葉連金，黃 河，呂建輝，江 勇，高 萍

（1．清華大學深圳國際研究生院，廣東 深圳518057；2．深圳市坪山區(qū)科技創(chuàng)新服務(wù)中心，廣東 深圳518000）

5G技術(shù)，即第五代移動通信技術(shù)，可以提供20Gbps的接入速率、毫秒級別時延的服務(wù)和千億級別的設(shè)備接入能力[1]。在大幅增強移動互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)性能的基礎(chǔ)上，5G技術(shù)的應(yīng)用還進一步滲透進入物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)，拓展人與物、物與物互聯(lián)的場景，拉開萬物互聯(lián)新時代的帷幕。而5G技術(shù)與工業(yè)設(shè)施、醫(yī)療儀器、交通工具等多種垂直行業(yè)的深度融合，有助于形成垂直領(lǐng)域的新型應(yīng)用與業(yè)務(wù)，包括智慧醫(yī)療、智慧教育、智慧交通、智慧園區(qū)、智慧工地等。5G與各垂直行業(yè)融合發(fā)展所驅(qū)動的新應(yīng)用有助于促進產(chǎn)業(yè)升級、打造全新的智能產(chǎn)業(yè)生態(tài)。

1.5G新應(yīng)用場景

1.1 5G智慧醫(yī)療

智慧醫(yī)療利用現(xiàn)代化信息與通信技術(shù)，能夠提供更精細化的醫(yī)院管理、更高效自主的健康服務(wù)以及為偏遠貧困地區(qū)提供更優(yōu)質(zhì)的醫(yī)療資源共享[2]。而5G技術(shù)的高帶寬傳輸、萬物互聯(lián)等特性有助于推動智慧醫(yī)療的發(fā)展?；?G技術(shù)實現(xiàn)院前急救與智慧遠程協(xié)助。根據(jù)5G急救車的優(yōu)先級特性，發(fā)送信號聯(lián)系交通部門，規(guī)劃救護車路線并進行車流管理，從而縮短行車耗時。同時，基于5G網(wǎng)絡(luò)的低時延、大容量傳輸特性，實時將救護車位置信息、健康監(jiān)測設(shè)備信息、高清監(jiān)控視頻畫面信息等發(fā)送至醫(yī)院控制中心，以供進行遠程指導?；?G技術(shù)的超高信息傳輸速度，實時傳輸監(jiān)控視頻、醫(yī)療監(jiān)測設(shè)備數(shù)據(jù)等信息，從而進行智慧遠程協(xié)助，使遠程的醫(yī)生具有充分的信息進行病情的診斷與分析，指導患者治療。

1.2 5G智慧教育

智慧教育即教育信息化，指的是在教育領(lǐng)域全面深入地運用現(xiàn)代信息技術(shù)來促進教育改革與發(fā)展的過程。5G技術(shù)的發(fā)展有助于提供實時高清、跨域遠程課堂，并為建設(shè)智慧校園，促進教育公平、學科交叉融合等方面發(fā)揮著重要的推動作用[3]。

5G智慧教育發(fā)展趨勢良好。國內(nèi)目前已開展智慧教育項目有中國移動“5G智慧校園應(yīng)用示范項目”以及中國聯(lián)通“5G+智能教育”行業(yè)應(yīng)用發(fā)布會，其依托5G網(wǎng)絡(luò)傳輸特性，構(gòu)建全息教學、AR沉浸式教學、雙師課堂等5G智慧教學場景，打破傳統(tǒng)教育格局。另一方面，5G有助于實現(xiàn)智慧平安校園，部署4K高清攝像頭，采集安放數(shù)據(jù)，依托5G對高清視頻數(shù)據(jù)進行低時延、高保障的傳輸，從而智能分析畫面并及時預(yù)警，守護校園安全。

1.3 5G全景智能導航

5G全景導航指的是在商業(yè)園區(qū)或者旅游景區(qū)內(nèi)，基于虛擬現(xiàn)實（VR）和增強現(xiàn)實（AR），提供可感乃至可交互的導航服務(wù)[4]。VR技術(shù)為用戶提供沉浸式、代入感更強的體驗。AR技術(shù)則是通過將實體信息經(jīng)過計算機模擬仿真后再疊加，將虛擬的信息疊加于現(xiàn)實信息，達到超越現(xiàn)實的感官體驗。而5G技術(shù)所提供的高帶寬、低時延的線路，能夠保證用戶與計算服務(wù)器之間的實時通信。

