基于5G技術(shù)的智慧園區(qū)應(yīng)用研究

文信翔，戴 剛

（中通服咨詢設(shè)計研究院有限公司，江蘇 南京 210019）

0 引 言

2019年10月31日，中國國際信息通信展覽會上，工信部副部長宣布5G商用正式啟動，從人與人連接的4G過渡到人與人，人與物，物與物連接的5G。

國際電信聯(lián)盟在2015年定義了5G的三大應(yīng)用場景：eMBB（增強(qiáng)的移動寬帶）主要針對大帶寬的移動應(yīng)用，如高速移動上網(wǎng)、虛擬現(xiàn)實(shí)/增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（VR/AR）、無人機(jī)及高清視頻等；URLLC（超可靠低時延通信）主要針對工業(yè)自動化控制、電子醫(yī)療及自動駕駛等；mMTC（海量機(jī)器類通信）主要針對小數(shù)據(jù)包和海量連接的物聯(lián)網(wǎng)，在環(huán)境監(jiān)控、智能家居、智慧園區(qū)及智慧城市等場景大規(guī)模應(yīng)用。

智慧園區(qū)的概念出現(xiàn)在智慧城市之后，國家頒布了多個政策鼓勵智慧園區(qū)建設(shè)[1]。相對于智慧城市，智慧園區(qū)側(cè)重于滿足園區(qū)企業(yè)需求及進(jìn)行園區(qū)智慧管理。在云計算已經(jīng)成為數(shù)據(jù)中心主導(dǎo)技術(shù)下，邊緣計算（MEC）作為5G的核心網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將云端的功能下沉到邊緣。邊緣計算可作為云計算的延伸和補(bǔ)充，能夠在靠近應(yīng)用端和數(shù)據(jù)端提供高性能的計算、網(wǎng)絡(luò)及存儲能力，達(dá)到更快的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)響應(yīng)，滿足本地用戶的智能服務(wù)。邊緣計算部署到園區(qū)，結(jié)合5G的超高帶寬、極低時延、海量連接等技術(shù)，讓智慧園區(qū)的應(yīng)用和管理發(fā)生了變革。圖1為智慧園區(qū)發(fā)展圖。

圖1 智慧園區(qū)發(fā)展圖

1 無人駕駛

園區(qū)道路路況相對簡單，規(guī)劃合理，交通相對可控，非常適合無人駕駛的應(yīng)用。無人駕駛的特殊性需要基礎(chǔ)設(shè)施提供毫秒級通信時延、強(qiáng)大的邊緣計算能力、實(shí)時的全局信息感知和信息交互能力，邊緣計算可有效地滿足無人駕駛的需求。

蜂窩基站、衛(wèi)星和5G結(jié)合使用可提供高精度的分米/厘米定位服務(wù)，可滿足空曠地帶、密級區(qū)域、遮擋區(qū)域及室內(nèi)的全場景定位需求；基于車輛位置、線路、路況視頻等大量數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)車輛路線實(shí)時智能調(diào)度，可實(shí)現(xiàn)車內(nèi)遠(yuǎn)程監(jiān)控，提高運(yùn)營效率。

1.1 無人駕駛送貨車

自從2013年亞馬遜提出將要使用無人機(jī)進(jìn)行部分物流運(yùn)輸工作以來，無人物流的概念就被深入開發(fā)。相比干線物流，對最后一公里進(jìn)行無人化改造效益更為顯著，使用無人駕駛送貨車，能夠大量的節(jié)省人力成本。

1.2 無人巴士

考慮園區(qū)各區(qū)域人員的流動或者上下班，可進(jìn)行無人巴士部署，實(shí)現(xiàn)自動化接駁。2018-2019年雄安新區(qū)和深圳福田保稅區(qū)都已經(jīng)進(jìn)行無人大巴試運(yùn)行，標(biāo)志著園區(qū)運(yùn)行無人大巴的技術(shù)成熟。

1.3 無人駕駛清掃車

可完美代替人力進(jìn)行全天候環(huán)衛(wèi)工作，自主在路面上完成清掃、灑水、垃圾收集等工作，2020年5月16日，無人駕駛清掃車已亮相夫子廟景區(qū)。

2 智慧安防

結(jié)合5G技術(shù)、人工智能及紅外識別等技術(shù)，配合固定點(diǎn)高清攝像頭，使用無人機(jī)和巡檢機(jī)器人可實(shí)現(xiàn)24 h自動無死角動態(tài)巡檢、交通監(jiān)管、人流控制、救災(zāi)調(diào)度等，對人員進(jìn)行自動識別，自動檢測煙霧、有毒氣體和高溫等異常情況，借助5G高帶寬、低時延的特性實(shí)現(xiàn)高清視頻4K與VR的實(shí)時傳送。當(dāng)?shù)孛娉霈F(xiàn)異常情況時，無人機(jī)可派遣機(jī)器人進(jìn)行現(xiàn)場異常確認(rèn)，并把情況實(shí)時反饋給指揮中心，及時預(yù)警。同時，對于無法機(jī)器覆蓋的區(qū)域，園區(qū)管理人員可佩帶高清記錄儀，可實(shí)現(xiàn)高清圖片及音視頻實(shí)時上傳，以及遠(yuǎn)程指控等網(wǎng)絡(luò)功能。未來，安防無人機(jī)、巡檢機(jī)器人及執(zhí)法記錄儀等安防領(lǐng)域市場空間巨大。

