5G商用一年多，垂直行業(yè)應(yīng)用遍地開花

5G商用一年多，垂直行業(yè)應(yīng)用遍地開花。

截至 2020 年底，全球已經(jīng)在 57 個(gè)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(jì)建成 5G 基站將近 72 萬座，實(shí)現(xiàn)了重點(diǎn)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(diǎn)。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(dòng)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(dòng)產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重要因素，這既是一個(gè)新的機(jī)遇，同時(shí)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(dòng)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(yàn)。

本期的智能內(nèi)參，我們推薦GSMA的報(bào)告《中國 5G 垂直行業(yè)應(yīng)用案例2021》，聯(lián)合中國運(yùn)營商和技術(shù)伙伴，原報(bào)告共匯集 21 個(gè)優(yōu)秀的 5G 行業(yè)應(yīng)用實(shí)踐，這里我們歸類整理了其中16個(gè)行業(yè)應(yīng)用實(shí)踐，涵蓋工業(yè)制造、港口礦山、交通運(yùn)輸、電力、醫(yī)療和內(nèi)容等諸多領(lǐng)域，聚焦新一代信息技術(shù)在行業(yè)市場的應(yīng)用場景、技術(shù)特點(diǎn)和未來發(fā)展機(jī)遇。

原標(biāo)題：

《中國 5G 垂直行業(yè)應(yīng)用案例2021》

作者：常潔關(guān)舟關(guān)慶賀

01.5G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(dòng)、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(shí)現(xiàn) 8 項(xiàng)全球第一：

▲南方電網(wǎng)8個(gè)全球第一

從頂層設(shè)計(jì)、國際標(biāo)準(zhǔn)、關(guān)鍵技術(shù)、現(xiàn)網(wǎng)試點(diǎn)到業(yè)務(wù)運(yùn)營，全面打造 5G 行業(yè)應(yīng)用標(biāo)桿。提升電網(wǎng)自動(dòng)化與巡檢的效率，節(jié)省建設(shè)成本，同時(shí)為運(yùn)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(gè)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(shí)現(xiàn)小規(guī)模試商用。計(jì)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(yùn)維的問題，例如用紅外線等方式實(shí)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(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)及時(shí)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(yùn)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(dòng)巡檢功能，5G 能夠提高其工作效率和實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)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(shí)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(shí)現(xiàn)全域的光纖覆蓋。目前主網(wǎng)已經(jīng)實(shí)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?yàn)閿?shù)量大，光纖全覆蓋成本高、時(shí)間長、維護(hù)難（15 萬 /km）。

南方電網(wǎng)共有 30 萬個(gè)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(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制。南方電網(wǎng)在這方面做了大量工作，例如 PMU 和差動(dòng)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(shí)延和 1us 精準(zhǔn)授時(shí)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(dòng)能力，這是 4G 滿足不了的，而 5G 就可以實(shí)現(xiàn)，為用戶創(chuàng)造價(jià)值打開了一扇門。

2、解決方案和價(jià)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(shí)和低時(shí)延，實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)差動(dòng)保護(hù)，降低建網(wǎng)成本50%；在輸變電場景，通過5G+AI實(shí)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(huì)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(shí)長，全面提升供電效率，降低人民用電成本，避免社會(huì)經(jīng)濟(jì)損失、節(jié)省電網(wǎng)運(yùn)營成本。

電網(wǎng)是一張無處不在的網(wǎng)絡(luò)，需要運(yùn)營商為其提供一張廣域虛擬專網(wǎng)。本項(xiàng)目定義了運(yùn)營商廣域切片服務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)，目前南方電網(wǎng)、移動(dòng)和華為已經(jīng)完成南方五省的切片頂層架構(gòu)設(shè)計(jì)，并根據(jù)不同的服務(wù)等級設(shè)計(jì)出專有切片和通用切片計(jì)費(fèi)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(xiàng)目工作組，針對每一個(gè)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(diǎn)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(yùn)維成本的降低。

依托國家新基建項(xiàng)目，南方電網(wǎng)、中國移動(dòng)、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(dòng)從技術(shù)驗(yàn)證到規(guī)模化的應(yīng)用，共同培育 5G+ 數(shù)字生態(tài)繁榮。

02.5G+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(fèi)和推廣 5G 消費(fèi)級應(yīng)用的重要布局。中國電信積極推動(dòng)“門店裂變、運(yùn)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(jì)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(jià)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(fèi)模式成為行業(yè)共識。中國電信率先打造全國首個(gè) 5G+MEC 智慧商業(yè)數(shù)字孿生平臺，為實(shí)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(diǎn)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(jì)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(diǎn)，提供低時(shí)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(shí)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(fèi)模式，推動(dòng)客流回暖，加速消費(fèi)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(shí)現(xiàn)營收回暖增長成為當(dāng)務(wù)之急。另一方面，面對消費(fèi)升級的時(shí)代，將文化氣質(zhì)、情感內(nèi)涵、社交體驗(yàn)、生活情境融入消費(fèi)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(fèi)者需求場景化的連接點(diǎn)，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(diǎn)，豐富消費(fèi)場景、提升消費(fèi)品質(zhì)，與用戶建立深度互動(dòng)，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(yùn)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(yùn)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(fèi)需求，私域流量匯聚手段單一；商業(yè)綜合體實(shí)體空間較大，但空間功能未充分挖掘，沉浸式消費(fèi)場景不足，活動(dòng)體驗(yàn)感知、迭代速度和消費(fèi)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(shí)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(shí)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(shí)體商業(yè)人、貨、場數(shù)字化升級，也為消費(fèi)者帶來全新的沉浸式、娛樂化購物體驗(yàn)。

2、解決方案和價(jià)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(shí)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(fèi)、社交、互娛體驗(yàn)，消費(fèi)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(shí)場景訪問虛實(shí)融合的商業(yè)互娛平行世界，打通會(huì)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(yùn)營。