通過在商業(yè)園區(qū)或者旅游景區(qū)全面部署5G信號，并配備專用開發(fā)5G+AR導航移動終端應(yīng)用，并由5G基站等邊緣服務(wù)器進行數(shù)據(jù)分析與處理，能夠為用戶提供實時有效的位置定位，進行語音與虛擬現(xiàn)實共同作用的視頻方向?qū)Ш剑沟糜脩舻玫礁玫南M與游玩體驗。

1.4 智慧園區(qū)

傳統(tǒng)的園區(qū)管理存在著數(shù)據(jù)采集孤立、系統(tǒng)聯(lián)動難以實現(xiàn)、智能化水平低等問題，無法實現(xiàn)高效、便捷的集中式管理，同時，重要設(shè)備運行狀態(tài)無法實時監(jiān)控，難以實現(xiàn)事故預(yù)警。

構(gòu)建5G賦能的專業(yè)巡檢和安防一體化的智慧園區(qū)綜合平臺，有助于打造管理數(shù)據(jù)化、應(yīng)急主動化、設(shè)備智能化、服務(wù)精準化的新型智能園區(qū)。一是5G高清攝像頭結(jié)合AI算法高效識別人員信息，形成無感考勤、黑名單精確布控、異常行為實時預(yù)警的全方位體系。二是在消防復雜環(huán)境中，安裝水壓、水位傳感器、火災(zāi)、電氣、煙霧等異常狀態(tài)探測器組成消防物聯(lián)網(wǎng)，實時檢測安全情況。三是巡檢機器人搭載高清攝像機，實時獲取運行畫面?zhèn)鬏斨帘O(jiān)控中心，對事故、隱患、故障進行判定和預(yù)警。5G智能機器人移動巡邏和高清視頻監(jiān)控各類數(shù)據(jù)充分融合共享，實現(xiàn)了全域化、自由化、簡捷化的專業(yè)巡檢和安防。

1.5 智慧交通

智慧交通利用信息化、數(shù)據(jù)化等手段，通過對交通信息進行感知、匯聚和分析，從交通管理、交通運輸、公眾出行等方面賦能交通系統(tǒng)，改善人民的出行體驗。而網(wǎng)絡(luò)連接、實時通信是智慧交通的基礎(chǔ)。5G所提供的海量鏈接、高帶寬傳輸?shù)缺憷梢詫④?、路、人連接起來，形成可以實時通信、監(jiān)控、決策的智能網(wǎng)絡(luò)，使交通全面信息化、數(shù)字化、智能化。5G賦能智慧交通方案包含以下三個方面。一是通過建設(shè)5G交通專網(wǎng)，可以保證傳輸交通信息的高時效性、大信息量、高服務(wù)質(zhì)。通過路側(cè)設(shè)備（攝像頭、氣象站、電子路牌等）進行實時信息采集，由5G網(wǎng)絡(luò)進行高速率、低時延回傳。二是MEC邊緣云和中心云平臺匯聚信息并進行分析與決策，實現(xiàn)交通路徑的整體動態(tài)規(guī)劃和管控。交通5G專網(wǎng)可以保證傳輸交通信息的高時效性、大信息量、高服務(wù)質(zhì)量。三是開發(fā)5G智慧交通信息推送平臺。依托交通5G專網(wǎng)實現(xiàn)主動模式的交通信息推送，對實時交通信息進行采集，使用戶能通過手機端或車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)主動獲取相關(guān)交通信息。

1.6 智慧工地

智慧工地即工地信息化，其利用信息化手段，基于三維設(shè)計平臺，對工程項目進行精確的設(shè)計和模擬，構(gòu)建互聯(lián)協(xié)同、安全監(jiān)控、智能化生產(chǎn)的施工過程。5G海量連接、高帶寬條件以及對無線信號的無障礙覆蓋和無差錯傳輸?shù)谋Ｕ?，有助于滿足智慧工地的通信需求，安防需求和管理需求。

5G賦能智慧工地方案包含以下三個方面。一是采取公網(wǎng)信號覆蓋、5G信號塔和地下信息島等不同形式的信號覆蓋相結(jié)合，實現(xiàn)5G信號全面覆蓋，解決工地場景中信息交互難題。二是5G智慧工地進行視頻監(jiān)控部署與實時分析，預(yù)防火災(zāi)隱患、危險操作等問題，有效地解決工地的智能安防和風險監(jiān)管問題。三是5G人員管理項目通過人臉識別信息與健康狀況信息對工地人員安全狀況進行分析，有助于增強工地人員精細化管理效率，提高工程實施效率。

