎo)及園區(qū)管理者提供可靠的數(shù)據(jù)參考和輔助決策支撐。

▲營港應(yīng)急指揮中心實景

5G+ 應(yīng)急指揮：通過 5G+ 無人機(jī)，將現(xiàn)有無人機(jī)拍攝的園區(qū)高清視頻通過 5G 網(wǎng)絡(luò)回傳至開發(fā)區(qū)應(yīng)急指揮中心的智慧大屏；將開發(fā)區(qū)現(xiàn)有的應(yīng)急指揮車通過 5G 網(wǎng)絡(luò)回傳至應(yīng)急指揮中心的智慧大屏。對現(xiàn)有消火栓安裝多功能傳感器，借用5G+ 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實現(xiàn)港區(qū)內(nèi)消火栓遠(yuǎn)程、實時監(jiān)控，一旦消火栓被人為破壞或有人非法取水，系統(tǒng)即時上報報警信息，而且能準(zhǔn)確定位事發(fā)地點，使巡檢人員能夠快速高效地進(jìn)行處置。通過園區(qū)電子水位計安裝建設(shè)，及時獲取現(xiàn)有水資源數(shù)據(jù)，結(jié)合 GIS 地圖展示監(jiān)測站點的空間地理分布位置，以浮動的形式展示實時的水位數(shù)據(jù)，避免在消防隊出險時出現(xiàn)水源不足無法及時更換水源的情況。

5G+ 智慧環(huán)保：

1、5G+ 可移動環(huán)境監(jiān)測。5G+ 智慧可移動監(jiān)測系統(tǒng)，可根據(jù)需要，將傳感器放置到需要監(jiān)管的場地中，不再受固定傳感器對于監(jiān)測地點的限制，保證在高效、準(zhǔn)確的前提下，對不同的施工環(huán)境進(jìn)行實時監(jiān)測，并且對當(dāng)前環(huán)境安全、施工安全、環(huán)境影響做出評估。

2、5G+ 異味監(jiān)測。通過 5G+ 異味監(jiān)測體系及園區(qū)安全環(huán)保預(yù)警一體化平臺，實現(xiàn)對園區(qū)環(huán)境安全“全覆蓋、全天候、全過程”的監(jiān)控，圍繞預(yù)防、預(yù)警、安全三大環(huán)節(jié)，實時監(jiān)測企業(yè)排放污染物的來源及遷徙路徑，切實保障園區(qū)及周邊環(huán)境安全，提升預(yù)警應(yīng)急能力，強(qiáng)化園區(qū)管控機(jī)制、及時應(yīng)對突發(fā)事件。

3、5G+ 治污設(shè)施用電監(jiān)測。通過對治污設(shè)備的用電情況進(jìn)行監(jiān)測，獲取治污設(shè)備實時負(fù)荷，和額定功耗進(jìn)行對比，可得知設(shè)備當(dāng)前運轉(zhuǎn)情況，進(jìn)而可得知企業(yè)是否按照規(guī)定進(jìn)行減排、減產(chǎn)等，主動精準(zhǔn)識別超標(biāo)排污、治污不利、限產(chǎn)不達(dá)標(biāo)企業(yè)。

5G+ 智慧安監(jiān)：

1、5G+ 重大危險源監(jiān)測。通過 5G+ 重大危險源檢測系統(tǒng)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)定時自動讀取、自動上傳、自動比對，異常數(shù)據(jù)自動報警，在解決人工抄表費時費力的同時，也避免了因儀表安裝位置不合適無法現(xiàn)場抄表或人員現(xiàn)場抄表危險的問題。

2、5G+ 管廊監(jiān)測。通過全光纖管廊監(jiān)控，實現(xiàn)管道全線振動、溫度變化情況的實時監(jiān)測、報警、定位。監(jiān)控主設(shè)備，通過 5G 無線路由與監(jiān)控中心連接，將線路的實時情況在系統(tǒng)中顯示出來。

智慧安監(jiān)（PX 項目）：

1、5G+ 高危作業(yè)監(jiān)管?？梢苿硬挤?5G+ 智慧高危作業(yè)應(yīng)用模塊，實時分析 5G 攝像頭視頻流，感知工作人員在進(jìn)行高危作業(yè)時未穿安全服、未戴安全帽等不規(guī)范高危行為，在平臺側(cè)實現(xiàn)實時告警，提高園區(qū)安全指數(shù)。

2、5G+ 電子封閉與智慧工地?？梢苿硬挤?5G+ 可移動電子封閉與智慧工地應(yīng)用模塊，實現(xiàn)對工地現(xiàn)場危險信息的可移動監(jiān)控，自動識別施工工地的周界闖入、高危區(qū)域闖入等非法行為，及時、實時上報預(yù)警，現(xiàn)場觸發(fā)聲光報警器進(jìn)行報警提醒現(xiàn)場人員，排除不安全因素，避免由于人員管理缺位而造成的人員傷亡。

3、5G+ 智慧安全監(jiān)控。通過 5G 攝像頭的可移動布放，實時對園區(qū)施工現(xiàn)場不規(guī)范行為的智能監(jiān)管，通過人工智能技術(shù)對現(xiàn)場環(huán)境、人員、車輛等進(jìn)行實時分析，可以自動識別施工工地的消防通道非法占用、人員非法聚集、關(guān)鍵崗位離崗等不規(guī)范高風(fēng)險行為，及時、實時上報預(yù)警，提醒工作人員采取措施降低風(fēng)險。

5G+ 智慧化工園區(qū)將 5G 技術(shù)與人工智能技術(shù)深度融合，為化工園區(qū)的安全環(huán)保和節(jié)能增效帶來重要意義。5G 可支持化工園區(qū)全面覆蓋和信息的實時采集，人工智能實現(xiàn)了風(fēng)險的智慧化分析與預(yù)警，從而為真正實現(xiàn)化工園區(qū)的“深度覆蓋，實時監(jiān)測，有效管控”提供了技術(shù)基礎(chǔ)。

5G 在化工園區(qū)的意義與價值：化工園區(qū)存在海量的傳感器和攝像機(jī)以保證生產(chǎn)、裝置的安全，當(dāng)前傳感器和攝像頭的信號采集與回傳基于光纖和 DCS 銅纜技術(shù)，施工困難投資大，且后期調(diào)整更新困難。5G 的大帶寬、低時延、海量連接（每平方公里百萬級連接）特性，結(jié)合工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實現(xiàn)全面覆蓋和數(shù)據(jù)實時采集，長期發(fā)展上可以逐步替代光纖和銅纜，降低企業(yè)和園區(qū)的建設(shè)成本，每個企業(yè)將百萬到千萬級別的成本下降，山東全省將是10億級別以上的成本節(jié)省。

人工智能和大數(shù)據(jù)在化工園區(qū)的意義與價值：人工智能和大數(shù)據(jù)的引入，可以根據(jù)化工園區(qū)操作規(guī)范對關(guān)鍵場景如重大危險源、監(jiān)控室、危險裝置，實現(xiàn)人工智能分析，對違規(guī)行為進(jìn)行實時監(jiān)測并報警，從而整體促進(jìn)園區(qū)和企業(yè)規(guī)范化操作，從本質(zhì)上提升安全水平。人工智能的引入，還可以大幅度降低人力成本，提升效率和質(zhì)量。目前需要大量人為參與的操作場景，如管廊巡檢、危險源巡檢，以及各種數(shù)據(jù)采集、報表整理等，可以由 5G+ 人工智能替代，實現(xiàn)數(shù)字化智慧化轉(zhuǎn)型，每個園區(qū)每年可以節(jié)省服務(wù)運維費用數(shù)百萬。

十、5G智慧港口

寧波作為國際港口名城，素有“港通天下”之美譽(yù)，歷史悠久、全球最大的港口寧波舟山港就位于此。港口作為經(jīng)濟(jì)的晴雨表，是現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的血液，在促進(jìn)國際貿(mào)易和地區(qū)發(fā)展中舉足輕重，全球貿(mào)易中約 90% 的貿(mào)易由海運業(yè)承載，港口是其中重要的一環(huán)。

在中國，寧波舟山港是國家的主樞紐港之一，貨物吞吐量連續(xù)十一年位居世界第一，集裝箱吞吐量位居全球第三，是我國大陸重要的集裝箱遠(yuǎn)洋干線港、國內(nèi)最大的鐵礦石中轉(zhuǎn)基地和原油轉(zhuǎn)運基地。隨著我國 5G 時代和“新基建”大潮的來臨，寧波舟山港的發(fā)展也掀開了新篇章。2020 年 5 月 15 日，浙江省海港集團(tuán)、中國移動浙江公司、上海振華重工以及華為技術(shù)有限公司四方，共同簽署了《寧波 5G+ 智慧港口》 戰(zhàn)略合作協(xié)議，以打造全球 5G 智慧港口常態(tài)化投產(chǎn)樣板點，建設(shè)世界一流強(qiáng)港。

1、行業(yè)挑戰(zhàn)

經(jīng)過多年發(fā)展，寧波舟山港面臨降本增效的巨大壓力，希望利用 5G、AI、云等數(shù)字化技術(shù)，打造“綠色、環(huán)保、高效”智慧港口，實現(xiàn)自身運營的快速轉(zhuǎn)型。經(jīng)過多年發(fā)展，寧波舟山港面臨降本增效的巨大壓力，希望利用 5G、AI、云等數(shù)字化技術(shù)，打造“綠色、環(huán)保、高效”智慧港口，實現(xiàn)自身運營的快速轉(zhuǎn)型。

值得一提的是，港口對效率提升的訴求最為旺盛。港口作業(yè)以效率為王，大型船舶每天租金高達(dá)數(shù)十萬美元，多等待或多作業(yè)一小時，即浪費上萬美元，真可謂時間就是金錢。所以，對于寧波舟山港這樣的重要港口來說，在追求全年全天候不間斷作業(yè)的基礎(chǔ)上，提升作業(yè)流程自動化水平和作業(yè)效率一直是最大的訴求。

5G 智慧港口業(yè)務(wù)，幾乎包括了港口主要的核心作業(yè)流程，以港口卸貨為例，包含了 5G 智能理貨、5G 無人集卡自動物流以及 5G 輪胎吊遠(yuǎn)程操控這三大應(yīng)用。