▲為商業(yè)綜合體打造 5G 數(shù)字孿生空間，通過點(diǎn)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(jì)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(shí)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(jì)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(shí)降低時(shí)延和抖動(dòng)，面向商業(yè)綜合體運(yùn)營方實(shí)現(xiàn)大空間、定制化場景的厘米級空間定位和小時(shí)級高效規(guī)模部署，面向消費(fèi)者提供極致的沉浸式、高精度、高保真、大規(guī)模混合現(xiàn)實(shí)應(yīng)用，將時(shí)延從 50ms 降至 10-20ms，行業(yè)率先實(shí)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(diǎn)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(shí)現(xiàn)一周內(nèi)完成一個(gè)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(fèi)者提供了全新游購體驗(yàn)。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(diǎn)，結(jié)合大數(shù)據(jù)分析實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)會(huì)員服務(wù)推送。消費(fèi)者走近商場即可收到實(shí)時(shí)卡片推送，了解美食、停車及最新會(huì)員權(quán)益服務(wù)。中國電信 5G 未來大使將帶消費(fèi)者穿越時(shí)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(diǎn)評評分，掃碼商戶店招用 AR 探寶技能尋獲超值大獎(jiǎng)，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(fèi)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(dòng)信息，持續(xù)保持互動(dòng)。用戶還可以足不出戶體驗(yàn) 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(huì)是一場虛實(shí)交融的奇妙旅程。

5G 云 XR 娛樂空間。在匯集時(shí)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(fèi)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(dòng)熱舞，實(shí)時(shí)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(yùn)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(shí)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(shí)隨地享受云貨架、云櫥窗、云逛街等沉浸式購物體驗(yàn)，與心儀的商品深度互動(dòng)，同時(shí)還可點(diǎn)擊查詢每款虛擬商品實(shí)時(shí)價(jià)格、限時(shí)特惠活動(dòng)、會(huì)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(shí)踐和規(guī)模推廣中，實(shí)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(dòng)、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(yùn)營方 + 電信運(yùn)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(gè)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(yàn)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(yàn)，為中免商城降低近 15% 的運(yùn)營成本，使酒店客房價(jià)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(fèi)體驗(yàn)，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(dòng) 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(jì)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(yùn)營及營銷流程，加快推動(dòng)線上線下融合的信息消費(fèi)擴(kuò)容提質(zhì)升級。

03.5G+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(chǔ)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(gè)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(shí)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(diǎn)，也能從一點(diǎn)到面，未來推動(dòng)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(huì)組織多方專家召開 5G 技術(shù)礦井應(yīng)用研討會(huì)，項(xiàng)目啟動(dòng)。2019 年 9月 5 日，華陽集團(tuán)、中國移動(dòng)、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(xiàng)目進(jìn)入實(shí)質(zhì)推動(dòng)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(shí)時(shí)性差，如何實(shí)現(xiàn)自動(dòng)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(gè)到十幾個(gè)，數(shù)據(jù)傳輸對網(wǎng)絡(luò)需求顯著。2020年 11 月 18 日，實(shí)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(dòng)、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(gè) 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(dòng)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?jiǎng)?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(shí)間長、勞動(dòng)強(qiáng)度大（24 小時(shí) 3 班倒）等問題，如何利用移動(dòng)通信技術(shù)，改善勞動(dòng)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(yùn)輸機(jī)時(shí)刻處于運(yùn)動(dòng)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(shí)時(shí)性差，如何實(shí)現(xiàn)自動(dòng)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(gè)到十幾個(gè)，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(shí)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(jià)值

基于統(tǒng)一的 5G 網(wǎng)絡(luò)，該項(xiàng)目目前主要開展了以下 4 個(gè)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(shí)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(shí)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(shí)延的特點(diǎn)，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(shí)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(xiàng)目組主要集中力量圍繞以下三個(gè)方面開展課題攻堅(jiān)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(gè) 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(gè)人移動(dòng)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(shí)現(xiàn)了超千兆上行，滿足井下視頻回傳需要。大上行的實(shí)現(xiàn)，已經(jīng)成為 5G 煤礦的必選項(xiàng)，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(dú)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(jià)值

首個(gè)5G煤礦落地，堅(jiān)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(dòng)能推動(dòng)中國經(jīng)濟(jì)新發(fā)展”的典型案例，改變了社會(huì)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(shí)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(jì)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(yùn)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(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域，最終實(shí)現(xiàn)構(gòu)建 5G+ 智能礦井的標(biāo)準(zhǔn)體系，進(jìn)一步推動(dòng)煤礦產(chǎn)業(yè)的智能化發(fā)展。

04.5G+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(dòng)從本省實(shí)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(diǎn)。江蘇移動(dòng)以 5G 網(wǎng)絡(luò)為基石，工業(yè)智能應(yīng)用為切入點(diǎn)，已拓展了 200 多個(gè) 5G 垂直行業(yè)項(xiàng)目，其中與 72 個(gè)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(dòng)通信江蘇有限公司常州分公司（以下簡稱“常州移動(dòng)”）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(fèi)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(xiàng)目榮獲 2019 年度國家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)。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(fèi)電子和汽車品牌。

在精研科技實(shí)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(gè)零部件需要人工借助工業(yè)電子顯微鏡，耗費(fèi) 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(gè)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(diǎn)。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(shí)交付，將會(huì)面臨巨額的賠款。

為此，常州移動(dòng)、微億智造和中興通訊等單位進(jìn)行聯(lián)合創(chuàng)新，立項(xiàng)開發(fā)“5G+AI 缺陷檢測”解決方案。本項(xiàng)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(dòng)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(jià)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(dòng)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(xiàng)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(dòng)網(wǎng)絡(luò)，由于上行時(shí)隙配比較小，不能滿足質(zhì)檢機(jī)需求。中興通訊根據(jù)實(shí)際業(yè)務(wù)需求，設(shè)計(jì)了 5G+MEC 專網(wǎng)方案。中國移動(dòng)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(shí)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(shí)現(xiàn)了 2.5ms 單周期，3U1D 的時(shí)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(jì)算服務(wù)。

邊緣網(wǎng)絡(luò)云可在邊緣位置提供計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)、加速、安全等全面的云計(jì)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(yùn)行等穩(wěn)健的基礎(chǔ)環(huán)境，可降低響應(yīng)時(shí)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(yùn)行。