1.7 智慧港口

在“工業(yè) 4.0”全面發(fā)展的背景下，港口作為交通與貿(mào)易的重要樞紐，亟需進行轉(zhuǎn)型與升級，利用信息技術(shù)構(gòu)建信息化、數(shù)字化、智能化、自動化的新型智慧港口。智慧港口對通信連接有嚴苛要求，采用5G技術(shù)能夠滿足其控制信息、多路視頻信息等數(shù)據(jù)的高速、可靠傳輸[5]。

5G賦能智慧港口方案包含以下兩個方面。一是基于5G的港機遠控。依托5G網(wǎng)絡(luò)，采集港口龍門吊等大型集裝箱作業(yè)機械的狀態(tài)信息與現(xiàn)場高清監(jiān)控畫面，實時傳輸至控制中心，以便于作業(yè)決策的智能化下達。二是基于5G的智能理貨。以5G傳輸取代傳統(tǒng)有線傳輸，在橋吊、理貨區(qū)等重點區(qū)域部署高清攝像頭，實時傳輸視頻畫面至控制中心，以進行遠程的監(jiān)測與管理，節(jié)省人工成本。

1.8 5G+8K高清視頻

8K高清視頻指分辨率為7680*4320，即寬度上大約有8000個像素點的視頻。提升網(wǎng)絡(luò)傳輸能力，探索5G應(yīng)用于超高清視頻傳輸，實現(xiàn)超高清視頻業(yè)務(wù)與5G的協(xié)同發(fā)展是超高清視頻產(chǎn)業(yè)的發(fā)展重點。

8K技術(shù)與 5G 的結(jié)合可以形成很多新的核心應(yīng)用模式。5G賦能8K超高清體育賽事直播與電影畫面的傳輸，優(yōu)化用戶體驗；5G技術(shù)有助于推動基于超高清顯示（8K內(nèi)窺顯示器、8K數(shù)字化手術(shù)室、8K影像實時回傳等）產(chǎn)品的智慧醫(yī)療，發(fā)展醫(yī)療水平；5G賦能基于8K畫面的安防監(jiān)控的實時傳輸與分析，提升安防力度。

2.5G應(yīng)用發(fā)展趨勢分析

隨著5G 的規(guī)模商用，5G與垂直行業(yè)的融合將孕育新興信息產(chǎn)品和服務(wù)，改變?nèi)藗兊纳罘绞?，并逐步滲透到經(jīng)濟社會各行業(yè)各領(lǐng)域[6]。5G的未來發(fā)展趨勢將可能呈現(xiàn)如下特征：

2.1 產(chǎn)品聚焦于四大應(yīng)用場景[7]

包括公共交通工具等廣域場景、辦公活動場所等高流動場景、智能化區(qū)域應(yīng)用場景、工業(yè)控制等可靠應(yīng)用場景。時代發(fā)展的腳步進一步要求了5G產(chǎn)品廠商加速進行技術(shù)探索與創(chuàng)新產(chǎn)品研發(fā)，激勵5G商用產(chǎn)品發(fā)展。

2.2 消費需求擴大化

通信技術(shù)的發(fā)展為人民的生活、出行、娛樂等方面提供了便利，而5G技術(shù)新應(yīng)用所帶來的全新消費體驗，將可預(yù)見地將產(chǎn)生一次全新的消費形態(tài)變革，創(chuàng)造出5G時代的新經(jīng)濟業(yè)態(tài)、新商業(yè)模式以及新產(chǎn)品服務(wù)。

2.3 產(chǎn)業(yè)融合變革加速化

在5G技術(shù)大范圍應(yīng)用的背景下，各行業(yè)的發(fā)展速度必然加快，行業(yè)之間的交流更加高效，產(chǎn)業(yè)融合變革也將隨之加強[8]。5G技術(shù)的發(fā)展進一步促進產(chǎn)業(yè)發(fā)展向信息化、智能化、合作化方向轉(zhuǎn)變，從而深化產(chǎn)業(yè)融合與變革。

3.結(jié)語

5G開啟商業(yè)應(yīng)用是人類社會由互聯(lián)網(wǎng)時代邁向萬物互聯(lián)時代的重要一步，為通信行業(yè)和整個社會都帶來極大的機遇。5G將驅(qū)動產(chǎn)業(yè)升級，重塑行業(yè)應(yīng)用場景及業(yè)務(wù)形態(tài)，推動社會數(shù)字化演進。5G技術(shù)與人工智能、邊緣計算、傳感等基礎(chǔ)技術(shù)相整合后，與垂直行業(yè)中的應(yīng)用場景相融合，形成5G行業(yè)應(yīng)用。