1、5G 智能理貨業(yè)務(wù)：改善工作環(huán)境和保障安全，提升理貨的準(zhǔn)確率及工作效率。理貨直接影響集裝箱碼頭的作業(yè)效率。在5G智慧港口，5G 智能理貨，是在岸橋上安裝了多個通過 5G 回傳的高清攝像頭，智能理貨系統(tǒng)對攝像頭拍到的視頻進(jìn)行自動智能識別，識別對象包括標(biāo)準(zhǔn)集裝箱的箱號、箱型，碼頭內(nèi)集卡的作業(yè)號、單小箱壓箱位置以及車道編號等數(shù)據(jù)和狀態(tài)。

其識別準(zhǔn)確率達(dá)到 95% 以上，而且識別速度很快，一秒內(nèi)就能完成一輛集卡相關(guān)數(shù)據(jù)和狀態(tài)的識別，不會影響集裝箱裝卸進(jìn)度。5G 讓智能理貨實現(xiàn)了 3 個改善：環(huán)境改善：由惡劣碼頭現(xiàn)場到舒適辦公室遠(yuǎn)程。效率提升：工作效率由“一人一路岸橋”提升為“一人多路岸橋”。識別率提升：高清圖像結(jié)合基于 AI 的機(jī)器視覺，能對破損箱號也實現(xiàn) 95% 以上的識別率。

從技術(shù)上來講，每臺岸橋的15路智能理貨的實時視頻，需上行帶寬 30~50Mbps，需要借助 5G 的大帶寬和低時延技術(shù)以及 MEC（Mobile Edge Computing，移動邊緣計算）技術(shù)進(jìn)行快速圖像識別。

2、5G 無人集卡自動物流，全程自動物流如老司機(jī)，提升運輸效率和安全。在 5G 智慧港口，偌大的一個集裝箱港口，來往穿梭的卡車，不需司機(jī)駕駛，全是無人駕駛，這就是現(xiàn)代化港口的 5G 無人集卡自動物流的愿景。

5G 無人集卡有著超級“5G+AI 大腦”，待岸橋把集裝箱放置好在車上并確定貨車正確，無人集卡自動啟動，無人操控的方向盤便自動轉(zhuǎn)動起來，如“老司機(jī)”一般識別周圍的集裝箱物體、機(jī)械設(shè)備、燈塔等，可以自主做出減速、剎車、轉(zhuǎn)彎、繞行、停車等突發(fā)狀況的各種決策，提供最優(yōu)運行路線精準(zhǔn)駛?cè)胼喬サ踝鳂I(yè)指定位置，從而實現(xiàn)滿足港口封閉區(qū)域內(nèi)水平運輸?shù)男枨蟆?/span>

5G 無人內(nèi)集卡不需做大改造就能夠?qū)崿F(xiàn)港口水平運輸自動化，未來無人集卡將具有遠(yuǎn)程控制能力，當(dāng)集卡在作業(yè)場中出現(xiàn)故障，操作人員可通過攝像頭查看周邊環(huán)境、進(jìn)行故障判斷，并遠(yuǎn)程操作集卡退出故障區(qū)。

5G 無人內(nèi)集卡實現(xiàn)的 2 大改善：1）有效替代人力，降低成本：以梅山港為例，200 多臺內(nèi)集卡三班倒的司機(jī)約有 800 人，比梅山港正式員工還多300 人，每個司機(jī)人力成本按 12 萬元 / 年，一年司機(jī)成本就要 1 億元；2）解決司機(jī)短缺、疲勞駕駛問題，提升運營效率，降低安全風(fēng)險，實現(xiàn)港口由勞動密集型產(chǎn)業(yè)向自動化、智能化、無人化的全面升級轉(zhuǎn)型。

實現(xiàn)無人集卡的遠(yuǎn)程控制至少需要 4 路高清攝像頭，對上行帶寬的需求將達(dá)到 20-30Mbps/ 臺和穩(wěn)定<20ms 網(wǎng)絡(luò)低時延，5G 天然可以為這類應(yīng)用提供更好的網(wǎng)絡(luò)支持。

3、5G 輪胎吊遠(yuǎn)程操控，司機(jī)工作效率提升 3-4 倍。5G 輪胎吊已經(jīng)是寧波舟山港走向常態(tài)化投產(chǎn)的應(yīng)用。通過 5G 遠(yuǎn)控操控，工人可以坐在中控室，觀看 5G 回傳的多路實時視頻。大部分操作都已實現(xiàn)自動化，只有吊車吊具的抓舉集裝箱才需人工遠(yuǎn)控干預(yù)執(zhí)行，這樣從過去一人操作一臺輪胎吊，到現(xiàn)在可以同時輕松操作 3-4 臺，極大提升了工作效率。

如今， 寧波舟山港經(jīng)過長達(dá)1年多的低時延可靠性測試、長時間耐久測試、多臺輪胎吊并發(fā)測試等一系列的生產(chǎn)驗證，完成了全球首個 5G 輪胎吊遠(yuǎn)程操控規(guī)模商用驗證，并作為首個港口進(jìn)入常態(tài)化投產(chǎn)階段。

目前寧波舟山港已完成多達(dá) 6 臺輪胎吊的改造和并發(fā)驗證，現(xiàn)網(wǎng) 5G 網(wǎng)絡(luò)端到端平均時延低至 8-10ms，PLC控制可靠性高達(dá) 99.999%，未來通過中國移動新 的上行增強(qiáng)方案可實現(xiàn)上行帶寬高達(dá) 1Gbps，完全能滿足輪胎吊、橋吊、無人集卡、視頻監(jiān)控等港口業(yè)務(wù)的需求。

寧波舟山港的 5G 智慧港口商用落地，真實做到降本增效的巨大效果，體現(xiàn)了 5G 賦能千行百業(yè)的巨大價值。5G 正在新基建大背景下快速改變社會，5G 未來還將應(yīng)用在更多港口，在更多行業(yè)中發(fā)揮其重要的價值，我們呼吁業(yè)界緊密合作，使用先進(jìn)的 5G SUL 上行增強(qiáng)等創(chuàng)新技術(shù)，加速全球 5G 智慧港口產(chǎn)業(yè)的規(guī)模商用。

過去的兩年多，寧波舟山港的 5G 智慧港口發(fā)展一直表現(xiàn)的走得早、走得快、走得堅決，必將走得更遠(yuǎn)。

在“走得早”方面，寧波舟山港從 2018 年起就開始推動 5G 網(wǎng)絡(luò)覆蓋和應(yīng)用試點。2018 年 9 月，浙江移動與浙江省海港投資運營集團(tuán)簽訂 5G 智慧港口戰(zhàn)略合作協(xié)議，在寧波舟山港梅山港區(qū)建成全國首個 5G 港口基站。2019 年 4 月 16 日，在我國 5G 還沒有正式發(fā)牌的時候，寧波舟山港就成功實現(xiàn)了基于移動 5G 網(wǎng)絡(luò)下遠(yuǎn)程龍門吊作業(yè)管理、視頻回傳等各種無線信息化應(yīng)用創(chuàng)新試點，標(biāo)志著寧波舟山港成為全國首個實現(xiàn) 5G 應(yīng)用的港口。

在“走得快”方面，如今寧波舟山港5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋完善，從 5G 示范案例快速走到真實部署使用，切實起到提升港口效率、降低通信系統(tǒng)運維成本的效果。

5G 技術(shù)在寧波舟山港的應(yīng)用實現(xiàn)了業(yè)界三項首創(chuàng)：一是業(yè)界首個完成 5G 輪胎吊遠(yuǎn)程操控驗證并常態(tài)化投產(chǎn)，已完成 6 臺基于 5G 技術(shù)的輪胎吊改造和驗證，驗證了 5G 可同時滿足多臺輪胎吊遠(yuǎn)程操控所要求的大上行帶寬和穩(wěn)定的低時延。

二是業(yè)界首個 5G 網(wǎng)絡(luò)切片應(yīng)用港口，保障港口重要業(yè)務(wù) SLA。部署了 5G RAN、承載網(wǎng)、核心網(wǎng)、工業(yè)級CPE、CSMF ( 通信服務(wù)管理功能 )、NSMF（網(wǎng)絡(luò)切片管理功能）等端到端網(wǎng)絡(luò)切片，打造首個 5G 商城，使能5G 智慧港口。

三是業(yè)界首個端到端支持 5G 上行增強(qiáng)解決方案的港口，滿足港口輪胎吊、集卡、視頻監(jiān)控、橋吊等眾多業(yè)務(wù)的大上行需求。項目率先在寧波舟山港完成 5G 上行增強(qiáng)創(chuàng)新方案驗證，靈活利用 2.6GHz TDD 頻譜和 1.8GHzSUL 頻譜，提升商用 5G 網(wǎng)絡(luò)上行能力，支撐浙江移動5G City 網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)先。

實測表明，該上行增強(qiáng)創(chuàng)新方案通過靈活使用2.6GHz 和 1.8GHz 頻譜資源，單用戶上行峰值可達(dá)310Mbps 以上。在網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍內(nèi)，上行速率整體提升30%~100%，能夠支持 9 臺輪胎吊，完全滿足當(dāng)前港口業(yè)務(wù)需求。尤其在小區(qū)邊緣，上行速率提升了 1~3 倍，大幅提升小區(qū)邊緣上行性能。

在“5G 應(yīng)用走的遠(yuǎn)”方面。今年新基建的政策中已經(jīng)將5G技術(shù)列為重要方向。而5G智慧港口又是“新基建”重點推動的七大行業(yè)工程應(yīng)用之一。政策東風(fēng)帶來的紅利，已經(jīng)來到寧波舟山港。寧波舟山港的 5G 智慧港口商用落地，真實做到降本增效的巨大效果，體現(xiàn)了 5G 賦能千行百業(yè)的巨大價值。5G 正在新基建大背景下快速改變社會，5G 未來還將應(yīng)用在更多港口，在更多行業(yè)中發(fā)揮其重要的價值，我們呼吁業(yè)界緊密合作，使用先進(jìn)的5G SUL上行增強(qiáng)等創(chuàng)新技術(shù)，加速全球 5G 智慧港口產(chǎn)業(yè)的規(guī)模商用。

十一、5G全連接柔性生產(chǎn)線

貴州輪胎股份有限公司是國內(nèi)領(lǐng)先的工程機(jī)械輪胎企業(yè)，是中國工程機(jī)械輪胎生產(chǎn)出口基地之一，50% 以上產(chǎn)品出口海外，1996 年在 A 股上市，簡稱 " 黔輪胎 "。2020 年 8 月，以貴州輪胎創(chuàng)新產(chǎn)線為載體、中國聯(lián)通提供云網(wǎng)邊端全流程解決方案，華為提供 5G 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，聯(lián)合相關(guān)工業(yè)設(shè)備商共同打造貴州輪胎“5G 全連接柔性生產(chǎn)線”項目，以 5G 專網(wǎng)傳輸技術(shù)為核心，采用 5G 專網(wǎng)技術(shù)支撐一條完整生產(chǎn)線，實現(xiàn)全工序、全場景的無線工業(yè)互聯(lián)及車間生產(chǎn)調(diào)度，將生產(chǎn)每道工序生產(chǎn)數(shù)據(jù)化，實現(xiàn)數(shù)字化工廠生產(chǎn)“人、機(jī)、料、法、環(huán)、測”要素全面互聯(lián)管控。