一期項(xiàng)目成效：智能化升級價(jià)值初現(xiàn)，前景廣闊。5G+AI 質(zhì)檢系統(tǒng)一期項(xiàng)目落地運(yùn)行后，商業(yè)價(jià)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(gè)工人，可以節(jié)約大量的質(zhì)檢人工支出，同時(shí)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(jià)值。

精研科技質(zhì)檢車間項(xiàng)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(diǎn)，深度融合 5G+AI 新技術(shù)，將 5G 的大帶寬、低時(shí)延的特性充分發(fā)揮，實(shí)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(shí) 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(shí)現(xiàn)多方共贏。一期項(xiàng)目總共投產(chǎn) 22 臺質(zhì)檢機(jī)，累計(jì)可替換工人 600 個(gè)左右，當(dāng)年即可回收投資。

從一期項(xiàng)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(shí)時(shí)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(xiàng)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(yàn)總結(jié)與后續(xù)計(jì)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(xiàng)目實(shí)施后，將為客戶帶來更大的價(jià)值。

此外，常州市鐘樓區(qū)政府與江蘇移動(dòng)、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(jì)劃在未來幾年，為更多的生產(chǎn)制造企業(yè)會(huì)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(fèi)用，算力按需使用，費(fèi)用按需支付，使得更多的中小企業(yè)也能用得起。同時(shí)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(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級。

05.5G+智能制造

5G+智能制造項(xiàng)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(shí)現(xiàn)營業(yè)收入 129 億元。

項(xiàng)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(gè)項(xiàng)目共分為三個(gè)階段建設(shè)實(shí)施：

▲美的集團(tuán)5G項(xiàng)目三個(gè)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(huì)頻繁發(fā)生產(chǎn)線、設(shè)備、物流布局的變動(dòng)，網(wǎng)絡(luò)部署也要隨之改動(dòng)，涉及的網(wǎng)絡(luò)變動(dòng)建設(shè)費(fèi)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(yàn)不好。

▲智能制造業(yè)務(wù)痛點(diǎn)

2、解決方案和價(jià)值

2020年6月起，項(xiàng)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(yùn)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(yùn)輸頻繁，每臺高位叉車需與 WMS（倉儲(chǔ)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(shí)現(xiàn)叉車作業(yè)系統(tǒng)與WMS 通信，實(shí)現(xiàn)物流調(diào)度信息的實(shí)時(shí)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(shí)考慮隔離，當(dāng)前針對每個(gè)項(xiàng)目均獨(dú)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(shí)時(shí)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(yùn)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(yùn)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(gè)碼垛機(jī)線，一出問題，導(dǎo)致整個(gè)生產(chǎn)停下來；5 個(gè)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(shí)現(xiàn)“無線自動(dòng)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??；產(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。現(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(diǎn)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(shí)現(xiàn)了監(jiān)控能力提升，具有如下價(jià)值：無線方式，可以隨需部署視頻監(jiān)控節(jié)點(diǎn)，包括移動(dòng)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(chǔ)、GPU 等云服務(wù)能力支撐海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、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(bào)后需在最短時(shí)間內(nèi)趕到現(xiàn)場確認(rèn)警報(bào)真實(shí)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(gè)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(shí)解決，潛在運(yùn)行故障風(fēng)險(xiǎn)及時(shí)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(shí)現(xiàn)了移動(dòng)部署，利用巡檢機(jī)器人代替工人對產(chǎn)線運(yùn)行情況進(jìn)行巡檢，節(jié)省人力，同時(shí)可以保證 7*24 小時(shí)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(gè)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(bào)廢率（抽檢期間沖壓問題易批量報(bào)廢）、工控機(jī)貴（本地AI計(jì)算機(jī)貴@1W5/點(diǎn)）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(shí)間等因素計(jì)算得出，5 個(gè)工業(yè)相機(jī)檢查圖像信息實(shí)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(jì)算時(shí)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(diǎn)檢。美的集團(tuán)微清事業(yè)部生產(chǎn)設(shè)備需定期點(diǎn)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(diǎn)檢工作覆蓋各個(gè)車間，每天例行進(jìn)行兩次。點(diǎn)檢項(xiàng)目多（如鈑金車間，設(shè)備 80 多臺，每臺設(shè)備點(diǎn)檢項(xiàng) 10 多個(gè)，共有 800 多個(gè)點(diǎn)檢項(xiàng)目），細(xì)節(jié)多，容易錯(cuò)檢、漏檢；

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

點(diǎn)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(diǎn)檢實(shí)現(xiàn)了流程化和數(shù)字化：在每個(gè)點(diǎn)檢項(xiàng)目位置貼條形碼，AR 眼鏡掃描條形碼后，AR 眼鏡顯示該點(diǎn)檢位置的所有點(diǎn)檢項(xiàng)，以及每個(gè)點(diǎn)檢項(xiàng)的描述、正常狀態(tài)的圖像，聲音提示等。點(diǎn)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(shí)時(shí)上傳記錄。通過以上手段從而實(shí)現(xiàn)點(diǎn)檢的全流程標(biāo)準(zhǔn)化和數(shù)字化管理。

5G 低時(shí)延確保相關(guān)顯示信息的實(shí)時(shí)反饋，大帶寬確保相關(guān)點(diǎn)檢視頻實(shí)時(shí)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(dòng)化設(shè)備。自動(dòng)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(shí)間，由于值班工程師數(shù)量有限，且同時(shí)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(shí)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(shí)性差，現(xiàn)場人員無法及時(shí)準(zhǔn)確獲取被巡檢設(shè)備的實(shí)時(shí)狀態(tài)，同時(shí)專家到現(xiàn)場的差旅成本高，占用專家資源時(shí)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(shí)時(shí)看到現(xiàn)場畫面，可通過實(shí)時(shí)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(shí)時(shí)上傳記錄，工程師可實(shí)現(xiàn) 1 對多的支持。

