5G技術在軍校的應用場景探究

夏晨 張然 陳權

摘要：第五代移動通信技術具有先進的技術優勢和廣闊的應用前景，5G技術將與其他社會生產領域深度融合，帶來了全新的技術應用場景，深刻改變人們的生產生活方式。研究這一技術在校園網中創新應用，具有一定的理論意義和實踐指導意義。本文介紹了5G技術的特點;重點分析5G技術在軍校校園中的應用場景創新以及對軍校教育事業發展的積極作用，同時指出推動這一進程中存在的困難與問題，并提出相應的對策建議。

關鍵詞：5G軍校應用;應用場景;創新

中圖分類號：G642? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）11-0242-03

1引言

2017年4月，國務院印發的《關于積極推進“互聯網+”行動的指導意見》中明確提出“探索新型教育服務供給方式”的目標任務。這意味著利用互聯網技術推動數字教育資源發展，提升網絡化教育服務已經上升到了國家戰略層面，成為高校教育未來發展的必有方向和戰略選擇。作為為部隊培養新型軍事指揮人才的軍隊高校，應充分把握5G技術落地這一時代機遇，積極實施5G網絡嵌入戰略，使用適應5G技術的終端，構建校園物聯網架構，采用大數據、云計算、人工智能技術開展精準識別，并利用可穿戴設備等新一代信息技術產品提供具體服務，有效實現線上線下教育資源的有效合力，推進在線開放課程教學質量提升，推動高等教育服務模式變革。

2 5G技術特點

5G（The fifth Generation）即第五代移動通信技術，通信工程界和研究界一般將其稱為“5G技術”[1]，其實質是一種通用型行業規范標準。在分析5G技術特點之前，我們有必要對5G之前已有的四代移動通信技術發展歷程進行梳理，這樣有助于更好地理解5G技術的發展邏輯和技術特點。

2.1? 5G移動通訊技術的特點

從總體上來看，5G技術有著以下幾個方面的特點：

1）高速率。與以前四代技術不同的是，5G技術利用的是高頻段，其傳輸速率高、傳輸效果好[2]。據相關研究表明，采用4G技術的移動網絡帶寬在100Mbps（兆比特每秒），而采用5G技術的移動網絡帶寬提高了近百倍，達到10Gbps（千兆比特每秒）。在5G的速率下，傳輸一個容量為1G的電子文件只需要兩秒左右的時間。這種高速率帶來了一系列性能優點：通信時延更加縮短、連接數成規模提高、移動性大幅改善。

2）物聯性。如上所述，5G技術可以支持大規模的接入，具有較低的響應時延和大數據量的傳輸速度，這些都為了物聯網的實現奠定了基礎，大大擴展了終端種類和數量。5G技術的應用可以使得未來接入移動通信網絡中的終端不僅是我們今天的手機，還會有更多種類的產品。社會生產和生活逐步進入了“萬物連接、萬物智能”的時代。

3）安全性。5G在整體安全架構穩定的基礎上，靈活地調整具體終端的接入認證原則和數據傳輸原則，可以滿足不同用戶對象所需求的認證管理模式，在數據安全、隱私保護以及防止惡意網絡攻擊上具有得天獨厚的優勢。

除以上三點之外，5G技術還具有低能耗、網絡虛擬切片、網絡分發和邊緣計算等應用型特點，可以預見5G技術將實現通信技術的新突破，形成萬物高速、高效、高安全性連接的全新應用格局。

2.2 教育信息化發展歷程

我國教育信息化發展經歷了從“點”到“線”，連“線”成“面”，再從“面”到“體”的發展過程。信息化首先在局部和部門內部展開，比如實驗室局域網的建設、校園一卡通的應用，這些可以看作是“點上的應用”。隨著網絡的發展，逐步建立各種業務信息系統，比如各類數字化監控、慕課平臺，這些可以看作是“線上的延伸”，其后，為了實現信息資源共享和業務工作協同，在“點”和“線”的基礎上，開始建立“面”上的應用，比如“智慧教室”“智慧實驗室”。隨著各個層面、方面應用的完善，逐步實現多層面垂直一體化，并最終使業務得到立“體”化支撐。