本項目通過 5G 無線和 MEC 平臺連接包括 90 套多種功能的 AGV、50 套 RFID 傳感器和工業(yè)攝像頭，替代原廠工業(yè) WiFi 接入方式，提供了超高密度終端接入及高保障的 SLA，解決長期困擾企業(yè)的無線接入網(wǎng)絡(luò)瓶頸，實現(xiàn)了整個生產(chǎn)線要素的柔性編排，提升了企業(yè)生產(chǎn)效率。同時，本項目還基于運營商 MEC 部署了 AGV 管理應(yīng)用測試，為 5G 技術(shù)深入工業(yè)制造環(huán)節(jié)做出了有益的嘗試。目前已經(jīng)完成 AGV、RFID 的 5G 適配測試驗證，并計劃面向行業(yè)推出新型 5G AGV 產(chǎn)品適配改造方案，在 5G 專網(wǎng)平臺下納入視覺檢測、遠(yuǎn)程控制、人車物協(xié)同等能力。

1、行業(yè)挑戰(zhàn)

貴州輪胎生產(chǎn)園區(qū)是大型生產(chǎn)園區(qū)，單體車間面積為10 萬平米，主要生產(chǎn)大型工程輪胎。隨著產(chǎn)品迭代加快和產(chǎn)品品類的多樣化，現(xiàn)有產(chǎn)線需要生產(chǎn)的品類越來越多，品質(zhì)要求也越來越高，需要產(chǎn)線具備較強(qiáng)的柔性生產(chǎn)能力。企業(yè)為實現(xiàn)柔性制造、精益生產(chǎn)過程中，面臨網(wǎng)絡(luò)改造和生產(chǎn)線柔性編排兩大挑戰(zhàn)。

挑戰(zhàn)一：現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)條件復(fù)雜。多網(wǎng)并存：廠區(qū)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)采用以太網(wǎng)、WiFi、ZigBee 等眾多信息網(wǎng)絡(luò)傳輸方式，多網(wǎng)并存，適配轉(zhuǎn)換困難，規(guī)、建、維、優(yōu)成本高。以太網(wǎng)擴(kuò)展性差：現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)以傳統(tǒng)的有線以太網(wǎng)為基礎(chǔ)、維護(hù)和改造成本高，周期長；WiFi網(wǎng)絡(luò)性能不足：因為車間內(nèi)存在復(fù)雜的鋼架結(jié)構(gòu)，抗干擾能力差、終端漫游困難；傳輸網(wǎng)絡(luò)安全性弱：WiFi 存在較大的安全漏洞，對于生產(chǎn)制造存在安全生產(chǎn)隱患。

挑戰(zhàn)二：生產(chǎn)線柔性編排困難。信息采集缺失：產(chǎn)線各環(huán)節(jié)，需要收集多種實時狀態(tài)、控制信息，包括大量 AGV、RFID 物料感知、監(jiān)控攝像頭等大量設(shè)備需要接入，設(shè)備接入密度大，目前網(wǎng)絡(luò)無法完全支持。存在信息孤島：廠區(qū)內(nèi)存在物料管理、AGV 管理、生產(chǎn)執(zhí)行、質(zhì)量管理等多個煙囪式的孤立信息系統(tǒng)平臺，傳輸方式不統(tǒng)一，計算和存儲設(shè)備孤立，難以協(xié)同調(diào)度，導(dǎo)致原料積壓、產(chǎn)線利用率降低等問題。

系統(tǒng)擴(kuò)展能力弱：隨著產(chǎn)品不斷迭代升級，產(chǎn)線也要同步擴(kuò)展改造，現(xiàn)有的以太網(wǎng)、WiFi、工控機(jī)、PLC、單片機(jī)等孤立的子系統(tǒng)，都不支持彈性擴(kuò)展能力。綜上，貴州輪胎要建設(shè)面向未來的柔性產(chǎn)線，首先需要建設(shè)一張高性能、可擴(kuò)展、可維護(hù)的融合網(wǎng)絡(luò)及算力平臺。采用 5G 專網(wǎng) + 現(xiàn)場級 MEC 融合解決方案，提供打破信息孤島的，支持多接入方式和大規(guī)模設(shè)備連接的高穩(wěn)定高可靠高安全性的局域無線網(wǎng)，實現(xiàn)云網(wǎng)邊端協(xié)同，與企業(yè)柔性生產(chǎn)、精益生產(chǎn)需求非常吻合。

5G 專網(wǎng)替代傳統(tǒng) WiFi：輪胎全線制造流程中 AGV 以往采用 WiFi 方式，由于企業(yè)每單個廠區(qū)的生產(chǎn)區(qū)面積非常大超過 10 萬平方米，WiFi 網(wǎng)絡(luò)存在局部覆蓋弱、網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定、安全性差、運維困難，拓展能力弱等諸多弊端，致無線傳輸基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定，生產(chǎn)線隱患大、效率低。

▲5G專網(wǎng)替代傳統(tǒng) WiFi

為了保障園區(qū)內(nèi)數(shù)據(jù)分離，數(shù)據(jù)自主可控管理的同時保障網(wǎng)絡(luò)可拓展性與兼容性，采用 5G+MEC 混合專網(wǎng)的方式替換 WiFi 組建輪胎廠無線傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。5G 混合專網(wǎng)是以 5G 數(shù)據(jù)分流技術(shù)為基礎(chǔ)，通過無線和控制網(wǎng)元的靈活定制，構(gòu)建一張增強(qiáng)帶寬、低時延、數(shù)據(jù)不出園的基礎(chǔ)連接網(wǎng)絡(luò)。用戶面網(wǎng)元 UPF/MEC 私有化部署，無線基站根據(jù)客戶需求靈活部署，為 AGV、RFID 系統(tǒng)提供部分物理獨享的 5G 專用網(wǎng)絡(luò)切片，不僅能夠滿足 AGV 低延時無縫銜接的同時保障生產(chǎn)制造流程環(huán)節(jié)不受公眾網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)影響，進(jìn)一步提高少人化產(chǎn)線生產(chǎn)制造安全。

同時，部署生產(chǎn)現(xiàn)場級 MEC 邊緣云服務(wù)平臺，在MEP 上部署 AGV 調(diào)度系統(tǒng)與視頻算法系統(tǒng)，AGV 控制數(shù)據(jù)通過 5G 傳輸直接進(jìn)入 MEP 服務(wù)器進(jìn)行處理調(diào)度，減少現(xiàn)場機(jī)工控機(jī)的布設(shè)，進(jìn)一步降低延時的同時，將現(xiàn)場算力下沉至 MEC 解決網(wǎng)絡(luò)性能、擴(kuò)展問題，為保障貴州輪胎廠未來多系統(tǒng)一體化融合建設(shè)，進(jìn)一步提升產(chǎn)線柔性，多樣化生產(chǎn)，降低投入成本。

穩(wěn)定的無線傳輸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是構(gòu)建智能化工廠的基座，提升系統(tǒng)與系統(tǒng)間數(shù)據(jù)傳輸分析一致性，低延時能夠讓系統(tǒng)與系統(tǒng)間無縫協(xié)同工作，廣聯(lián)接為工廠持續(xù)不斷接入設(shè)備提供冗余，網(wǎng)絡(luò)接口一致性為系統(tǒng)柔性拓展升級奠定基礎(chǔ)，降低升級拓展成本。

5G 多系統(tǒng)融合柔性協(xié)同：根據(jù)輪胎廠實際生產(chǎn)流程情況，對 RFID 系統(tǒng)與 AGV 系統(tǒng)進(jìn)行 5G 無線化升級，通過一張網(wǎng)數(shù)據(jù)高效交互融合，提升工廠協(xié)同生產(chǎn)。

▲5G 多系統(tǒng)融合柔性協(xié)同

RFID 系統(tǒng)共計 50 套，貫穿于輪胎整條生產(chǎn)線，部署于各個生產(chǎn)流程，RFID 系統(tǒng)能夠?qū)崟r、追溯產(chǎn)品在各個流程環(huán)節(jié)生產(chǎn)進(jìn)度與情況，通過 MES/MOM 系統(tǒng)進(jìn)而調(diào)度管理 AGV 以及其他生產(chǎn)產(chǎn)線。

AGV 系統(tǒng)在輪胎整條生產(chǎn)線共 90 臺，覆蓋煉膠車間、部品車間、成型車間和模具庫等，是產(chǎn)品生產(chǎn)流轉(zhuǎn)的執(zhí)行者。由于覆蓋幾乎所有生產(chǎn)環(huán)節(jié)，所以廠區(qū)內(nèi)存在多種類型 AGV，執(zhí)行協(xié)同需要穩(wěn)定可靠的傳輸體系與感知體系作為保障。

5G 設(shè)備融合突破協(xié)議界限。貴州輪胎所采用的 AGV 為國外品牌，受限于 AGV系統(tǒng)傳輸協(xié)議無法識別的問題，若采用傳統(tǒng)傳輸方式，系統(tǒng)拓展升級的難度非常大。通過基于 Linux 開源系統(tǒng)的5G 工業(yè)網(wǎng)關(guān)連接 AGV 信息傳輸接口，對 AGV 原始運行數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，經(jīng)二次編碼后，通過 5G 基站、5G 工業(yè)網(wǎng)關(guān)以及專網(wǎng)系統(tǒng)組成的無線 + 專網(wǎng)傳輸鏈路，實現(xiàn)低延時、大帶寬、高穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸。在運行數(shù)據(jù)的傳輸機(jī)制上，采用“1*N”方式，即 1 條信令，多幀冗余傳輸，以此作為提升系統(tǒng)穩(wěn)定性的保障措施之一。

冗余信令經(jīng)平臺前置解析處理后一同傳入 AGV 原生調(diào)度系統(tǒng)，用以支撐車間 AGV 的指揮調(diào)度。系統(tǒng)運行原生數(shù)據(jù)的直接傳輸，解決了協(xié)議格式無法識別而導(dǎo)致的數(shù)據(jù)無法采集或傳輸不全面，無法支撐調(diào)度系統(tǒng)正常調(diào)度作業(yè)的問題；同時同信令冗余傳輸及冗余判定的機(jī)制也提升了系統(tǒng)運行的可靠性。