06.5G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(gè)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(shí)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(jì)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(dòng)華菱湘鋼的高質(zhì)量發(fā)展，另一方面也推動(dòng)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(dòng)、華為公司“擁抱 5G時(shí)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(dòng)為湘鋼實(shí)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(dòng)、華為公司三方在五米板廠二期項(xiàng)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(shí)作用的認(rèn)可，以及未來持續(xù)提升行業(yè)效能創(chuàng)造價(jià)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(shí)現(xiàn)了自動(dòng)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(shí)時(shí)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(diǎn)，5G+ 行業(yè)智慧改造重點(diǎn)關(guān)注以下幾方面：

一線操作自動(dòng)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(xiǎn)。對于這些操作崗位，實(shí)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(diǎn)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(dòng)、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(shí)時(shí)工作狀態(tài)、參數(shù)都上平臺進(jìn)行集中監(jiān)控，點(diǎn)檢員可以通過手機(jī)等設(shè)備時(shí)時(shí)檢查，及時(shí)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(shí)延、高可靠的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)。連接是實(shí)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(jià)值

2019 年，項(xiàng)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(yàn)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(yùn)、運(yùn)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(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵因素。天車經(jīng)常運(yùn)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(xiǎn)。為了提高效率，消除作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，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(gè)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(shí)延的 5G 網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)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(jì)算出動(dòng)作指令集，下發(fā)給天車執(zhí)行，實(shí)現(xiàn)天車無人化自動(dòng)裝載運(yùn)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(shí)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(cái)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(chǔ)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(yùn)行，需要在鋼廠各關(guān)鍵設(shè)備布放多種類型的傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)控震動(dòng)、溫度、濕度、氣液體流量等關(guān)鍵信息，從而能夠及時(shí)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(jì)算網(wǎng)關(guān)，基于豐富的工業(yè)接口，實(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(diǎn)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(jì)算能力較弱，4G的時(shí)延過高、帶寬較低，數(shù)據(jù)無法系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，處理都在線下進(jìn)行，耗費(fèi)極大的人力成本。

基于 5G 的大帶寬低時(shí)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(xiàng)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(shí)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(huì)影響效率。采用 AI 轉(zhuǎn)鋼自動(dòng)識別的應(yīng)用，能夠通過 5G+AI 攝像頭，自動(dòng)識別轉(zhuǎn)鋼的方向，自動(dòng)控制系統(tǒng)根據(jù)視覺識別輸入控制鋼坯轉(zhuǎn)動(dòng)，從而節(jié)省人力，提高鋼鐵的軋制效率。

AI 轉(zhuǎn)鋼自動(dòng)識別應(yīng)用系統(tǒng)主要由 5G 攝像頭、PLC、無線接入、自動(dòng)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(dòng)作、角度等精準(zhǔn)的判斷。

07.基于5G獨(dú)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(shí)代中國特色社會(huì)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(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)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(shí)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(gè)以 5GC 獨(dú)立核心網(wǎng)構(gòu)建的工業(yè)專網(wǎng)，通過獨(dú)立下沉的核心專網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)園區(qū)內(nèi)生產(chǎn)數(shù)據(jù)與個(gè)人數(shù)據(jù)的物理隔離，并在高質(zhì)量專網(wǎng)基礎(chǔ)上，驗(yàn)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(yùn)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(yùn)營能力，實(shí)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(gè)將資源 , 空間 , 時(shí)間 , 溫度約束融為一體的動(dòng)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(shí)生產(chǎn)場景下孵化實(shí)踐處于謹(jǐn)慎的狀態(tài)，每一個(gè)應(yīng)用都需要較長時(shí)間的驗(yàn)證才可以進(jìn)行測試上線，應(yīng)用孵化時(shí)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(jià)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(yùn)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(yùn)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(yùn)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(dú)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(dú)立專網(wǎng)核心網(wǎng)與運(yùn)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(gè)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(yùn)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(dú)立 5G 核心網(wǎng)

通過 5G 工業(yè)專網(wǎng)的搭建，湛江鋼鐵實(shí)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(shí)在國內(nèi)首創(chuàng)了配置企業(yè)級專網(wǎng)自服務(wù)自運(yùn)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(yùn)營能力，實(shí)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(gè)。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(gè)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(yùn)行對煉鋼流程有重要作用。風(fēng)機(jī)的運(yùn)作產(chǎn)生巨大的數(shù)據(jù)，過去傳統(tǒng) 4G 無法做到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸及在線監(jiān)測，只能依靠人工每天定時(shí)巡檢，由于巡檢質(zhì)量的不可控，發(fā)生故障的時(shí)候排障效率較低?，F(xiàn)在，利用 5G 大連接特性實(shí)現(xiàn)全廠鼓風(fēng)機(jī)在線檢測診斷。

5G 價(jià)值：提升故障預(yù)警率達(dá) 90%，提升運(yùn)維時(shí)效達(dá) 50%；

5G 一級高危施工實(shí)時(shí)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(dòng)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(shí)時(shí)監(jiān)控，僅可以作為事故后原因回溯，項(xiàng)目通過針對全廠152 個(gè)一級高危作業(yè)點(diǎn)，5G 全程在線監(jiān)控，可實(shí)現(xiàn)平臺化實(shí)時(shí)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(dòng)作時(shí)，將會(huì)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(jià)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(yùn)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(shí)延特性，集成高清攝像頭與語音通話等功能的 AR 眼鏡。實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場排障人員與后端平臺技術(shù)專家的在線實(shí)時(shí)交互巡檢。

5G 價(jià)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(shí)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(shí)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(shí)時(shí)傳輸?shù)胶笈_，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)故障定位。

5G 價(jià)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(shí)時(shí)監(jiān)控。廠區(qū)煉鐵廠燒鐵區(qū)因生產(chǎn)需要，會(huì)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(shí)時(shí)監(jiān)測。5G 價(jià)值：有效實(shí)時(shí)控制廠區(qū)環(huán)境粉塵含量，助力實(shí)現(xiàn)綠色生產(chǎn)的嚴(yán)格要求。

08.5G+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(shí)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(jià)格持續(xù)低迷，推行降本增效是各石油公司面對油價(jià)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(diǎn)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(yùn)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(jì)節(jié)約電費(fèi) 15.4 萬元。

