基于5G網絡的智慧應用場景研究

楊玉柱 趙冉

摘要：2019年6月6日工信部正式發放四張5G牌照，5G作為當前新基建的領銜領域，是經濟發展的新動能。4G改變生活，5G改變社會，我國重點發展的各大新興產業，均需要以5G作為產業支撐，基于5G的各行業應用也是實現偉大民族復興的重要基礎。

通過5G、云計算、大數據、MEC連續計算等技術，聚焦智慧醫療、工業互聯網、智慧教育、智慧城市等行業開展5G應用場景開發。濟南聯通與山東德晟機器人合作的5G+AIoT機器人運維平臺，對鋼鐵行業產線機器人進行運行數據采集和分析，在運行狀況監測、生產工況記錄、異常主動報警和客戶自助服務。在醫療領域，據統計，全國平均每10秒就有一人死于心腦血管疾病，每 25 秒就有一人死于車禍，平均每天有150人死于溺水，第一時間實施急救至關重要。利用聯通自研的車載5G智能網關將醫學影像、病人體征、病情記錄等大量生命信息實時回傳到醫院，在車上就可以實現與專家的遠程會診，查詢歷史治療數據，提前錄入病人相關資料，實現上車即入院。

關鍵詞：5G應用 工業互聯網 智慧醫療 智慧城市

2019年6月6日工信部正式發放四張5G牌照，5G作為移動通信領域的重大變革點，是當前新基建的領銜領域，是經濟發展的新動能。我國重點發展的各大新興產業，均需要以5G作為產業支撐。基于5G的智慧應用平臺，依托以本作者為命名的創新工作室，自2019年初開始進行5G的行業應用研究與開發，先后各行業簽定5G聯合創新實驗室，并取得一定的成績。

基于5G的智慧應用平臺通過5G、云計算、大數據、MEC連續計算等技術，以5G應用場景為主要研究內容，聚焦智慧醫療、工業互聯網、智慧教育、智慧城市等行業開展5G應用場景開發。基中“5G+XR應用”獲得省工信廳5G示范應用項目及濟南市創新成果優秀獎，在智慧醫療方面與相關醫院及單位合作開發的“齊魯醫院5G院前急救系統”、“齊魯兒童醫院5G重癥轉診系統”、“基于5G的智能遠程醫學影像診斷系統”獲得工信部及國家衛健委的5G+醫療健康應用試點項目，與濟南市婦幼保健院合作的“5G遠程探視系統”獲得省工信廳及濟南市工信局的5G示范應用項目。在工業互聯網方面，與德晟機器人合作開發的“5G+機器人管理平臺”獲得工信部5G應用示范項目。MEC邊緣計算技術實現了山東大學、山東建筑大學等學校的校園網無感知安全訪問。在智慧城市方面，實現了濟南市政法委雪亮工程5G移動高清視頻智能監控、濟南市大數據局5G一體化應急指揮調度平臺等應用。

在工業互聯網領域，濟南聯通與山東德晟機器人合作的5G+AIoT機器人運維平臺，采用5G加持的云+端架構，基于聯通自研的雁飛·格物DMP平臺（AIoT工業智腦平臺），對鋼鐵行業產線機器人進行運行數據采集和分析，在運行狀況監測、生產工況記錄、異常主動報警和客戶自助服務等基礎之上，疊加高清視頻遠程指導、機器視覺分析和遠程讀寫測控功能，規劃第三方維修服務運營、產業鏈協同、備品備件管理等資源共享模塊，面向使用企業提供工業互聯網機器人遠程監控運維平臺服務。其中聯通自研的雁飛·格物DMP平臺提供AIoT智聯，融合工業設備采集、環境感知數據，提供統一接口服務，解決復雜工業設備協議異構、不同區域服務需求以及分級客戶管理以及數據異地災備等問題;提供以設備管理為基礎，采集感知數據，形成數據模型，解決不同行業應用數據融通難題，形成感知數據可采集、可存儲、可調度、可邏輯編譯的工業設備智聯數據中臺。機器人遠程運維基于制造系統全要素工業互聯，利用5G的低延遲和大帶寬技術優勢，實時采集并傳輸工業機器人的運行數據和現場視頻信息，實現數字孿生并進行機理模型分析，實現實時數據驅動的生產過程監控和機器人健康狀態評估，進而實現工業機器人的預測性維護。同時，5G+邊緣計算可以實現機器人的遠程調試、遠程輔助編程、遠程故障診斷與排除、遠程性能優化等功能，大大降低生產現場的機器人運維負擔。

在醫療領域，據統計，全國平均每10秒就有一人死于心腦血管疾病，每 25 秒就有一人死于車禍，平均每天有150人死于溺水，第一時間實施急救至關重要。從醫學角度講，急救醫學包括：院前醫療急救、院內急診室、危重病人監護病房（ICU）三部分。急性心梗病人的最佳救治時間是4分鐘，超過8分鐘，病人的心臟將會出現不可逆轉的損傷。如果再拖延，會導致大面積心肌壞死，繼而引發心衰，甚至猝死等嚴重后果。與齊魯醫院、山東大學等單位共同合作的院前急救平臺，利用聯通自研的車載5G智能網關將醫學影像、病人體征、病情記錄等大量生命信息實時回傳到醫院，在車上就可以實現與專家的遠程會診，查詢歷史治療數據，提前錄入病人相關資料，實現上車即入院。

5G院前急救平臺采用蜂窩網絡（4G /5G）作為基礎性網絡，實現室內和室外廣域連續性傳輸和 7×24 小時實時在線。為了滿足急救業務數據傳輸的安全性，5G 醫聯網采用了智能路由、聯接管理、能力開放、網絡 QoS 保障、網絡切片等技術，構建了一張醫療虛擬專網。它具備單獨的網絡拓撲及醫療業務路由管理功能，可實現遠端支撐醫院和本地醫院之間、醫院與急救中心之間、醫院/急救中心和救護車之間的聯接，基于 5G 網絡實現急救/急診的“預檢分診”，實現寶貴的急救資源按病癥緊急程度分配，提高急救的效率。

基于5G的智慧應用平臺還利用5G網絡及融合通信平臺實現了濟南市大數據局一體指揮應用，通過5G可以重大活動、應急指揮等場景下實現高清監控圖像的回傳及指揮中心與現場的可視化會商調度，通時可以將氣象、環保、水利、農業等系統數據在一張圖上顯示，實現以領導駕駛艙為主的三維可視化智慧城市運營中心。

參考文獻：

[1]5G時代十大應用場景白皮書 華為技術有限公司

[2]5G智能急救白皮書 ?中國聯合網絡通信有限公司

[3]5G+工業互聯網安全白皮書（2020年） 中興通訊股份有限公司