在 5G 專網(wǎng)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)傳輸能力的加持下，采用該方法，能夠保障 AGV 小車與調(diào)度系統(tǒng)之間的信息傳輸時延在 20ms 左右，完全滿足業(yè)務(wù)使用需求，完美解決工業(yè)場景中底層數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議的適配難題，大大提升設(shè)備 5G 改造的兼容能力，打破傳統(tǒng)生產(chǎn)設(shè)備升級壁壘，為 5G 應(yīng)用提供低成本、易部署的方案之一。

貴州輪胎 5G 全連接柔性生產(chǎn)線的應(yīng)用，不僅提升產(chǎn)線生產(chǎn)效率，提前預(yù)測設(shè)備運行工況，同時降低近三分之一運維成本，實現(xiàn)少人化產(chǎn)線敏捷柔性，縮短產(chǎn)線調(diào)整周期滿足多種類輪胎柔性生產(chǎn)。預(yù)計協(xié)助輪胎廠實現(xiàn) 12000萬元銷售收入，新增輪胎產(chǎn)能約 12 萬條。目前該方案已復(fù)制貴州凱星液力傳動機(jī)械有限公司 5G + MA 系列液力變速器裝配線等項目進(jìn)行推廣應(yīng)用。

▲5G 設(shè)備融合

經(jīng)驗總結(jié)與后續(xù)計劃：5G 全連接柔性工廠核心是實現(xiàn)生產(chǎn)制造自動化、數(shù)字化、模型化、決策科學(xué)化、可視化和集成化。結(jié)合覆蓋全廠的生產(chǎn)管理系統(tǒng)，使得企業(yè)能夠?qū)φ麄€生產(chǎn)工藝做出實時的監(jiān)測與規(guī)劃。

生產(chǎn)的數(shù)字化，企業(yè)借助全廠的互聯(lián)網(wǎng)平臺實現(xiàn)機(jī)器、人員的互聯(lián)，實現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)與人員的無縫對接，生產(chǎn)管理人員借助系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)，進(jìn)行現(xiàn)場的全感知和強(qiáng)管控。通過打造 5G 專網(wǎng)實現(xiàn)全連接柔性工廠能夠?qū)⑸a(chǎn)設(shè)備無縫連接，并進(jìn)一步與設(shè)計、采購、倉儲、物流等環(huán)節(jié)打通，將使生產(chǎn)更加扁平化、定制化、智能化，從而構(gòu)造一個面向未來的智能制造網(wǎng)絡(luò)。

2021 年，貴州輪胎、中國聯(lián)通、華為將繼續(xù)進(jìn)行 5G創(chuàng)新合作應(yīng)用，合作內(nèi)容包括：與 AGV、RFID 協(xié)同的工業(yè)視覺檢測系統(tǒng)、無線設(shè)備運維平臺等內(nèi)容。不斷深化產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化工作，將項目產(chǎn)品打造成穩(wěn)定、可靠、規(guī)?；煽焖購?fù)制的產(chǎn)品。

2021 年下半年，規(guī)劃基于貴州輪胎廠區(qū)需求打造智慧園區(qū) 5G 專網(wǎng)試點應(yīng)用，包括人員管理、能耗管理、安消一體化等智能應(yīng)用，旨將智慧園區(qū)管理與 5G 全連接柔性工廠有機(jī)結(jié)合起來，深入挖掘數(shù)據(jù)融合應(yīng)用，為打造一體化全連接綜合管理現(xiàn)代化工廠奠定基礎(chǔ)。

2021 年后續(xù)基于 MEP 邊緣算力平臺的應(yīng)用試點，逐步替代現(xiàn)場的大量孤立的工控機(jī)、PLC、單片機(jī)系統(tǒng)，實現(xiàn)邊緣算力柔性擴(kuò)展。

十二、智能網(wǎng)聯(lián)車路協(xié)同系統(tǒng)

2018 年，在廈門市交通管理部門的牽頭下，中國信科集團(tuán)旗下的大唐移動通信設(shè)備有限公司與廈門市交通運輸局、廈門公交集團(tuán)簽署 5G 智能網(wǎng)聯(lián)戰(zhàn)略合作協(xié)議?；谌珖I(lǐng)先的廈門市 BRT 道路資源，共同打造國內(nèi)領(lǐng)先的 5G 智能網(wǎng)聯(lián)車路協(xié)同系統(tǒng)，同年 9 月聯(lián)合廈門公交集團(tuán)、中國聯(lián)通集團(tuán)正式推動廈門 5G BRT 智能網(wǎng)聯(lián)車路協(xié)同系統(tǒng)項目實施落地。該項目是國內(nèi)首個面向 5G 的城市級智能網(wǎng)聯(lián)應(yīng)用。

截至 2020 年 8 月，項目已經(jīng)完成了廈門市 60 公里 BRT 道路和 5 個紅綠燈路口的智慧化改造以及 50 輛BRT 公交車的智能網(wǎng)聯(lián)改造。2020 年 8 月，廈門公交集團(tuán)組織專家組，通過外場實車考察和會議答辯的形式對整個項目進(jìn)行了驗收評審。驗收的順利通過也標(biāo)志著該項目正式成為國內(nèi)第一個經(jīng)過成熟商業(yè)模式驗證的智能網(wǎng)聯(lián)車路協(xié)同項目。

▲BRT 智能網(wǎng)聯(lián)公交車

廈門5G BRT智能網(wǎng)聯(lián)車路協(xié)同系統(tǒng)實現(xiàn)了車路、車車、車云通信，依靠路側(cè)感知、協(xié)同感知等手段為 BRT 車輛駕駛員提供更豐富的輔助駕駛信息，一方面以主動安全的方式降低了 BRT 車輛發(fā)生追尾或在交叉路口發(fā)生碰撞的事故發(fā)生率，另一方面通過在 5G MEC 邊緣計算平臺上部署大數(shù)據(jù)、節(jié)能優(yōu)化算法、高精度地圖、智能路徑規(guī)劃等技術(shù)提高整個 BRT 系統(tǒng)的運行效率并提高能耗利用率，此外，通過 5G 與高精度定位技術(shù)的結(jié)合還實現(xiàn)了 BRT公交入站時的安全精準(zhǔn)?？空镜榷ㄖ苹瘧?yīng)用。

通過將 5G、C-V2X、MEC（Multi-access edge computing）等先進(jìn)網(wǎng)聯(lián)技術(shù)與單車智能駕駛技術(shù)相融合，通過部署在 BRT 車輛上的 5G 車載融合網(wǎng)關(guān)構(gòu)建了車內(nèi)、車際、車云“三網(wǎng)融合”的車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)。

車內(nèi)網(wǎng)：通過5G車載融合網(wǎng)關(guān)接入車輛內(nèi)部總線網(wǎng)絡(luò)，與車內(nèi)傳感設(shè)備相結(jié)合，為駕駛員和車輛的決策控制系統(tǒng)提供更豐富的輔助駕駛信息，同時通過網(wǎng)關(guān)內(nèi)置的安全加密芯片保證車輛與外界通信的信息安全；

車際網(wǎng)：通過 5G 車載融合網(wǎng)關(guān)實現(xiàn) V2V、V2I 通信，實現(xiàn)車輛與車輛、車輛與路側(cè)基礎(chǔ)設(shè)施（包括紅綠燈信號機(jī)等）的信息交互和控制；

車云網(wǎng)：通過 5G 車載融合網(wǎng)關(guān)內(nèi)置的 Uu 口通信模組實現(xiàn)車輛與邊緣云、中心云的交互通道，將 MEC 邊緣云平臺部署在靠近用戶側(cè)，提供路徑行駛規(guī)劃、節(jié)能減排策略、區(qū)域高精地圖下載等應(yīng)用。

基于該三網(wǎng)融合方案， 需要對 BRT 車輛及社會路口進(jìn)行智能網(wǎng)聯(lián)升級改造。其中該項目涉及的社會路口由于路權(quán)歸屬、施工難度等問題難以采用有線的通信方式，因此路口的感知設(shè)備和 MEC 平臺之間采用 5G 網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，其帶寬和時延均可滿足項目需求。

帶寬方面，路口多路視頻的采集如 4 路 1080p、30fps 的視頻對上行帶寬的需求在32Mbps 以上，時延方面，3GPP、ETSI 等標(biāo)準(zhǔn)化組織對主動安全類應(yīng)用的端到端通信時延要求控制在 100ms 以內(nèi)，而視頻信息本身的采集時延、編解碼時延等已經(jīng)在 60ms以上，因此對傳輸時延要求至少控制在 30ms 左右。下表是在廈門現(xiàn)場對 4G、5G 網(wǎng)絡(luò)帶寬、時延等數(shù)據(jù)的實際測試結(jié)果。

▲5G三網(wǎng)融合車路協(xié)同方案

實時車路協(xié)同：車路協(xié)同技術(shù)通過部署激光雷達(dá)、高清攝像頭、MEC 邊緣服務(wù)器并接入信號機(jī)系統(tǒng)實現(xiàn)了交叉路口的智能網(wǎng)聯(lián)升級，在此基礎(chǔ)上可交付兩大服務(wù)。

一是實現(xiàn)交叉路口 360゜盲區(qū)檢測。通過激光雷達(dá)、高清攝像頭等設(shè)備對交叉路口進(jìn)行全天候全息感知，并獲取路口行人、機(jī)動車及非機(jī)動車等交通參與者的詳細(xì)信息進(jìn)行行為預(yù)測，有效降低 BRT 車輛在路口交通事故的發(fā)生率。

二是實現(xiàn)綠波通行，路側(cè)設(shè)備在接入路口信號機(jī)系統(tǒng)后可實時獲取路口信號燈的燈態(tài)信息和時長信息發(fā)送給車輛，同時系統(tǒng)也可對前方路口的信號燈進(jìn)行控制，從而保證 BRT 車輛在路口的優(yōu)先通行，提高公交運輸效率。經(jīng)測算，平均可減少 15% 以上的線路通行時長。

▲實時車路協(xié)同業(yè)務(wù)

智能車速策略：結(jié)合當(dāng)前路端各種傳感器和車端傳感器等智能設(shè)備，實時監(jiān)測道路交通數(shù)據(jù)狀況并通過 5G 網(wǎng)絡(luò)將這些信息上傳至 MEC 邊緣計算服務(wù)器，利用在 5G MEC 上部署智能車速策略，結(jié)合車輛歷史交通數(shù)據(jù)和司機(jī)駕駛行為進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，計算出不同路段路況下車輛的最優(yōu)車速再反饋給車輛，從而使得 BRT 車輛一方面可以以更合理的車速行駛，另一方面也減少了緊急加減速和急停等行為的發(fā)生，達(dá)到節(jié)能減排目的，百公里能耗可節(jié)省約 10%，大幅降低運營成本。