▲5G 專網(wǎng)整體解決方案

5G 專網(wǎng)實(shí)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(huì)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(shí)延、可靠性，以及業(yè)務(wù)快速上線，達(dá)成預(yù)期目標(biāo)。

09.5G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(dòng)、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(diǎn)企業(yè)，就實(shí)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(yùn)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(dòng)?xùn)|營分公司聯(lián)合華為在開發(fā)區(qū)建設(shè) 5G 站點(diǎn) 30 多個(gè)，目前已實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)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(shí)延的需求，在園區(qū)內(nèi)部署邊緣計(jì)算（MEC）設(shè)備，實(shí)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(xiàng)目為業(yè)界首次將 5G、AI、邊緣計(jì)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(yùn)用，該項(xiàng)目已入選中國移動(dòng)集團(tuán) 5G+ 龍頭示范項(xiàng)目、應(yīng)急管理部 5G+ 安全生產(chǎn)試點(diǎn)示范項(xiàng)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(gè)最大的痛點(diǎn)問題，山東省正在全力推進(jìn)化工企業(yè)“退城入園”行動(dòng)，要求各類化工企業(yè)盡快完成向全省 85個(gè)重點(diǎn)化工園區(qū)的搬遷，同時(shí)全省還有 120 多個(gè)重點(diǎn)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(xiàng)目承接的主要載體和新舊動(dòng)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(shí)現(xiàn)更加靈活高效的部署，實(shí)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(jì)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(diǎn)，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(shí)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(jià)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(jì)算、大數(shù)據(jù)、AI等信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、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(yùn)營的流程機(jī)制，在生產(chǎn)安全監(jiān)管方面對重大危險(xiǎn)源進(jìn)行預(yù)警報(bào)警、對特種作業(yè)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，在公共安全方面對危險(xiǎn)點(diǎn)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(shí)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(bào)警，及時(shí)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(shí)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(shí)現(xiàn)港區(qū)內(nèi)消火栓遠(yuǎn)程、實(shí)時(shí)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(shí)上報(bào)報(bào)警信息，而且能準(zhǔn)確定位事發(fā)地點(diǎn)，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(jì)安裝建設(shè)，及時(shí)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(diǎn)的空間地理分布位置，以浮動(dòng)的形式展示實(shí)時(shí)的水位數(shù)據(jù)，避免在消防隊(duì)出險(xiǎn)時(shí)出現(xiàn)水源不足無法及時(shí)更換水源的情況。

5G+ 智慧環(huán)保：

1、5G+ 可移動(dòng)環(huán)境監(jiān)測。5G+ 智慧可移動(dòng)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(diǎn)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(shí)時(shí)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(shí)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(shí)時(shí)監(jiān)測企業(yè)排放污染物的來源及遷徙路徑，切實(shí)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(shí)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(shí)時(shí)負(fù)荷，和額定功耗進(jìn)行對比，可得知設(shè)備當(dāng)前運(yùn)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(dòng)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(xiǎn)源監(jiān)測。通過 5G+ 重大危險(xiǎn)源檢測系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)定時(shí)自動(dòng)讀取、自動(dòng)上傳、自動(dòng)比對，異常數(shù)據(jù)自動(dòng)報(bào)警，在解決人工抄表費(fèi)時(shí)費(fèi)力的同時(shí)，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(xiǎn)的問題。

2、5G+ 管廊監(jiān)測。通過全光纖管廊監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)管道全線振動(dòng)、溫度變化情況的實(shí)時(shí)監(jiān)測、報(bào)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(shí)時(shí)情況在系統(tǒng)中顯示出來。

智慧安監(jiān)（PX 項(xiàng)目）：

1、5G+ 高危作業(yè)監(jiān)管?？梢苿?dòng)布放 5G+ 智慧高危作業(yè)應(yīng)用模塊，實(shí)時(shí)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(shí)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(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)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?dòng)布放 5G+ 可移動(dòng)電子封閉與智慧工地應(yīng)用模塊，實(shí)現(xiàn)對工地現(xiàn)場危險(xiǎn)信息的可移動(dòng)監(jiān)控，自動(dòng)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(shí)、實(shí)時(shí)上報(bào)預(yù)警，現(xiàn)場觸發(fā)聲光報(bào)警器進(jìn)行報(bào)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(dòng)布放，實(shí)時(shí)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(shí)時(shí)分析，可以自動(dòng)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(xiǎn)行為，及時(shí)、實(shí)時(shí)上報(bào)預(yù)警，提醒工作人員采取措施降低風(fēng)險(xiǎn)。

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(shí)時(shí)采集，人工智能實(shí)現(xiàn)了風(fēng)險(xiǎn)的智慧化分析與預(yù)警，從而為真正實(shí)現(xiàn)化工園區(qū)的“深度覆蓋，實(shí)時(shí)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(jià)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(shí)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(shí)現(xiàn)全面覆蓋和數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)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(gè)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(jià)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(xiǎn)源、監(jiān)控室、危險(xiǎn)裝置，實(shí)現(xiàn)人工智能分析，對違規(guī)行為進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測并報(bào)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(xiǎn)源巡檢，以及各種數(shù)據(jù)采集、報(bào)表整理等，可以由 5G+ 人工智能替代，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化智慧化轉(zhuǎn)型，每個(gè)園區(qū)每年可以節(jié)省服務(wù)運(yùn)維費(fèi)用數(shù)百萬。

10.5G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(yùn)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(yùn)基地。隨著我國 5G 時(shí)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(dòng)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(diǎn)，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(shí)現(xiàn)自身運(yùn)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(shí)現(xiàn)自身運(yùn)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(shí)，即浪費(fèi)上萬美元，真可謂時(shí)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(dòng)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(dòng)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(gè)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(dòng)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(huì)影響集裝箱裝卸進(jìn)度。5G 讓智能理貨實(shí)現(xiàn)了 3 個(gè)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(shí)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(shí)時(shí)視頻，需上行帶寬 30~50Mbps，需要借助 5G 的大帶寬和低時(shí)延技術(shù)以及 MEC（Mobile Edge Computing，移動(dòng)邊緣計(jì)算）技術(shù)進(jìn)行快速圖像識別。