3 智能沙盤系統(tǒng)

基于AR和BIM的智能沙盤系統(tǒng)作為新一代智能沙盤，可以將建筑體演示與實(shí)體建筑沙盤結(jié)合，使用多種先進(jìn)、快捷和簡便的操作手段（觸摸屏、電腦紅外、遙控等），進(jìn)行聲光電一體化多元展示，可以有豐富多彩的多媒體展示，圖文聲茂，生動活潑[2-4]。用戶可以在場景中放置并觀察虛擬的沙盤模型，對園區(qū)場景進(jìn)行模擬控制與管理。電子沙盤的智能化將會是未來園區(qū)管理沙盤模型的主流；同時，該技術(shù)也可推動智慧展廳的智能化發(fā)展。

4 智慧燈桿

智慧燈桿可以集成智能照明、通信基站、LED顯示屏、視頻監(jiān)控、氣象監(jiān)測、無線WiFi和廣播等功能，實(shí)現(xiàn)以路燈桿為載體，通過前端感知和網(wǎng)絡(luò)覆蓋為市政、交通、安防等專業(yè)提供服務(wù)，打造共建、共治、共贏的物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)圈，支撐智慧園區(qū)乃至智慧城市的建設(shè)和管理。2019年開始，多個城市開始進(jìn)行了智慧燈桿的試點(diǎn)，如廣州從化生態(tài)設(shè)計小鎮(zhèn)智慧燈桿項(xiàng)目、成都的5G多功能智慧燈桿項(xiàng)目、天津市路燈“1001工程”及杭州市蕭山區(qū)的智慧燈桿項(xiàng)目。

5 智慧醫(yī)療

基于5G和AR技術(shù)，在有限的醫(yī)療人力和設(shè)備資源的情況下，充分利用大醫(yī)院和專科醫(yī)院的醫(yī)療技術(shù)力量和優(yōu)勢，推動全國的醫(yī)療資源在下層進(jìn)行共享。在大型社區(qū)建設(shè)智慧小醫(yī)院，可進(jìn)行疾病診斷和治療；也可以使用大型車輛建設(shè)一棟智慧醫(yī)院，可移動式診斷和治療，還能節(jié)約基礎(chǔ)設(shè)施投資。這樣的醫(yī)療模式是對醫(yī)療業(yè)務(wù)的創(chuàng)新，極大地提高醫(yī)療效率和診斷水平，為園區(qū)提供增值服務(wù)和保障，提升整個園區(qū)的綜合效能[5]。

6 其他應(yīng)用

結(jié)合無人機(jī)的全范圍巡邏能力，可遠(yuǎn)程協(xié)調(diào)交通，助力智慧交通發(fā)展；物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與5G技術(shù)的結(jié)合，智能汽車可實(shí)現(xiàn)人與車、車與地、車之間、車與控制中心的信息實(shí)時交互，極大地提高導(dǎo)航及定位精準(zhǔn)度，實(shí)現(xiàn)智慧停車；部署各種探測器，對園區(qū)內(nèi)環(huán)境的溫度濕度、PM2.5濃度、PM10濃度、煙霧濃度、空氣質(zhì)量及降水量等信息進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，同時可對園區(qū)企業(yè)內(nèi)的環(huán)保設(shè)施、設(shè)備運(yùn)行狀況作出檢測，為園區(qū)管理部門動態(tài)掌握園區(qū)環(huán)境情況和異常預(yù)警提供支持，實(shí)現(xiàn)園區(qū)環(huán)境的智慧監(jiān)控。

7 結(jié) 論

智慧園區(qū)作為智慧城市的重要延伸，是園區(qū)信息化發(fā)展高級階段的產(chǎn)物，能夠把園區(qū)內(nèi)的各個系統(tǒng)進(jìn)行整合，建設(shè)成為可視化的統(tǒng)一管理平臺，對各系統(tǒng)的信號進(jìn)行自動分析和策略判斷，自動發(fā)現(xiàn)問題，自動推送有問題數(shù)據(jù)到相應(yīng)部門進(jìn)行預(yù)警。合理地利用云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)及人工智能等新一代信息技術(shù)，建設(shè)基于5G的智慧園區(qū)，推進(jìn)園區(qū)政務(wù)管理、園區(qū)治理、產(chǎn)業(yè)發(fā)展、惠民服務(wù)等方面轉(zhuǎn)型升級，提升全社會基本公共服務(wù)的覆蓋面和均等化水平，構(gòu)建立體化、全方位、廣覆蓋的社會信息服務(wù)體系，推動經(jīng)濟(jì)社會高質(zhì)量發(fā)展，建設(shè)美好社會。5G技術(shù)的普及為智慧園區(qū)的創(chuàng)新發(fā)展提供了大力技術(shù)支持，建設(shè)5G+智慧園區(qū)是順應(yīng)時代發(fā)展的必然要求，是推進(jìn)園區(qū)精準(zhǔn)治理、產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新、品質(zhì)生活的重要途徑。