▲智能車速策略業(yè)務(wù)

安全精準(zhǔn)?？浚簭B門 BRT公交站站臺較高，駕駛員駕駛車輛入站時一旦?？空九_過遠(yuǎn)就極易發(fā)生行人下車踩空的事故。通過在 MEC 平臺上部署高精度地圖、融合感知算法、路徑規(guī)劃等策略，MEC 將這些大數(shù)據(jù)量的信息實時下發(fā)給車端，車輛根據(jù)這些策略，進(jìn)站時調(diào)整行駛軌跡，實現(xiàn)厘米級的精準(zhǔn)?？空九_。為了保證項目中 MEC 平臺獲取的定位信息的精度，在 BRT 沿線還部署了一臺高精度定位基站。經(jīng)測算車輛入站時車門與站臺間距可控制在 10cm 以下，保證乘客上下車輛的安全。

▲安全精準(zhǔn)?？繕I(yè)務(wù)

超視距防碰撞：在同一條車道同向行駛的兩輛 BRT公交車輛，車車之間實時交互通信，實現(xiàn)彼此的速度、位置、航向角等駕駛信息的共享。當(dāng)存在前車慢速、緊急制動、停止或后車加速等情況下，且兩車行駛間距小于定義安全行車距離，存在發(fā)生碰撞危險時，后車基于 TTC 碰撞時間，提前主動采取平緩剎車減速或剎車停止，同時車內(nèi)顯示裝置伴有語音提示安全預(yù)警，保障車輛行駛安全?；谲囓囃ㄐ诺姆琅鲎部梢圆皇芤暰嗟挠绊?，不受雨、雪、霧霾天氣對能見度的影響，同時相較于依靠單車傳感器實現(xiàn)的防碰撞，一方面大幅提高了感知距離，最遠(yuǎn)超過 450 米，另一方面也可降低單車實現(xiàn)防碰撞的成本。

在 2020 年完成了 60 公里的智慧化道路建設(shè)和 50輛 BRT公交車的智能網(wǎng)聯(lián)升級改造后，項目從初期的實驗驗證階段進(jìn)入了整體運營階段，由于在全國范圍內(nèi)都沒有如此大規(guī)模的智慧公交的運營項目可供借鑒，因此本項目在開始全面運營后也面臨了諸多挑戰(zhàn)。

首先從單車運營的角度看，每一輛車在經(jīng)過智能網(wǎng)聯(lián)升級之后為駕駛員帶來各種便利的同時也需要重塑駕駛員的駕駛行為和駕駛習(xí)慣，這方面目前已經(jīng)制定了相關(guān)的培訓(xùn)課程并已經(jīng)完成了 150 余位 BRT公交駕駛員的培訓(xùn)。不但提高了駕駛員的整體業(yè)務(wù)水平，也為未來相關(guān)單位制定智能車輛駕駛員認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)積累了豐富的經(jīng)驗。

其次從整體線路運營的角度看，規(guī)?；\營的實現(xiàn)加之 5G、C-V2X、高精度定位技術(shù)的引進(jìn)使得公交系統(tǒng)的調(diào)度員隨時可以掌握車輛、線路運行狀況和客流信息，這使得調(diào)度員可以根據(jù)具體情況快速調(diào)整調(diào)度計劃、實時發(fā)布車輛運營信息、實時與單一車輛交互信息，可以說為調(diào)度員的日常工作帶來了革命化的變化。

目前也在這方面與業(yè)主單位展開深入合作，一方面逐步完成公交大數(shù)據(jù)云平臺的優(yōu)化建設(shè)，從而實現(xiàn)公交線路的自動化、智慧化調(diào)度，另一方面針對調(diào)度員進(jìn)行相關(guān)培訓(xùn)，為業(yè)主單位儲備能承擔(dān)新型調(diào)度工作的合格人才。

5G 智能網(wǎng)聯(lián)車路協(xié)同系統(tǒng)支持技術(shù)上的分階段實施與部署，同時支持前向兼容和后續(xù)演進(jìn)，是一套成熟和穩(wěn)定的系統(tǒng)，目前已經(jīng)在全國多地進(jìn)行示范建設(shè)，在廈門、杭州等地已經(jīng)完成部署并上線運營，建設(shè)方案和運作方式可以快速在全國各地進(jìn)行復(fù)制。不僅可以應(yīng)用于BRT場景下，還可以部署于普通公交系統(tǒng)、出租車和網(wǎng)約車系統(tǒng)、客貨運輸系統(tǒng)，并逐步推廣至私家車領(lǐng)域，成為智慧交通的必備支撐系統(tǒng)。

綜上，廈門 5G BRT 智能網(wǎng)聯(lián)車路協(xié)同系統(tǒng)項目作為突破車路協(xié)同應(yīng)用場景和商業(yè)模式的一次成功的嘗試和示范，具有推動技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新、商業(yè)模式創(chuàng)新的積極意義，未來在構(gòu)建智慧交通產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新生態(tài)、培育車路協(xié)同產(chǎn)業(yè)集群等方面也將發(fā)揮更大的作用。

十三、基于5G MEC的分布式通用機(jī)器視覺平臺

本項目由中國電信和中興通訊聯(lián)合打造，深度結(jié)合了5G MEC 及機(jī)器視覺優(yōu)勢，利用中國電信豐富的網(wǎng)絡(luò)和計算資源及專業(yè)運維能力，疊加機(jī)器視覺算法，為工廠提供高效穩(wěn)定的云化工業(yè)級機(jī)器視覺方案，助力行業(yè)升級。項目將工廠的機(jī)器視覺系統(tǒng)部署在中國電信自研的 MEC 平臺上，基于 5G 無線和 MEC 邊緣云計算能力，簡化檢測識別現(xiàn)場的工控機(jī)方案和現(xiàn)場設(shè)備，提供軟 / 硬件加速，加快數(shù)據(jù)傳輸及視覺算法的優(yōu)化，同時保障園區(qū)數(shù)據(jù)安全。

基于 5G MEC 的分布式通用機(jī)器視覺系統(tǒng)集成了行業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的 AI 視覺檢測算法，支持工業(yè)生產(chǎn)場景下的多種算法檢測任務(wù)，可實現(xiàn)對人（人臉識別、人員狀態(tài)分析、安全頭盔檢測等）、機(jī)器（設(shè)備控制、料口堵塞分析、輸送帶跑偏監(jiān)測等）、資料（物料信息 OCR 采集、物料外觀質(zhì)量檢測等）、環(huán)境（環(huán)境檢測、視頻周界分析等）、生產(chǎn)過程（淬火視覺分析、螺栓預(yù)緊順序指引等）以及產(chǎn)品質(zhì)量（包裝檢測、測量 & 定位等）六方面的全方位管理，可滿足大多數(shù)工廠的日常生產(chǎn)運營需求。

1、行業(yè)挑戰(zhàn)

隨著計算技術(shù)、存儲技術(shù)以及傳感器技術(shù)的發(fā)展，機(jī)器視覺迅速發(fā)展為一門新興的實用科學(xué)技術(shù)，它代替人眼對目標(biāo)進(jìn)行識別、跟蹤、測量、檢測，以及為一些特殊人群進(jìn)行導(dǎo)航，取得了極好的效果。目前，在全球范圍內(nèi)，機(jī)器視覺已突破百億美元產(chǎn)值。在國內(nèi)，得益于政策、技術(shù)、市場需求等因素，機(jī)器視覺市場規(guī)模也在以每年超過 20%的速度快速增長。

機(jī)器視覺應(yīng)用于工廠，可有效幫助工廠提高生產(chǎn)、檢測效率，加強(qiáng)對工廠人員、物料、環(huán)境及安全的管理。但是傳統(tǒng)的機(jī)器視覺方案在工業(yè)視覺檢測上存在明顯短板，如：基于工位部署，采用有線組網(wǎng)方式，每個工位上除相機(jī) / 光源外，還需要部署工控機(jī)，較難工程實現(xiàn)；工位間系統(tǒng)獨立運行，圖像數(shù)據(jù)難以聚合；工位算力有限，且無法云化共享；

方案強(qiáng)定制，算法難以自優(yōu)化等等。5G MEC 能夠很好的解決以上難題。首先，基于 5G 無線部署，替換原來的有線網(wǎng)絡(luò)，可極大簡化現(xiàn)場設(shè)備和工控機(jī)方案，使機(jī)器視覺有更靈活的部署方式，且無需調(diào)整網(wǎng)絡(luò)布線就能快速實現(xiàn)對已有產(chǎn)線的技術(shù)改造。其次，5G MEC 網(wǎng)絡(luò)具有大帶寬、低時延、高算力優(yōu)勢，可以充分滿足機(jī)器視覺檢測場景對帶寬、時延和算力的需求。

項目基于 5G 和邊緣云技術(shù)，將機(jī)器視覺的檢測、識別任務(wù)部署在MEC平臺上運行，為視覺檢測、識別，提供更為強(qiáng)大的計算能力和存儲能力，同時加快算法的迭代和優(yōu)化，可有效提高工業(yè)生產(chǎn) / 檢測效率，推動工業(yè)生產(chǎn)智能化。

2、解決方案和價值

技術(shù)方案：項目基于 5G 準(zhǔn)專網(wǎng)，打造云化工業(yè)級機(jī)器視覺解決方案。支持工業(yè)視頻采集、存儲、分析全過程，向企業(yè)、開發(fā)商和個人提供數(shù)據(jù)服務(wù)，同時支持視覺 AI 算法訓(xùn)練、計算資源調(diào)度，為算法開發(fā)者提供訓(xùn)練服務(wù)。產(chǎn)品架構(gòu)上，分布式機(jī)器視覺系統(tǒng)包括數(shù)字圖像采集、數(shù)字圖像分析處理和控制執(zhí)行三大模塊。數(shù)字圖像采集模塊通過 5G 網(wǎng)絡(luò)向云端回傳數(shù)字圖像信息，在一些環(huán)境中還可以通過多卡綁定、帶寬聚合的方式實現(xiàn)數(shù)字圖像回傳。數(shù)字圖像分析處理模塊基于 MEC 進(jìn)行邊緣部署，基于圖像處理算法和 AI 算法對視頻圖像進(jìn)行分析。控制執(zhí)行模塊基于MEC 進(jìn)行邊緣部署，根據(jù)數(shù)字圖像分析處理模塊的結(jié)果進(jìn)行決策分析和控制，從而改進(jìn)生產(chǎn)過程，加強(qiáng)園區(qū)管理。