2、5G 無人集卡自動(dòng)物流，全程自動(dòng)物流如老司機(jī)，提升運(yùn)輸效率和安全。在 5G 智慧港口，偌大的一個(gè)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(dòng)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(dòng)啟動(dòng)，無人操控的方向盤便自動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)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(yùn)行路線精準(zhǔn)駛?cè)胼喬サ踝鳂I(yè)指定位置，從而實(shí)現(xiàn)滿足港口封閉區(qū)域內(nèi)水平運(yùn)輸?shù)男枨蟆?/p>

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(yùn)輸自動(dòng)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(shí)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(gè)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(yùn)營效率，降低安全風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)港口由勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)向自動(dòng)化、智能化、無人化的全面升級轉(zhuǎn)型。

實(shí)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(shí)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(shí)時(shí)視頻。大部分操作都已實(shí)現(xiàn)自動(dòng)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(shí)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(shí)延可靠性測試、長時(shí)間耐久測試、多臺輪胎吊并發(fā)測試等一系列的生產(chǎn)驗(yàn)證，完成了全球首個(gè) 5G 輪胎吊遠(yuǎn)程操控規(guī)模商用驗(yàn)證，并作為首個(gè)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(yàn)證，現(xiàn)網(wǎng) 5G 網(wǎng)絡(luò)端到端平均時(shí)延低至 8-10ms，PLC控制可靠性高達(dá) 99.999%，未來通過中國移動(dòng)新 的上行增強(qiáng)方案可實(shí)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(shí)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(jià)值。5G 正在新基建大背景下快速改變社會(huì)，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(jià)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(jiān)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(dòng) 5G 網(wǎng)絡(luò)覆蓋和應(yīng)用試點(diǎn)。2018 年 9 月，浙江移動(dòng)與浙江省海港投資運(yùn)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(gè) 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(shí)候，寧波舟山港就成功實(shí)現(xiàn)了基于移動(dòng) 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(diǎn)，標(biāo)志著寧波舟山港成為全國首個(gè)實(shí)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(shí)部署使用，切實(shí)起到提升港口效率、降低通信系統(tǒng)運(yùn)維成本的效果。

5G 技術(shù)在寧波舟山港的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了業(yè)界三項(xiàng)首創(chuàng)：一是業(yè)界首個(gè)完成 5G 輪胎吊遠(yuǎn)程操控驗(yàn)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(yàn)證，驗(yàn)證了 5G 可同時(shí)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(shí)延。

二是業(yè)界首個(gè) 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(gè) 5G 商城，使能5G 智慧港口。

三是業(yè)界首個(gè)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(xiàng)目率先在寧波舟山港完成 5G 上行增強(qiáng)創(chuàng)新方案驗(yàn)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(dòng)5G City 網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)先。

實(shí)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(diǎn)推動(dòng)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(shí)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(jià)值。5G 正在新基建大背景下快速改變社會(huì)，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(jià)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。

11.5G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(xiàng)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(shí)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(shí)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(xiàng)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(shí)現(xiàn)了整個(gè)生產(chǎn)線要素的柔性編排，提升了企業(yè)生產(chǎn)效率。同時(shí)，本項(xiàng)目還基于運(yùn)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(yàn)證，并計(jì)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(shí)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?yàn)檐囬g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(shí)時(shí)狀態(tài)、控制信息，包括大量 AGV、RFID 物料感知、監(jiān)控?cái)z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(gè)煙囪式的孤立信息系統(tǒng)平臺，傳輸方式不統(tǒng)一，計(jì)算和存儲(chǔ)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(shí)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(gè)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(yùn)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(shí)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?jiān)鰪?qiáng)帶寬、低時(shí)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(dú)享的 5G 專用網(wǎng)絡(luò)切片，不僅能夠滿足 AGV 低延時(shí)無縫銜接的同時(shí)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(shí)，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(shí)的同時(shí)，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(shí)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(shí)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(jì) 50 套，貫穿于輪胎整條生產(chǎn)線，部署于各個(gè)生產(chǎn)流程，RFID 系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)、追溯產(chǎn)品在各個(gè)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(yùn)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(shí)現(xiàn)低延時(shí)、大帶寬、高穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸。在運(yùn)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(yùn)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(shí)同信令冗余傳輸及冗余判定的機(jī)制也提升了系統(tǒng)運(yùn)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(shí)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(yùn)行工況，同時(shí)降低近三分之一運(yùn)維成本，實(shí)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(jì)協(xié)助輪胎廠實(shí)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(dòng)機(jī)械有限公司 5G + MA 系列液力變速器裝配線等項(xiàng)目進(jìn)行推廣應(yīng)用。

▲5G 設(shè)備融合

經(jīng)驗(yàn)總結(jié)與后續(xù)計(jì)劃：5G 全連接柔性工廠核心是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)制造自動(dòng)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€(gè)生產(chǎn)工藝做出實(shí)時(shí)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(shí)現(xiàn)機(jī)器、人員的互聯(lián)，實(shí)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(shí)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(jì)、采購、倉儲(chǔ)、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(gè)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(yùn)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(xiàng)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(diǎn)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(diǎn)，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(shí)現(xiàn)邊緣算力柔性擴(kuò)展。

12.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(dòng)通信設(shè)備有限公司與廈門市交通運(yùn)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(dòng)廈門 5G BRT 智能網(wǎng)聯(lián)車路協(xié)同系統(tǒng)項(xiàng)目實(shí)施落地。該項(xiàng)目是國內(nèi)首個(gè)面向 5G 的城市級智能網(wǎng)聯(lián)應(yīng)用。