3 5G技術在軍校校園中的應用場景創新

結合我院現有的網絡環境和教學資源建設狀況，5G技術在高校教育中的應用場景創新主要體現在以下兩個方面。

3.1 整合管理資源，改變校園管理方式

教學是高校工作的首要任務，智慧校園已經將電子書包、VR技術等高科技引入到日常教學中，但與之緊密相連的教學資源整合及學校后勤管理卻相對滯后。由于數據信息不暢通，各自領域的數據成為一個個“信息孤島”，不同機構和部門“分散作戰”，降低了學校管理的效率。針對這些情況，利用5G技術的智慧校園通過整合相關資源，實現業務交互，精細化校園管理。這主要通過以下幾個途徑。

1）教學管理部門可以利用5G網絡的高速性，實現不同種類數據互聯互通、互享互傳，全面加強學員各類數據收集和整理。比如收集學員的知識優勢點、學習時間分布、生活習慣、身體狀況等信息，再具體到學生的各類生活細節，這些不同渠道產生的大量數據將數字化學員的“形象”，對學生的評價標準也將由單純的學業成績拓展為個人品德、性格愛好、身體素質、創新能力及交往能力等各方面，對于學員的學習規劃安排及畢業后的崗位分配也有積極的參考價值。

2）后勤管理和服務保障部門可以利用5G網絡的終端兼容性與安全性，利用大數據和人工智能模型，精準識別各類教職員工差異化需求，有針對性地開展膳食設計、器材管理、安全巡檢等新型應用，建立日常綜合服務體系，推進后勤保障服務智能化水平[3]。新建覆蓋營區道路、場地、場館、庫所、等重點部位的物聯網環境，連接探測器、攝像頭、讀卡器、RFID等設備。綜合運用物聯網感應器、攝像頭、手環等感應終端，采用影像集成技術實現遠程管控;對各類設施設備運行情況進行遠程動態監控。智慧會議室具有會議自動簽到、會議發言自動識別、會議記錄自動生成的功能。

3）精細化健康管理，對軍隊院校來說，學員的日常軍事訓練較多，訓練中傷病也時有發生。目前缺乏有效安全的健康監控硬件，相關軟件配套也沒有搭建起來，學校無法第一時間獲知他們的狀況，難以及時給予他們專業的醫療護理，平時也難以有針對性地給予他們基本健康監管。這就需要對學員各類數據進行更精細化的收集。

5G的數據高傳輸率和終端兼容性使得以往相互獨立的醫療設備（如5G手環、血壓計、血糖儀等醫療型可穿戴設備等）融合在一個網絡架構下，實現數據的互聯互通，與后臺預警監測管理系統相結合，持續地收集學員的身體運行和健康體征數據，并針對性地提供診斷與預警信息。通過5G網絡搭建起來的數據平臺可以準確掌握學員的實時健康情況和突發信息情況，針對個別個體的突發情況還可以第一時間制定應急方案，快速開展專業施救措施。在5G環境下的智慧校園內，這些低延時、低能耗、快傳輸的可穿戴設備和智能組網的急救呼叫設備可以對學員的身體健康進行監測，幫助學員調整身體狀態和監測疾病。

3.2 精準投送，豐富文娛活動

與物質生活一樣，文娛活動是校園生活中的一個重要方面。軍校管理相對嚴格，學員參加校外各類活動的時間也相對較少，精神文化產品供給的質量和數量將大大影響軍校學員的生活質量。從當前情況來看，精神文化產品有限，文娛活動數量不多，質量有待于提高，種類有待于豐富。造成這方面的原因主要有兩點：一是相關產品供給不夠，缺乏有質量的文娛產品;二是相關技術服務不到位，難以實現優質資源的精準推送。

在今后校園文化建設進程中，應該充分發揮5G技術文娛功能。

1）配合手機、IP電視、平板電腦等終端，通過大數據分析技術，精細識別年輕學員需求，精準推送具有特色的精神文化產品，擴展種類，豐富數量。建立反饋平臺機制，及時了解學員的滿意度和需求，更好地改進文娛產品供給水平。

2）5G技術還可以打破空間與時間限制，文化講座、各類校園社團活動可以通過5G網絡進行傳播。利用5G直播實現“現場參與”、利用視頻互動實現“跨區講座”、利用AR、VR技術實現“虛擬參觀”和“虛擬訪問”?？梢宰龅讲蛔叱鲂@就可以參與各類新興活動，不再受各種外界因素的影響;也不再受特定時間的限制，可以無縫參與各種精神文化活動。同時，鼓勵線上傳播和線下活動相結合，讓虛擬的精神文化活動有現實支撐和依靠，提高學員參與公共文化服務建設的活躍度。為學員追逐夢想、實現自我提供一種獨特的體驗和表達。