▲分布式通用機(jī)器視覺平臺設(shè)計方案

項目實施方案上，我們在園區(qū)內(nèi)部署 MEP 邊緣節(jié)點，實現(xiàn)園區(qū) 5G 全覆蓋。MEC 邊緣云提供了 IaaS、算法和分析PaaS 能力，以及質(zhì)檢、識別、OCR 等實用的 SaaS 應(yīng)用，可供客戶按需加載。高清工業(yè)相機(jī)等 5G 終端設(shè)備采集園區(qū)內(nèi)各個區(qū)域的高清視頻流并通過 5G 網(wǎng)絡(luò)以專有方式一跳接入 MEC 邊緣云。邊緣云上加載的機(jī)器視覺算法從各個維度對視頻流進(jìn)行綜合分析，獲取其中有效的視覺信息，并將分析結(jié)果返回，完成質(zhì)量檢測、設(shè)備控制、人員管理、安全防控等任務(wù)。

▲分布式通用機(jī)器視覺平臺 5G MEC 組網(wǎng)模式

項目應(yīng)用：項目通過聚合算法商店引入大量通用性實用算法，可快速集成匹配場景的機(jī)器視覺解決方案，滿足一般聚類客戶需求。目前，項目已在湖南、江蘇等地的工廠完成落地，并逐步向其他企業(yè)推廣。

( 一 ) 南京濱江工廠AAU（Active Antenna Unit）視覺檢測解決方案。中興通訊協(xié)同南京電信，通過 5G 網(wǎng)絡(luò)切片、MEC 技術(shù)為南京濱江工廠打造安全可靠的 5G 智能車間。通過5G+ 機(jī)器視覺賦能智能制造，實現(xiàn) AAU 產(chǎn)品的螺釘及點膠質(zhì)量的前端檢測，可以同時檢測 204 個對象，準(zhǔn)確率達(dá)97%，極大提高了車間裝配效率。

( 二 ) 中興長沙工廠機(jī)器視覺質(zhì)檢解決方案。中興 通訊長沙智慧 工 廠協(xié)同湖南電信綜合應(yīng) 用5G+MEC+ 高清工業(yè)相機(jī)，用于墊片、上蓋、包裝盒等產(chǎn)品外觀檢測。應(yīng)用 5G MEC 機(jī)器視覺系統(tǒng)后單次檢測時間在 0.5 秒左右，檢測準(zhǔn)確率達(dá)到了 95%，可有效代替人工目檢，解決傳統(tǒng)質(zhì)檢方案效率低、易漏檢、錯檢等問題，降低工業(yè)生產(chǎn) / 檢測成本。

十四、深圳市福田區(qū)醫(yī)聯(lián)體5G+MEC智慧醫(yī)療

2019 年以來，福田區(qū)醫(yī)聯(lián)體、中國移動、華為等單位聯(lián)合在深圳開展 5G+ 智慧醫(yī)療戰(zhàn)略合作。通過部署醫(yī)聯(lián)體醫(yī)療專網(wǎng)，在實現(xiàn)全區(qū)醫(yī)療機(jī)構(gòu)（7家醫(yī)院，83家社康）信息高效安全互通的基礎(chǔ)上，率先完成 5G 遠(yuǎn)程急救、5G遠(yuǎn)程會診、5G 移動診療、5G 社康急救指導(dǎo)、5G 智慧病房等應(yīng)用，實現(xiàn)福田區(qū)醫(yī)聯(lián)體服務(wù)的遠(yuǎn)程化、移動化、信息化快速升級改造。在疫情期間，基于 5G+MEC 的醫(yī)療專網(wǎng)，通過床旁會診、遠(yuǎn)程會診、社康急救切實落實分級診療， 助力精準(zhǔn)疫情防控。

基于醫(yī)院的實際場景，從技術(shù)到業(yè)務(wù)實現(xiàn)了網(wǎng)、端、業(yè)三大創(chuàng)新，包括 5G 衛(wèi)生專網(wǎng)建立，5G 醫(yī)療行業(yè)終端研發(fā)，覆蓋院內(nèi)、院間、院外的5G智慧醫(yī)療全場景應(yīng)用等，同時，項目創(chuàng)下了 5 個全球第一：

▲深圳智慧醫(yī)療五個第一

1、行業(yè)挑戰(zhàn)

目前醫(yī)療行業(yè)信息化主要面臨以下幾方面的挑戰(zhàn)：

（1）、新業(yè)務(wù)提出更高的通信保障需求。尤其醫(yī)學(xué)視頻、影像類數(shù)據(jù)對網(wǎng)絡(luò)帶寬、傳輸質(zhì)量、傳輸速率、可靠性等都提出了新的要求。同時 3GPP/ITU 等多個國際標(biāo)準(zhǔn)及行業(yè)組織展開對智慧醫(yī)療場景及應(yīng)用的研究，未來將有 20+ 新業(yè)務(wù)入駐新型醫(yī)療生態(tài)，新技術(shù)衍生的新應(yīng)用對通信網(wǎng)絡(luò)提出更高要求。

（2）、數(shù)據(jù)存在泄漏風(fēng)險。醫(yī)療信息系統(tǒng)采集病人大量的健康信息，如電子病歷、醫(yī)療影像等，如何保護(hù)病人個人隱私和醫(yī)療數(shù)據(jù)不泄漏，降低病人隱私數(shù)據(jù)被篡改的風(fēng)險。

（3）、數(shù)據(jù)資產(chǎn)凍結(jié)共享難。由于各醫(yī)療機(jī)構(gòu)醫(yī)療信息系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，醫(yī)院內(nèi)部各部門之間和跨醫(yī)院之間缺乏臨床信息共享和交換，醫(yī)院的數(shù)據(jù)整合性不高，醫(yī)院之間、醫(yī)院內(nèi)外健康數(shù)據(jù)不流通、共享難，醫(yī)療數(shù)據(jù)資源利用率低。

2、解決方案和價值

福田區(qū)醫(yī)聯(lián)體 5G 智慧醫(yī)療項目以 5G MEC 和切片技術(shù)為底座，部署區(qū)域 5G 衛(wèi)生專網(wǎng)，涵蓋院內(nèi)、院間、院外三大場景，滿足醫(yī)療業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)不外出、高帶寬、低時延、靈活接入等需求。

整體架構(gòu)：圍繞5G衛(wèi)生專網(wǎng)建立，5G醫(yī)療行業(yè)終端研發(fā)，全場景5G創(chuàng)新應(yīng)用等方面進(jìn)行探索和實踐，在高速穩(wěn)定的5G專網(wǎng)環(huán)境下，實現(xiàn)多平臺協(xié)作，打造面向移動診療、分級診療、智慧病房的 5G 全場景應(yīng)用。

網(wǎng)絡(luò)：區(qū)域級 5G 衛(wèi)生專網(wǎng)，涵蓋醫(yī)療業(yè)務(wù)和公共衛(wèi)生。區(qū)域級 5G 衛(wèi)生專網(wǎng)：涵蓋福田醫(yī)聯(lián)體 7 家醫(yī)院 +83 個社區(qū)康復(fù)中心，創(chuàng)新性的設(shè)計區(qū)域級 5G 衛(wèi)生專網(wǎng)，MEC 共建共享。

公網(wǎng)專網(wǎng)：在福田醫(yī)聯(lián)體項目中，基于“5G 公網(wǎng)專用”體系架構(gòu)，采用 5G+MEC+ 切片技術(shù)建設(shè)虛擬專網(wǎng)。通過“公網(wǎng)專用”模式，兼顧醫(yī)療行業(yè)應(yīng)用與醫(yī)院公眾用戶通信需求。具有低成本、高性能、廣覆蓋、安全可靠的優(yōu)勢：

低成本：專網(wǎng)的建設(shè)和維護(hù)成本都是一些區(qū)屬醫(yī)院、社康中心無法承受的。5G 公網(wǎng)建設(shè)和運維由運營商負(fù)責(zé)，借助 5G“公網(wǎng)專用”的模式，可以幫助醫(yī)療行業(yè)低成本快速建設(shè)專網(wǎng)。

高性能：5G 網(wǎng)絡(luò)具備的高帶寬、低時延等特性，能夠滿足大量醫(yī)療設(shè)備、醫(yī)療影像數(shù)據(jù)、高清視頻實時傳輸?shù)男枨?，緩解醫(yī)院內(nèi)網(wǎng)、院間有線衛(wèi)生專網(wǎng)的傳輸負(fù)荷和帶寬壓力。

廣覆蓋（服務(wù)范圍廣）：運營商網(wǎng)絡(luò)天然具有覆蓋優(yōu)勢，公網(wǎng)覆蓋的地方均可提供專網(wǎng)服務(wù)，能夠滿足專網(wǎng)廣覆蓋和移動性的要求。在中大八院項目中，5G 衛(wèi)生專網(wǎng)打通院內(nèi)院間院外網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)建醫(yī)院與社康二級聯(lián)動的區(qū)域急救體系、分級診療體系，推動急救過程前移，極大延伸醫(yī)療服務(wù)半徑。

安全可靠：借助 5G 切片 +MEC 等新技術(shù)，可以提供網(wǎng)絡(luò)的安全隔離，實現(xiàn)專網(wǎng)用戶與公共用戶的業(yè)務(wù)隔離，互不影響。運營商網(wǎng)絡(luò)設(shè)備嚴(yán)格遵循 3GPP 的安全標(biāo)準(zhǔn)，醫(yī)療終端設(shè)備專卡接入，無線、傳輸?shù)胶诵木W(wǎng)設(shè)備都需嚴(yán)格的入網(wǎng)認(rèn)證，運營商 MEC 機(jī)房符合等保 3 級安全標(biāo)準(zhǔn)，MEC 到醫(yī)院數(shù)據(jù)中心通過電路專線連接，為專網(wǎng)提供端到端的物理隔離和安全保障。

MEC（邊緣計算技術(shù)）：是 5G 衛(wèi)生專網(wǎng)方案中的關(guān)鍵使能技術(shù)，下沉的 MEC邊緣計算，實現(xiàn)醫(yī)療數(shù)據(jù)不外出，保障了低時延業(yè)務(wù)的實時交互。