截至 2020 年 8 月，項(xiàng)目已經(jīng)完成了廈門市 60 公里 BRT 道路和 5 個(gè)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(shí)車考察和會(huì)議答辯的形式對整個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行了驗(yàn)收評審。驗(yàn)收的順利通過也標(biāo)志著該項(xiàng)目正式成為國內(nèi)第一個(gè)經(jīng)過成熟商業(yè)模式驗(yàn)證的智能網(wǎng)聯(lián)車路協(xié)同項(xiàng)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(shí)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(dòng)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(jì)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(gè) BRT 系統(tǒng)的運(yùn)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(shí)現(xiàn)了 BRT公交入站時(shí)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(shí)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(shí)現(xiàn) V2V、V2I 通信，實(shí)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(shí)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(huì)路口進(jìn)行智能網(wǎng)聯(lián)升級改造。其中該項(xiàng)目涉及的社會(huì)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(shí)延均可滿足項(xiàng)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(shí)延方面，3GPP、ETSI 等標(biāo)準(zhǔn)化組織對主動(dòng)安全類應(yīng)用的端到端通信時(shí)延要求控制在 100ms 以內(nèi)，而視頻信息本身的采集時(shí)延、編解碼時(shí)延等已經(jīng)在 60ms以上，因此對傳輸時(shí)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(shí)延等數(shù)據(jù)的實(shí)際測試結(jié)果。

▲5G三網(wǎng)融合車路協(xié)同方案

實(shí)時(shí)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(shí)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(shí)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(dòng)車及非機(jī)動(dòng)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(shí)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(shí)時(shí)獲取路口信號燈的燈態(tài)信息和時(shí)長信息發(fā)送給車輛，同時(shí)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(yùn)輸效率。經(jīng)測算，平均可減少 15% 以上的線路通行時(shí)長。

▲實(shí)時(shí)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(shí)時(shí)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(jì)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(jì)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(yùn)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(shí)一旦停靠站臺過遠(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(shí)時(shí)下發(fā)給車端，車輛根據(jù)這些策略，進(jìn)站時(shí)調(diào)整行駛軌跡，實(shí)現(xiàn)厘米級的精準(zhǔn)?？空九_。為了保證項(xiàng)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(shí)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(shí)時(shí)交互通信，實(shí)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(dòng)、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(xiǎn)時(shí)，后車基于 TTC 碰撞時(shí)間，提前主動(dòng)采取平緩剎車減速或剎車停止，同時(shí)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懀皇苡?、雪、霧霾天氣對能見度的影響，同時(shí)相較于依靠單車傳感器實(shí)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(shí)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(xiàng)目從初期的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證階段進(jìn)入了整體運(yùn)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(yùn)營項(xiàng)目可供借鑒，因此本項(xiàng)目在開始全面運(yùn)營后也面臨了諸多挑戰(zhàn)。

首先從單車運(yùn)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(shí)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(yàn)。

其次從整體線路運(yùn)營的角度看，規(guī)?；\(yùn)營的實(shí)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(shí)可以掌握車輛、線路運(yùn)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(jì)劃、實(shí)時(shí)發(fā)布車輛運(yùn)營信息、實(shí)時(shí)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(shí)現(xiàn)公交線路的自動(dòng)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(chǔ)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(shí)施與部署，同時(shí)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(yùn)營，建設(shè)方案和運(yùn)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(yùn)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(xiàng)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(dòng)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。

13.基于5G MEC的分布式通用機(jī)器視覺平臺

本項(xiàng)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(jì)算資源及專業(yè)運(yùn)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(xiàng)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(jì)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(shí)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(shí)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(yùn)營需求。

1、行業(yè)挑戰(zhàn)

隨著計(jì)算技術(shù)、存儲(chǔ)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(shí)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(gè)工位上除相機(jī) / 光源外，還需要部署工控機(jī)，較難工程實(shí)現(xiàn)；工位間系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)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(shí)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(shí)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(shí)延和算力的需求。

項(xiàng)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(yùn)行，為視覺檢測、識別，提供更為強(qiáng)大的計(jì)算能力和存儲(chǔ)能力，同時(shí)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(dòng)工業(yè)生產(chǎn)智能化。

2、解決方案和價(jià)值

技術(shù)方案：項(xiàng)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(chǔ)、分析全過程，向企業(yè)、開發(fā)商和個(gè)人提供數(shù)據(jù)服務(wù)，同時(shí)支持視覺 AI 算法訓(xùn)練、計(jì)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(shí)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?？刂茍?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(jì)方案

項(xiàng)目實(shí)施方案上，我們在園區(qū)內(nèi)部署 MEP 邊緣節(jié)點(diǎn)，實(shí)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(shí)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(gè)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(gè)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(xiàng)目應(yīng)用：項(xiàng)目通過聚合算法商店引入大量通用性實(shí)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(xiàng)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(shí)現(xiàn) AAU 產(chǎn)品的螺釘及點(diǎn)膠質(zhì)量的前端檢測，可以同時(shí)檢測 204 個(gè)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(shí)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(cuò)檢等問題，降低工業(yè)生產(chǎn) / 檢測成本。

14.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(dòng)、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(shí)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(huì)診、5G 移動(dòng)診療、5G 社康急救指導(dǎo)、5G 智慧病房等應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)福田區(qū)醫(yī)聯(lián)體服務(wù)的遠(yuǎn)程化、移動(dòng)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(huì)診、遠(yuǎn)程會(huì)診、社康急救切實(shí)落實(shí)分級診療， 助力精準(zhǔn)疫情防控。

基于醫(yī)院的實(shí)際場景，從技術(shù)到業(yè)務(wù)實(shí)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(shí)，項(xiàng)目創(chuàng)下了 5 個(gè)全球第一：

▲深圳智慧醫(yī)療五個(gè)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(shí) 3GPP/ITU 等多個(gè)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(xiǎn)。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(gè)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(xiǎn)。

（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(jià)值

福田區(qū)醫(yī)聯(lián)體 5G 智慧醫(yī)療項(xiàng)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(shí)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(shí)踐，在高速穩(wěn)定的5G專網(wǎng)環(huán)境下，實(shí)現(xiàn)多平臺協(xié)作，打造面向移動(dòng)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(gè)社區(qū)康復(fù)中心，創(chuàng)新性的設(shè)計(jì)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(xiàng)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(yùn)維由運(yùn)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(shí)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(shí)時(shí)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(yùn)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(dòng)性的要求。在中大八院項(xiàng)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(dòng)的區(qū)域急救體系、分級診療體系，推動(dòng)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(shí)現(xiàn)專網(wǎng)用戶與公共用戶的業(yè)務(wù)隔離，互不影響。運(yùn)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?？ń尤?，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(yùn)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(jì)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(jì)算，實(shí)現(xiàn)醫(yī)療數(shù)據(jù)不外出，保障了低時(shí)延業(yè)務(wù)的實(shí)時(shí)交互。

