王繼梅

【摘要】? ? 5G網(wǎng)絡在數(shù)據(jù)速率、移動性、空口時延、可靠性等方面都有大幅度的提升。提升智慧園區(qū)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量、科學決策水平、服務管理水平、以及事件處置能力也是未來的主要發(fā)展方向?；?G網(wǎng)絡的技術優(yōu)勢以及智慧園區(qū)的發(fā)展需求，本文將5G網(wǎng)絡技術用于智慧園區(qū)服務的專利申請作為研究對象，基于專利數(shù)據(jù)庫進行專利檢索并進行專利數(shù)據(jù)分析，選取了5G網(wǎng)絡技術下智慧園區(qū)的幾個典型應用進行介紹，并預測未來5G網(wǎng)絡技術在智慧園區(qū)中應用的發(fā)展趨勢。

【關鍵詞】? ? 5G? ? 智慧? ? 園區(qū)? ? 速率? ? 時延

引言：

2008年IBM公司提出了智慧地球的理念，而智慧城市的概念正是源于此。近年來，我國高度重視智慧城市的建設與發(fā)展，而智慧園區(qū)可以說是建設智慧城市的一個必經(jīng)之路，也可以說是一個小型的智慧城市。智慧園區(qū)作為智慧城市的主要助推器，已逐漸成為未來城市發(fā)展的必然趨勢。在國家政策的大力扶持下，全國各地園區(qū)的智慧化建設也正在如火如荼的進行著。

2021年我國將實現(xiàn)5G網(wǎng)絡的大規(guī)模商用，5G 網(wǎng)絡將實現(xiàn)人和人、人和物、物和物之間的泛在互聯(lián)，5G網(wǎng)絡致力于應對差異化、多樣化業(yè)務的巨大挑戰(zhàn)，其可以滿足高移動性、超高速率、超高流量、超低時延等多種能力指標。5G網(wǎng)絡的商用將有力推動邊緣計算、VR/AR、AI等前沿技術的實際應用，因此，會孕育出一大批服務于智慧園區(qū)的新興應用場景。

園區(qū)的管理、運營、產(chǎn)業(yè)孵化等等方方面面都伴隨著新技術的誕生發(fā)生著翻天覆地的變化。5G切片為工業(yè)制造類園區(qū)里低時延提供了安全通道，5G+MEC為園區(qū)大量的個性化計算需求提供了數(shù)據(jù)計算基礎。同時保障了數(shù)據(jù)不出園區(qū)，數(shù)據(jù)本地化存儲處理的要求。MEC上部署云桌面，為園區(qū)的創(chuàng)新型企業(yè)提供了輕資產(chǎn)辦公，為研發(fā)型企業(yè)的代碼安全提供了基礎資源。

總之，隨著5G網(wǎng)絡技術及其周邊配套應用的發(fā)展以及智慧園區(qū)從管理到運營的多樣化需求，出現(xiàn)了一大批服務于智慧園區(qū)的專利申請，各個企業(yè)也在該領域進行專利布局以期提升自身的競爭實力并在未來獲取更大的市場份額。

一、5G網(wǎng)絡技術

1.1 5G網(wǎng)絡技術的特點

5G網(wǎng)絡是在4G網(wǎng)絡的基礎上發(fā)展而來的，其是對4G網(wǎng)絡的升級。隨著大數(shù)據(jù)時代的到來，數(shù)據(jù)已經(jīng)滲透到當今的每一個行業(yè)，移動通信網(wǎng)絡正在向著萬物互聯(lián)的方向快速發(fā)展。

與4G網(wǎng)絡相比，5G網(wǎng)絡在數(shù)據(jù)速率、移動性、空口時延、可靠性等方面都有大幅度的提升[1]。5G網(wǎng)絡在無線資源的利用率上也明顯優(yōu)于4G網(wǎng)絡，能夠大量傳輸數(shù)據(jù)，還可以科學配置通信資源，提高用戶的通信體驗。

1.2 5G網(wǎng)絡技術帶來的影響

ITU為5G網(wǎng)絡定義了增強移動寬帶eMBB、海量機器類通信mMTC和超可靠低時延通信URLLC三大應用場景。

eMBB場景是指在現(xiàn)有移動寬帶業(yè)務場景的基礎上，對于用戶體驗等性能的進一步提升。典型應用包括超高清視頻、虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實等，主要追求人與人之間極致的通信體驗。

mMTC是物聯(lián)網(wǎng)的應用場景，典型應用包括智慧城市、智能家居等，這類應用對連接密度要求較高，同時呈現(xiàn)行業(yè)多樣性和差異化。