4推進中存在的困難及對策性建議

5G技術在軍隊院校中的推廣應用有著廣闊的應用前景和明晰的創新點，但是也面臨著一些實際困難與問題，主要集中在以下幾個方面。

4.1 基礎設施優化配套問題

當前軍隊院校信息化建設水平還有待于提高，硬件軟件水平跟不上日益增長的需求。一方面，由于5G技術運行的無線頻段更高，現有通信設備設置和連接能力還難以滿足實用化要求，網絡承載能力不足，4k/8k直播課堂、AR/VR課堂、4K高清監控等新型業務對網絡帶寬提出更高的需求，這就需要大規模搭建5G網絡，對已有的網絡還需要進行大幅度改建。另一方面，整個5G應用設備投入就要上規模的投資;5G嵌入到智慧校園進程中適應5G技術的終端產品前期硬件成本較高，相關軟件和體系設計較為復雜，教育信息系統建設以及多網融合（機房眾多，軟件，硬件，病毒，數據恢復等各種敀障或問題）導致的建設、運維成本和對網管人員技能要求高，調試運行難度也較高[4]。這些因素阻礙了推進5G技術在智慧校園的功能快速發揮。

需要積極推進寬帶網絡光纖化改造，加快提升網絡通信能力，加強互聯網協議第6版（IPv6）地址管理、標識管理與解析，大幅提高網絡訪問速率。積極探索建立私有云或租用公共云，引導信息化應用向云計算平臺遷移，優化校園數據中心建設。

4.2 5G技術應用安全機制還不健全

一方面，切實高效的5G技術已經在教學實踐中積極展開，并受到了良好的效應，另一方面，對智慧校園環境中的多種5G技術應用的安全機制的制定還需加強，這對構建安全校園網絡又是極其重要的。諸如跨校區的共享資源、學生信息等存在泄漏風險，教育大數據的匯聚也將進一步加劇數據安全風險。應該建立起專門的監管指導部門，提升互聯網安全管理、態勢感知和風險防范能力，加強信息網絡基礎設施安全防護和信息保護[5]。建設高質量的信息化教職隊伍，探索科學合理的應急機制，按照信息安全等級保護等制度和網絡安全國家標準的要求，加強關鍵領域重要信息系統的安全保障。重視融合帶來的安全風險，確保數據安全。完善網絡數據共享以應對5G網絡和人工智能等技術大規模應用情形下網絡安全新特點和新變化。

2019年以來，備受世人矚目的第五代移動通信技術（以下簡稱為“5G”或“5G技術”）應用落地進程持續加快。2019年11月1日，三大移動通信運營商頒發了5G套餐上線，這也標志著我國5G正式商用。2020年，隨著配套基礎設施和上下游產業鏈的完善， 5G技術還將推動教育變革和創新，帶來全新的技術應用場景，構建網絡化、數字化、個性化、終身化的教育體系，建設“人人皆學、處處能學、時時可學”的學習型社會，深刻改變人們的生活方式。軍隊院校應積極應對新局面，在教育面向科研成果（學科建設和高新產業融合）轉換，教學模式創新（教育走向服務化，個性定制化），教師隊伍能力構建、教育教評督導以及平安校園等方面以5G技術的推廣應用為契機，積極推進各項5G應用項目，推動軍隊院校信息化建設的不斷發展。綜合運用大數據、云計算、物聯網、移動互聯、人工智能、虛擬現實等新興信息技術，加大硬件集群、數據集中、應用集成力度，豐富完善信息資源，構建信息網絡全域覆蓋、信息資源統建共享、校情態勢實時感知、教學訓練模式創新、管理決策智能高效、綜合服務快捷便利的智慧校園。

參考文獻：

[1] IMT-2020（5G）推進組.5G概念白皮書[R].2015：12.

[2] 龐一迪.5G及其在智慧校園的應用[J].信息與電腦，2019（9）：154-155.

[3] 賈穎.5G技術在智慧教育領域的應用研究[J].河南教育，2019（9）：50-51.

[4] 湯文麗.5G時代校園網安全技術發展方向探究[J].信息記錄材料，2019，20（9）：42-43.

[5] 李小平，孫清亮.基于第五代移動通信技術的網絡教育應用研究[J].電化教育研究，2019（1）：52-53.

【通聯編輯：王力】