SA 獨(dú)立組網(wǎng) & 端到端切片：深圳移動(dòng)目前已經(jīng)建設(shè) 1.5 萬個(gè) 5G 基站，實(shí)現(xiàn) 5G SA獨(dú)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(shí)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(dòng)終端）植入 5G 模組：5G 醫(yī)療終端是5G 應(yīng)用落地實(shí)施的關(guān)鍵一環(huán)，尤其是移動(dòng)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(jì)，集成 5G 模組的行業(yè)終端通常需要較長的開發(fā)、驗(yàn)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(xiàng)目組進(jìn)行一系列創(chuàng)新性設(shè)計(jì)和探索，全國首創(chuàng)在醫(yī)療推車（移動(dòng)醫(yī)生車、移動(dòng)護(hù)士車、床邊會(huì)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(shí)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(shí)。

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(xiàng)目一期實(shí)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(huì)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(xiàng)目在中山大學(xué)附屬第八醫(yī)院試已經(jīng)運(yùn)行了 3 個(gè)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。

15.5G 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(yùn)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(shí)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(xiàng)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(diǎn)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(dòng)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(gè)場景。

1、解決方案和價(jià)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(gè)切片應(yīng)用測試項(xiàng)目，搭建 5G SA 端到端網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，并驗(yàn)證 SA 網(wǎng)絡(luò)和切片配置功能，同時(shí)還搭建了邊緣云計(jì)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(shí)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(shí)時(shí)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(jì)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(shí)還滿足了業(yè)務(wù)對時(shí)延的性能要求。

同時(shí)，邊緣云平臺與醫(yī)院PACS 系統(tǒng)對接，每天實(shí)時(shí)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(chǔ)時(shí)間，滿足一個(gè)住院病人在 10~15 天的平均住院時(shí)間期間，醫(yī)生可以隨時(shí)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(diǎn)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(gè)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(shí)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(shí)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(yàn)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(shí)全息可視化和云技術(shù)為一體，實(shí)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(gè)門診科室應(yīng)用。通過 5G 將三維模型推送至移動(dòng)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(shí)，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(jià)值。

5G 與 MR（混合實(shí)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(dòng)畫，并將其呈現(xiàn)在現(xiàn)實(shí)空間中，實(shí)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(shí)時(shí)在線的互動(dòng)溝通，通過多路高清視頻實(shí)時(shí)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(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程手術(shù)會(huì)診的實(shí)時(shí)化、可視化、精準(zhǔn)化。

同時(shí)，將手術(shù)進(jìn)行中的畫面實(shí)時(shí)直播至教研室或會(huì)議室，與會(huì)醫(yī)生可與手術(shù)室醫(yī)生進(jìn)行實(shí)時(shí)交流，通過實(shí)時(shí)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

16.5G+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(dòng)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(xiàng)目總投資 4.19 億元。

項(xiàng)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(huì)議室、貴賓廳、辦公區(qū)、重要走廊等多個(gè)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(shí)現(xiàn)媒資的處理。

項(xiàng)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(jì)算平臺，平臺包括基礎(chǔ)系統(tǒng)、存儲(chǔ)系統(tǒng)、5G 分流系統(tǒng)（含 UPF）及存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫，在部署大容量存儲(chǔ)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(shí)現(xiàn)圖形處理的加速，實(shí)現(xiàn) 4K/8K 超高清視頻的制作和播出。

項(xiàng)目將打造一套網(wǎng)絡(luò)切片運(yùn)營管理平臺，作為中國移動(dòng)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(shí)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(gè)上星 4K 頻道。電信運(yùn)營商方面，中國電信、中國聯(lián)通、中國移動(dòng)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(jì) 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(dòng)計(jì)劃》，計(jì)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?cái)?shù)提升到 10 比特，同時(shí)圖像增加高動(dòng)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(dòng)5G 發(fā)展不可或缺的業(yè)務(wù)。

2、解決方案和價(jià)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(shí)延、廣連接的特性，實(shí)現(xiàn)超高清視頻的采集、傳輸、制作和播出，實(shí)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(diǎn)區(qū)域和非重點(diǎn)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(huì)新建 5GNR 宏站，實(shí)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(shí)現(xiàn)室內(nèi)區(qū)域 5G 全覆蓋。

并實(shí)現(xiàn) 5G 網(wǎng)絡(luò)分別從核心網(wǎng)側(cè)、邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)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(dòng)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(jì)算平臺：基于 5G 網(wǎng)絡(luò)的邊緣計(jì)算可以把在云端的計(jì)算和存儲(chǔ)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(shí)時(shí)編輯、存儲(chǔ)、傳輸?shù)炔僮?，大大的降低了端到端的業(yè)務(wù)時(shí)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(jì)算平臺：上下行帶寬能夠穩(wěn)定達(dá)到 1Gbps，可以實(shí)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(shí)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(diǎn)功能，手機(jī)、PAD、OA 機(jī)、移動(dòng)非編等移動(dòng)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(jì)算平臺，進(jìn)行實(shí)際的業(yè)務(wù)處理。

網(wǎng)絡(luò)切片運(yùn)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(yùn)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(diǎn)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(jì)算平臺、網(wǎng)絡(luò)切片運(yùn)營管理平臺的建設(shè)，助力總臺實(shí)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(shí)現(xiàn)總臺40Mbps節(jié)目（4K）的實(shí)時(shí)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(shí)現(xiàn)單路 160Mbps 節(jié)目（8K）的實(shí)時(shí)回傳，保證節(jié)目播放不卡頓、不花屏。

節(jié)目實(shí)時(shí)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(shí)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(dòng)狀態(tài)下輕松的實(shí)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。

智東西認(rèn)為，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(dòng)“大動(dòng)脈”，成為經(jīng)濟(jì)社會(huì)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。現(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(dòng)數(shù)字經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)和產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)雙輪驅(qū)動(dòng)。

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