URLLC典型應用包括工業(yè)控制、無人機控制、智能駕駛控制等，這類場景聚焦對時延極其敏感的業(yè)務，高可靠性也是其基本要求[2]。

在萬物互聯(lián)的物聯(lián)網(wǎng)時代的背景下，5G網(wǎng)絡的到來，能夠滿足物聯(lián)網(wǎng)時代的所有需求。5G網(wǎng)絡通過將5G本身的網(wǎng)絡切片、邊緣計算、網(wǎng)絡能力開放、智能化RAN等技術與人工智能、云計算、控制技術、AR/VR、傳感器技術等基礎技術相結合，將會孕育出更多的創(chuàng)新業(yè)務以及創(chuàng)新應用[3]。未來5G網(wǎng)絡不僅需要繼續(xù)面對移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務發(fā)展所帶來的挑戰(zhàn)，同時還需要滿足物聯(lián)網(wǎng)技術發(fā)展所衍生出來的多樣化的業(yè)務需求。

1.3 5G網(wǎng)絡跟MEC的結合

隨著5G技術的大量商用，結合5G大帶寬、低時延、多連接的特點，未來5G將成為萬物互聯(lián)的入口。而MEC跟5G的巧妙結合，將使終端流量更少的回到核心網(wǎng)繞行，直接通過5G邊緣5GC的UPF轉(zhuǎn)發(fā)到互聯(lián)網(wǎng)，大大降低網(wǎng)絡應用訪問時延。

結合到園區(qū)本身的場景，5G結合MEC解決了低時延、數(shù)據(jù)園區(qū)本地處理、AI能力部署、大數(shù)據(jù)平臺部署等計算問題。利用MEC平臺可以實現(xiàn)整個智慧園區(qū)AI智能辦公，包括AI門禁、智能安保巡邏機器人、廠區(qū)車輛管理、人員管理、孵化器管理、智能通行、智能視頻分析、5G無人機、智能物聯(lián)網(wǎng)平臺、智能環(huán)衛(wèi)等等。

二、5G網(wǎng)絡在智慧園區(qū)中的典型應用

5G助力萬物互連，實現(xiàn)園區(qū)/場館/樓宇設施全覆蓋感知，科學化、精細化綜合管控、完成各類信息數(shù)據(jù)的集中分析展示和統(tǒng)一調(diào)度指揮。本文選取5G網(wǎng)絡在智能園區(qū)中的應用作為研究對象，基于對專利數(shù)據(jù)庫進行專利檢索并進行專利數(shù)據(jù)分析，選取了5G網(wǎng)絡在智能園區(qū)中應用的幾個典型的應用場景進行介紹如下。

2.1 利用5G技術的智能機器人

采用5G通信技術實現(xiàn)機器人控制指令的高速傳輸，云端大腦為智能設備與機器人之間提供了包括智能視覺，自然語言處理和其他人工智能的能力。

移動內(nèi)聯(lián)網(wǎng)MCS架構為云端智能機器人提供了端到端的安全保障。而服務于機器人的控制器RCU實現(xiàn)了機器人與云端大腦之間的控制功能?；谌四樧R別功能，智能機器人可以實現(xiàn)對園區(qū)內(nèi)VIP客戶的主動接待，智能講解功能。通過人臉識別、人體檢測、人證核驗等技術同時也能夠?qū)崿F(xiàn)園區(qū)內(nèi)的智能識別的功能。

2.2 利用5G的智能停車

5G智能停車系統(tǒng)以部署5G車位感知終端為主，運用智能識別、云計算、智慧物聯(lián)等技術，通過識別車輛號牌判斷車輛的進出權限，同時根據(jù)實時車位空余情況進行停車引導直至完成停車，實現(xiàn)了從車輛進出控制、快速通過到智能停車引導的全自動化智能停車綜合管理應用。

5G深度覆蓋使得全城域車位管理一體化成為現(xiàn)實，將使得地下停車場的信號質(zhì)量顯著提升，進而實現(xiàn)對于停車位的精細化管理。

AR路徑規(guī)劃，根據(jù)定位系統(tǒng)，在客戶指定區(qū)域，例如室外/室內(nèi)大廳AR界面中顯示實時定位;配合路徑規(guī)劃，訪客能更好的到達停車位;將路線標記在真實世界中，場景可以覆蓋傳統(tǒng)地圖無法實現(xiàn)或?qū)崿F(xiàn)精度不高的園區(qū)內(nèi)。

2.3 利用5G技術的無人機監(jiān)控

高性能無人機結合5G、AI等技術拓展了園區(qū)常規(guī)監(jiān)控的物理距離，利用5G網(wǎng)絡可以完成實時數(shù)據(jù)傳輸、監(jiān)控、遠程控制等園區(qū)監(jiān)控功能。無人機在空中不受地形和視線的限制可以很大程度上提高巡查效率。無人機搭載普通相機提供了更加宏觀的視角從而提升全局監(jiān)控的能力。