SA 獨立組網(wǎng) & 端到端切片：深圳移動目前已經(jīng)建設(shè) 1.5 萬個 5G 基站，實現(xiàn) 5G SA獨立組網(wǎng)全覆蓋，為端到端網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)的應(yīng)用創(chuàng)造了基礎(chǔ)條件，5G SA 端到端切片保障通信高峰期醫(yī)療業(yè)務(wù)帶寬、時延的穩(wěn)定，為醫(yī)療業(yè)務(wù)提供穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。

終端：醫(yī)療推車上集成 5G 通訊模組，解決 5G 醫(yī)療終端缺乏的難題。醫(yī)療推車（移動終端）植入 5G 模組：5G 醫(yī)療終端是5G 應(yīng)用落地實施的關(guān)鍵一環(huán)，尤其是移動醫(yī)療終端 5G 通信模塊需和終端設(shè)備高度集成、一體化設(shè)計，集成 5G 模組的行業(yè)終端通常需要較長的開發(fā)、驗證、集成和認(rèn)證過程，且現(xiàn)階段 5G 模組存在尺寸大、功耗大、行業(yè)適配的問題。

面對以上挑戰(zhàn)，中大八院 5G 項目組進(jìn)行一系列創(chuàng)新性設(shè)計和探索，全國首創(chuàng)在醫(yī)療推車（移動醫(yī)生車、移動護(hù)士車、床邊會診車、遠(yuǎn)程視頻查房推車、智能搶救車）的機(jī)箱主板上集成 5G 通訊模組，解決 5G 醫(yī)療終端缺乏的難題，可復(fù)制性強(qiáng)，具有行業(yè)示范效應(yīng)和里程碑意義，一期已經(jīng)實現(xiàn)了醫(yī)療推車 5G 模組植入，首批改造 36 臺推車。5G 平均下載速率 600Mbps，房間內(nèi)外都較為流暢，可在 10~20 秒內(nèi)完成500 張以上 CT 影像序列的加載，影像序列瀏覽過程中無任何延時。

借助 5G 廣覆蓋、5G 衛(wèi)生專網(wǎng)無縫對接醫(yī)院內(nèi)網(wǎng)的便利，中大八院項目一期實現(xiàn) 5G 家庭遠(yuǎn)程照護(hù)平臺、智慧區(qū)域急救平臺、遠(yuǎn)程會診平臺、智慧病房交互平臺等多平臺協(xié)作。

▲5G醫(yī)療多平臺協(xié)作

截止目前，福田區(qū)醫(yī)聯(lián)體 5G 智慧醫(yī)療項目在中山大學(xué)附屬第八醫(yī)院試已經(jīng)運行了 3 個月。未來，針對醫(yī)療終端全 5G接入、公網(wǎng)專用切片管理系統(tǒng)、以及面向物聯(lián)網(wǎng)的精準(zhǔn)定位等應(yīng)用還將進(jìn)行持續(xù)的推進(jìn)與探索。

十五、5G MEC切片專網(wǎng)

2019 年，浙江省全面開展縣域醫(yī)療衛(wèi)生服務(wù)共同體（簡稱醫(yī)共體）建設(shè)，促進(jìn)優(yōu)質(zhì)資源下沉、提高基層醫(yī)院的看病救治能力。新昌縣人民醫(yī)院醫(yī)共體以新昌縣人民醫(yī)院為中心，為縣域內(nèi)鄉(xiāng)鎮(zhèn)衛(wèi)生院開展遠(yuǎn)程醫(yī)療服務(wù)，希望運用醫(yī)療行業(yè)信息化先進(jìn)技術(shù)和 5G 智慧醫(yī)療應(yīng)用，完善和落實以醫(yī)共體為架構(gòu)的分級診療體系，提升基層醫(yī)生讀片閱片能力和診治復(fù)雜病情的能力。

浙江聯(lián)通聯(lián)合合作伙伴在新昌縣人民醫(yī)院調(diào)研后，聚焦醫(yī)學(xué)影像類的拓展應(yīng)用和遠(yuǎn)程手術(shù)教學(xué)指導(dǎo)。2020 年5 月，項目完成從核心網(wǎng)、承載網(wǎng)到無線網(wǎng)的端到端 5G網(wǎng)絡(luò)切片和 MEC 環(huán)境搭建。首批試點科室，包括脊柱科、手術(shù)室、大市聚衛(wèi)生院等可通過 5G 終端使用三維影像重建、MR 輔助手術(shù)規(guī)劃、AR 遠(yuǎn)程手術(shù)指導(dǎo)等創(chuàng)新技術(shù)，應(yīng)用于移動查房、醫(yī)患溝通、醫(yī)生之間診療方案溝通和臨床教學(xué)等多個場景。

1、解決方案和價值

新昌縣人民醫(yī)院醫(yī)共體 5G 網(wǎng)絡(luò)切片作為浙江聯(lián)通首個切片應(yīng)用測試項目，搭建 5G SA 端到端網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，并驗證 SA 網(wǎng)絡(luò)和切片配置功能，同時還搭建了邊緣云計算環(huán)境，進(jìn)行業(yè)務(wù)軟件、應(yīng)用終端、切片訂購的部署，實現(xiàn)了基于“5G+MEC+ 切片”網(wǎng)絡(luò)承載的“三維影像重建、MR 輔助手術(shù)規(guī)劃和 AR 遠(yuǎn)程手術(shù)指導(dǎo)”業(yè)務(wù)。

高性能 MEC 邊緣云：醫(yī)學(xué)影像的數(shù)據(jù)規(guī)模較大，傳統(tǒng)的基于 CPU 的三維重建算法并不能很好的達(dá)到實時性的需求。為此，新昌MEC 邊緣云平臺配置了GPU 板卡，并使用 GPU 虛擬化軟件將 GPU 資源重新劃分，該超性能異構(gòu)計算平臺提供了強(qiáng)大的三維重建、影像渲染、視頻處理能力的同時還滿足了業(yè)務(wù)對時延的性能要求。

同時，邊緣云平臺與醫(yī)院PACS 系統(tǒng)對接，每天實時接收醫(yī)院 CT 和 MRI 等影像文件。MEC 服務(wù)器配置 SSD 硬盤，保證影像數(shù)據(jù)的讀寫速度和存儲時間，滿足一個住院病人在 10~15 天的平均住院時間期間，醫(yī)生可以隨時調(diào)取住院病人的影像數(shù)據(jù)進(jìn)行醫(yī)療診斷。

網(wǎng)絡(luò)部署及切片配置：根據(jù)新昌縣人民醫(yī)院醫(yī)共體試點科室和衛(wèi)生院位置區(qū)域，采用宏微站結(jié)合方式進(jìn)行 SA 網(wǎng)絡(luò)覆蓋，通過一網(wǎng)兩用的虛擬專網(wǎng)模式，兼顧醫(yī)療專業(yè)應(yīng)用與公眾用戶通信需求。杭州核心機(jī)房部署了 5G 核心網(wǎng)的控制面、管理面、切片管理單元和公共用戶面網(wǎng)元等，新昌本地匯聚機(jī)房則部署了邊緣 MEC/UPF。核心網(wǎng)上，分別配置兩個切片 ID 和 DNN，區(qū)分公共業(yè)務(wù)和切片業(yè)務(wù)，對應(yīng)設(shè)置不同路由和 QoS，無線側(cè)選用基于 5QI 的差異化調(diào)度方案實現(xiàn)切片設(shè)置，承載網(wǎng)選用硬切片方式。

通過現(xiàn)網(wǎng)測試，網(wǎng)絡(luò)時延平均 7.8ms，空口帶寬比公眾切片帶寬大的情況下，當(dāng)公眾切片擁塞，普通用戶通過手機(jī)使用視頻業(yè)務(wù)出現(xiàn)卡頓，而專有切片下的醫(yī)療用戶業(yè)務(wù)體驗正常，不受公眾業(yè)務(wù)高負(fù)荷影響。相關(guān)數(shù)據(jù)如下：

▲現(xiàn)網(wǎng)測試數(shù)據(jù)

2、業(yè)務(wù)應(yīng)用

三維影像重建與三維影像 MR 呈現(xiàn)：基于 5G MEC 的醫(yī)學(xué)三維云影像工作站，集高效圖像處理、人工智能、混合現(xiàn)實全息可視化和云技術(shù)為一體，實現(xiàn)影像數(shù)據(jù)的獲取、傳輸、導(dǎo)入與保存，支持多?？颇K，能夠在多個門診科室應(yīng)用。通過 5G 將三維模型推送至移動終端，能夠全息顯示與全方位觀察 3D 影像數(shù)據(jù)，并支持 3D 打印。

在醫(yī)共體各機(jī)構(gòu)間開展遠(yuǎn)程醫(yī)療時，終端只需訪問本地邊緣云即可完成數(shù)據(jù)重建工作，無須額外的本地硬件和網(wǎng)絡(luò)配置。5G 邊緣云醫(yī)療工作站強(qiáng)大的智能化檢索、調(diào)用、重建、分割、還原等功能提供了全新的影像資料使用方式，有助于深度挖掘影像數(shù)據(jù)的使用價值。

5G 與 MR（混合實現(xiàn)）技術(shù)結(jié)合，將二維 DICOM數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成三維影像或動畫，并將其呈現(xiàn)在現(xiàn)實空間中，實現(xiàn)影像數(shù)據(jù)的全息可視化，賦予外科醫(yī)生“透視眼”，為精準(zhǔn)外科的臨床、科研、教學(xué)培訓(xùn)提供創(chuàng)新型應(yīng)用影像數(shù)據(jù)的方案。

▲MR 使用培訓(xùn)

遠(yuǎn)程手術(shù)指導(dǎo)和示教：5G 醫(yī)療專網(wǎng)能夠保障手術(shù)室的主刀醫(yī)生與遠(yuǎn)端專家間建立實時在線的互動溝通，通過多路高清視頻實時傳輸，并基于 AR 技術(shù)融合兩方的視頻在同一場景下，將遠(yuǎn)方專家的指導(dǎo)意見帶入手術(shù)現(xiàn)場，如同遠(yuǎn)程專家“親臨現(xiàn)場” 、 “手把手”的指導(dǎo)手術(shù)，實現(xiàn)了遠(yuǎn)程手術(shù)會診的實時化、可視化、精準(zhǔn)化。

同時，將手術(shù)進(jìn)行中的畫面實時直播至教研室或會議室，與會醫(yī)生可與手術(shù)室醫(yī)生進(jìn)行實時交流，通過實時遠(yuǎn)程觀摩有效的提高手術(shù)教學(xué)效率、改善教學(xué)質(zhì)量。針對跨院區(qū)之間的醫(yī)療協(xié)作，可通過 5G 專網(wǎng)承載的遠(yuǎn)程醫(yī)療業(yè)務(wù)，采用指導(dǎo)和示教的方式，幫助基層醫(yī)院提高業(yè)務(wù)水平，提升就診率和救治率。