另外，在遭遇突發(fā)事件時，利用無人機的快速機動能力，能夠快速到達現(xiàn)場，圖傳現(xiàn)場圖像，提高了對于突發(fā)事件處理的時效性。

通過 5G 無人機平臺，可以實現(xiàn)廠區(qū)范圍內(nèi)規(guī)范化、常態(tài)化的空中安保巡視和設備點檢。利用 5G 的高速率、高可靠低時延無線網(wǎng)絡， 可以將搭載在無人機上的攝像頭視頻（可見光高清、紅外等）實時傳送到廠區(qū)綜合控制中心。通過對視頻圖像進行基于人工智能的物體識別、模式識別分析，判斷所巡檢的地點是否存在安保異?；蚧鹁惓２崿F(xiàn)智能提示，最大限度降低安保人員日常勞動強度。

2.4 利用5G技術的智慧路燈

智慧路燈整合燈桿、5G 基站、MEC 邊緣網(wǎng)關、超高清攝像頭、環(huán)境傳感器等設施，通過在路燈內(nèi)集成環(huán)境光感應、集中控制器和NB-IOT通訊模塊，將路燈信息采集反饋到智慧園區(qū)運營平臺，實現(xiàn)對每盞路燈的開關狀態(tài)、照明亮度進行精準控制。方便管理同時對于低能耗也很有意義。

三、智慧園區(qū)未來發(fā)展方向

智能園區(qū)管理將趨于數(shù)據(jù)化，通過大數(shù)據(jù)分析做出決策。使用報表、統(tǒng)計圖表的形式，直觀展示園區(qū)實時運行數(shù)據(jù)和歷史運行數(shù)據(jù)。建立報表模型數(shù)據(jù)，分析推送管理各層面所需要的數(shù)據(jù)。比如：訪客進出數(shù)據(jù)、巡邏車運行數(shù)據(jù)、系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)、環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)、辦公能耗數(shù)據(jù)、園區(qū)運維人力投入數(shù)據(jù)、消防檢查、企業(yè)用水數(shù)據(jù)、企業(yè)物流數(shù)據(jù)等。利用園區(qū)的各種運營數(shù)據(jù)進行大數(shù)據(jù)分析從而為園區(qū)建設更好的服務。

智慧園區(qū)的發(fā)展目標是在園區(qū)信息化建設的基礎上使園區(qū)管理更為人性化、智能化，能都提高園區(qū)服務效率，降低人工收費與管理成本，提升入駐園區(qū)的企業(yè)的辦公及生活水平。智慧園區(qū)的管理是全方位、多層次的管理，但是一般而言園區(qū)規(guī)模都比較大，因此，管理起來比較復雜。

伴隨5G 2B定制網(wǎng)的發(fā)展，在安全、效率和體驗等方面獨具優(yōu)勢的5G智慧園區(qū)將成為園區(qū)未來發(fā)展的主流，以5G為基礎的泛在感知網(wǎng)絡將使得大量的系統(tǒng)性和價值性的園區(qū)數(shù)據(jù)被獲得，從而為園區(qū)的安防監(jiān)控、產(chǎn)業(yè)服務、交通管理等應用需求提供助力，最終提升園區(qū)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量、科學決策水平、服務管理水平、以及事件處置能力。在未來智能園區(qū)的建設中，持續(xù)提高智能園區(qū)的智能化水平，提高服務效率，降低管理成本以及快速推動5G智慧園區(qū)的商用將成為發(fā)展目標。

四、結束語

提高智慧園區(qū)的服務效率、管理水平，降低管理成本將是未來園區(qū)智能化建設的發(fā)展方向。在安全、效率和體驗等方面獨具優(yōu)勢的5G智慧園區(qū)必將成為未來園區(qū)信息化發(fā)展的趨勢。

隨著5G用戶逐漸增多，AI、大數(shù)據(jù)、MEC、云計算以及智能硬件的逐漸成熟和使用。伴隨智慧園區(qū)的一系列新技術、新科技、新業(yè)態(tài)會不斷孵出，將為園區(qū)的管理者、使用者最大效率的提供服務。

隨著5G通信技術的進一步發(fā)展，必將助力智慧園區(qū)產(chǎn)生更多新的應用，從而使得智慧園區(qū)的管理更加的科學和高效。同時也能在節(jié)省能源的同時最大化創(chuàng)造企業(yè)價值。使萬物的溝通更自然，數(shù)據(jù)更有價值，決策更有理有據(jù)，人們的生活更和諧美好。

參? 考? 文? 獻

[1] 商建波，5G通信的關鍵技術分析[J]，電子技術. 2021，50（02）

[2] 趙志強，5G 網(wǎng)絡技術特點及其無線網(wǎng)絡規(guī)劃設計[J]，網(wǎng)絡與通信技術 信息與電腦（理論版）. 2020，32（02）

[3] 楊敬，葛涵濤，陸燁曄，5G技術在智慧醫(yī)療領域的應用場景淺析[J]， 中國衛(wèi)生信息管理雜志. 2020，17（06）