▲新昌縣人民醫(yī)院脊柱外科示教室

十六、5G+4K/8K 制播平臺

2020 年 6 月，緊 密 圍 繞 中 央 廣 播 電 視 總 臺 的“5G+4K/8K+AI”戰(zhàn)略目標(biāo)，充分利用 5G、AI 等新技術(shù)手段，由中央廣播電視總臺牽頭，中國移動通信有限公司、華為技術(shù)有限公司、國家廣播電視總局廣播電視規(guī)劃院、廣東省超高清創(chuàng)新中心、北京數(shù)碼視訊科技股份有限公司參與，建設(shè)北京總部和上海傳媒港 4K/8K 制播系統(tǒng)，并圍繞節(jié)目制播需求建設(shè) 5G 網(wǎng)絡(luò)，擴(kuò)大超高清節(jié)目制播和分發(fā)能力，項目總投資 4.19 億元。

項目采用室外宏站覆結(jié)合室分的建設(shè)方式，建設(shè)覆蓋總臺光華路辦公區(qū)、復(fù)興路辦公區(qū)、上海傳媒港的 5G專網(wǎng)，包含室外、演播室、會議室、貴賓廳、辦公區(qū)、重要走廊等多個區(qū)域，總面積超過 10 萬平米，并完成與臺內(nèi)網(wǎng)絡(luò)的安全對接，助力臺內(nèi)人員通過 5G 網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)媒資的處理。

項目在總臺光華路辦公區(qū)、復(fù)興路辦公區(qū)、上海傳媒港各建設(shè)一套邊緣計算平臺，平臺包括基礎(chǔ)系統(tǒng)、存儲系統(tǒng)、5G 分流系統(tǒng)（含 UPF）及存儲數(shù)據(jù)庫，在部署大容量存儲的基礎(chǔ)上，根據(jù)視頻編輯和處理的具體需求再部署 GPU等硬件實現(xiàn)圖形處理的加速，實現(xiàn) 4K/8K 超高清視頻的制作和播出。

項目將打造一套網(wǎng)絡(luò)切片運營管理平臺，作為中國移動對總臺網(wǎng)絡(luò)切片業(yè)務(wù)的門戶網(wǎng)站，支撐總臺超高清制播方面的網(wǎng)絡(luò)切片需求，實現(xiàn) 5G 網(wǎng)絡(luò)端到端的切片，保障超高清視頻傳輸?shù)姆€(wěn)定性、安全性和可靠性。并建設(shè)網(wǎng)絡(luò)切片所必需的的通信服務(wù)管理功能和網(wǎng)絡(luò)切片管理功能，作為網(wǎng)絡(luò)切片的底層能力支撐。

▲“5G+4K/8K 超高清制播示范平臺”5G 應(yīng)用示意圖

1、行業(yè)挑戰(zhàn)

中央廣播電視總臺 2018 年開播了中國首個上星 4K 頻道。電信運營商方面，中國電信、中國聯(lián)通、中國移動于2015年開始，在 IPTV 中推出了4K 電視節(jié)目。隨著 4K 影視的逐步普及，未來我國 4K 電視出貨量將進(jìn)一步提高，預(yù)計 2020年我國 4K 電視出貨量將近 4500 萬臺。為了更好的促進(jìn)4K、8K 產(chǎn)品普及，加快超高清視頻產(chǎn)業(yè)發(fā)展，2019 年 3月1日，工信部、國家廣播電視總局、中央廣播電視總臺印發(fā)《超高清視頻產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動計劃》，計劃指出 2022 年 4K 電視終端全面普及，8K 電視占比要達(dá)到 5%。

由于超高清視頻分辨率要達(dá)到 4K 甚至 8K，而且?guī)室_(dá)到 50 幀以上，圖像采樣比特數(shù)提升到 10 比特，同時圖像增加高動態(tài)范圍（HDR）標(biāo)準(zhǔn)，對帶寬的需求在幾十兆到上百兆。超高清視頻對帶寬的需求與 5G 的 eMBB匹配，業(yè)務(wù)成熟度高，奠定了面向以超高清視頻為主的eMBB 業(yè)務(wù)的 5G 網(wǎng)絡(luò)商用基礎(chǔ)，超高清視頻也成為推動5G 發(fā)展不可或缺的業(yè)務(wù)。

2、解決方案和價值

5G+4K/8K 超高清制播示范平臺是以5G網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，借用5G大帶寬、低時延、廣連接的特性，實現(xiàn)超高清視頻的采集、傳輸、制作和播出，實現(xiàn)業(yè)務(wù)流的全面升級，提升采編播的效率。

5G 基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)：總臺總部的 5G 網(wǎng)絡(luò)覆蓋光華路辦公區(qū)和復(fù)興路辦公區(qū)，根據(jù)業(yè)務(wù)屬性，劃分為重點區(qū)域和非重點區(qū)域，分別部署新型室分和傳統(tǒng)室分。上海傳媒港的 5G 網(wǎng)絡(luò)覆蓋室外和室內(nèi)演播室大廳等技術(shù)區(qū)域。其中室外覆蓋會新建 5GNR 宏站，實現(xiàn)室外區(qū)域 5G 全覆蓋。室內(nèi)覆蓋采用新型室分方式，實現(xiàn)室內(nèi)區(qū)域 5G 全覆蓋。

并實現(xiàn) 5G 網(wǎng)絡(luò)分別從核心網(wǎng)側(cè)、邊緣計算節(jié)點側(cè)、空口側(cè)與總臺基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的緊密結(jié)合，用于滿足總臺園區(qū)內(nèi)、上?？傉尽@區(qū)外不同移動場景、不同業(yè)務(wù)應(yīng)用所需的網(wǎng)絡(luò)訪問需求。

邊緣計算平臺：基于 5G 網(wǎng)絡(luò)的邊緣計算可以把在云端的計算和存儲能力拉到靠近用戶側(cè)的本地端，進(jìn)而形成邊緣云的能力。借助 5G 網(wǎng)絡(luò)大帶寬的特性，超高清視頻可以快速的從客戶側(cè)傳送至邊緣云進(jìn)行實時編輯、存儲、傳輸?shù)炔僮?，大大的降低了端到端的業(yè)務(wù)時延。相比之前 4G 網(wǎng)絡(luò)配合云端制作的模式，不僅提升業(yè)務(wù)效率，在可靠性、安全性等方面也有了極大的提升。

邊緣計算平臺：上下行帶寬能夠穩(wěn)定達(dá)到 1Gbps，可以實現(xiàn) 5G 網(wǎng)絡(luò)覆蓋下的臺內(nèi)和臺外區(qū)域提供接入服務(wù)。需要具備 10 路 4K 碼流的業(yè)務(wù)處理能力，與總臺的私有云在建立安全訪問策略的基礎(chǔ)之上，互聯(lián)互通。平臺實現(xiàn) 5G 網(wǎng)絡(luò)接入、選擇 UPF、應(yīng)用部署、互聯(lián)網(wǎng)訪問四點功能，手機(jī)、PAD、OA 機(jī)、移動非編等移動編輯終端通過臺內(nèi)、臺外 5G網(wǎng)絡(luò)接入，訪問臺內(nèi)的邊緣計算平臺，進(jìn)行實際的業(yè)務(wù)處理。

網(wǎng)絡(luò)切片運營管理平臺：面向總臺 4K/8K 視頻直播場景，根據(jù)媒體傳輸數(shù)據(jù)安全性、隔離度要求，采用運營商5G SA公網(wǎng)切片部署方案，在 5G 公網(wǎng)內(nèi)劃分物理或邏輯隔離的 5G 端到端網(wǎng)絡(luò)切片資源，用于承載媒體數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)，做到公網(wǎng)專用，滿足媒體行業(yè)數(shù)據(jù)的安全性和隔離性需求。

即使在無線接入網(wǎng)、傳輸網(wǎng)及核心網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)節(jié)點出現(xiàn)擁塞的情況下，業(yè)務(wù)仍然不受影響，視頻播放清晰、流暢。利用 5G 網(wǎng)絡(luò)高速率，大帶寬，低延遲、高保障等特性，為總臺媒體業(yè)務(wù)打造一條“直播專用通道”。

▲網(wǎng)絡(luò)切片整體架構(gòu)圖

通過 5G 專網(wǎng)、邊緣計算平臺、網(wǎng)絡(luò)切片運營管理平臺的建設(shè)，助力總臺實現(xiàn)超高清視頻的采集、編輯和播出。在原有 4G 網(wǎng)絡(luò)條件下，視頻節(jié)目只能采取標(biāo)清或高清的形式。5G 專網(wǎng)建設(shè)完成后，可以實現(xiàn)總臺40Mbps節(jié)目（4K）的實時回傳，并能夠保證傳輸通道的一主一備，即傳輸帶寬達(dá)到 80Mbps，還可以實現(xiàn)單路 160Mbps 節(jié)目（8K）的實時回傳，保證節(jié)目播放不卡頓、不花屏。

節(jié)目實時回傳的應(yīng)用主要使用的是上行帶寬，所以節(jié)目的傳輸不僅應(yīng)用到 5G 大帶寬的特性，還使用了時隙配比技術(shù)，增加上行帶寬的通道，確保超高清的信號回傳穩(wěn)定。通過 5G 網(wǎng)絡(luò)，總臺的 5G+4K/8K 便攜傳輸系統(tǒng)可以在移動狀態(tài)下輕松的實現(xiàn)攝像機(jī)輸出的 4K/8K 超高清信號本地編碼、加密，并通過 5G 網(wǎng)絡(luò)回傳，極大的解決了超高清節(jié)目制作中機(jī)位固定的難題，使得節(jié)目制作方式更加靈活。

5G 全面商用化已過去了一年多，作為新一代信息通信技術(shù)領(lǐng)域的引領(lǐng)性技術(shù)，5G將全面構(gòu)筑數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施，打通信息流動“大動脈”，成為經(jīng)濟(jì)社會轉(zhuǎn)型發(fā)展新引擎。2020 年是極不平凡的一年，新冠疫情的爆發(fā)也加速了 5G發(fā)展按下了快車鍵?，F(xiàn)在，5G 賦能千行百業(yè)，不斷向垂直行業(yè)滲透，為設(shè)備賦智、為企業(yè)賦值、為產(chǎn)業(yè)賦能，推動數(shù)字經(jīng)濟(jì)實現(xiàn)消費互聯(lián)網(wǎng)和產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)雙輪驅(qū)動。

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