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基于5G技术的智慧园区应用研究

2021-01-25文信翔

通信电源技术 2020年18期
关键词:灯杆沙盘无人驾驶

文信翔,戴 刚

(中通服咨询设计研究院有限公司,江苏 南京 210019)

0 引 言

2019年10月31日,中国国际信息通信展览会上,工信部副部长宣布5G商用正式启动,从人与人连接的4G过渡到人与人,人与物,物与物连接的5G。

国际电信联盟在2015年定义了5G的三大应用场景:eMBB(增强的移动宽带)主要针对大带宽的移动应用,如高速移动上网、虚拟现实/增强现实(VR/AR)、无人机及高清视频等;URLLC(超可靠低时延通信)主要针对工业自动化控制、电子医疗及自动驾驶等;mMTC(海量机器类通信)主要针对小数据包和海量连接的物联网,在环境监控、智能家居、智慧园区及智慧城市等场景大规模应用。

智慧园区的概念出现在智慧城市之后,国家颁布了多个政策鼓励智慧园区建设[1]。相对于智慧城市,智慧园区侧重于满足园区企业需求及进行园区智慧管理。在云计算已经成为数据中心主导技术下,边缘计算(MEC)作为5G的核心网络技术,将云端的功能下沉到边缘。边缘计算可作为云计算的延伸和补充,能够在靠近应用端和数据端提供高性能的计算、网络及存储能力,达到更快的网络服务响应,满足本地用户的智能服务。边缘计算部署到园区,结合5G的超高带宽、极低时延、海量连接等技术,让智慧园区的应用和管理发生了变革。图1为智慧园区发展图。

图1 智慧园区发展图

1 无人驾驶

园区道路路况相对简单,规划合理,交通相对可控,非常适合无人驾驶的应用。无人驾驶的特殊性需要基础设施提供毫秒级通信时延、强大的边缘计算能力、实时的全局信息感知和信息交互能力,边缘计算可有效地满足无人驾驶的需求。

蜂窝基站、卫星和5G结合使用可提供高精度的分米/厘米定位服务,可满足空旷地带、密级区域、遮挡区域及室内的全场景定位需求;基于车辆位置、线路、路况视频等大量数据实现车辆路线实时智能调度,可实现车内远程监控,提高运营效率。

1.1 无人驾驶送货车

自从2013年亚马逊提出将要使用无人机进行部分物流运输工作以来,无人物流的概念就被深入开发。相比干线物流,对最后一公里进行无人化改造效益更为显著,使用无人驾驶送货车,能够大量的节省人力成本。

1.2 无人巴士

考虑园区各区域人员的流动或者上下班,可进行无人巴士部署,实现自动化接驳。2018-2019年雄安新区和深圳福田保税区都已经进行无人大巴试运行,标志着园区运行无人大巴的技术成熟。

1.3 无人驾驶清扫车

可完美代替人力进行全天候环卫工作,自主在路面上完成清扫、洒水、垃圾收集等工作,2020年5月16日,无人驾驶清扫车已亮相夫子庙景区。

2 智慧安防

结合5G技术、人工智能及红外识别等技术,配合固定点高清摄像头,使用无人机和巡检机器人可实现24 h自动无死角动态巡检、交通监管、人流控制、救灾调度等,对人员进行自动识别,自动检测烟雾、有毒气体和高温等异常情况,借助5G高带宽、低时延的特性实现高清视频4K与VR的实时传送。当地面出现异常情况时,无人机可派遣机器人进行现场异常确认,并把情况实时反馈给指挥中心,及时预警。同时,对于无法机器覆盖的区域,园区管理人员可佩带高清记录仪,可实现高清图片及音视频实时上传,以及远程指控等网络功能。未来,安防无人机、巡检机器人及执法记录仪等安防领域市场空间巨大。

3 智能沙盘系统

基于AR和BIM的智能沙盘系统作为新一代智能沙盘,可以将建筑体演示与实体建筑沙盘结合,使用多种先进、快捷和简便的操作手段(触摸屏、电脑红外、遥控等),进行声光电一体化多元展示,可以有丰富多彩的多媒体展示,图文声茂,生动活泼[2-4]。用户可以在场景中放置并观察虚拟的沙盘模型,对园区场景进行模拟控制与管理。电子沙盘的智能化将会是未来园区管理沙盘模型的主流;同时,该技术也可推动智慧展厅的智能化发展。

4 智慧灯杆

智慧灯杆可以集成智能照明、通信基站、LED显示屏、视频监控、气象监测、无线WiFi和广播等功能,实现以路灯杆为载体,通过前端感知和网络覆盖为市政、交通、安防等专业提供服务,打造共建、共治、共赢的物联网生态圈,支撑智慧园区乃至智慧城市的建设和管理。2019年开始,多个城市开始进行了智慧灯杆的试点,如广州从化生态设计小镇智慧灯杆项目、成都的5G多功能智慧灯杆项目、天津市路灯“1001工程”及杭州市萧山区的智慧灯杆项目。

5 智慧医疗

基于5G和AR技术,在有限的医疗人力和设备资源的情况下,充分利用大医院和专科医院的医疗技术力量和优势,推动全国的医疗资源在下层进行共享。在大型社区建设智慧小医院,可进行疾病诊断和治疗;也可以使用大型车辆建设一栋智慧医院,可移动式诊断和治疗,还能节约基础设施投资。这样的医疗模式是对医疗业务的创新,极大地提高医疗效率和诊断水平,为园区提供增值服务和保障,提升整个园区的综合效能[5]。

6 其他应用

结合无人机的全范围巡逻能力,可远程协调交通,助力智慧交通发展;物联网技术与5G技术的结合,智能汽车可实现人与车、车与地、车之间、车与控制中心的信息实时交互,极大地提高导航及定位精准度,实现智慧停车;部署各种探测器,对园区内环境的温度湿度、PM2.5浓度、PM10浓度、烟雾浓度、空气质量及降水量等信息进行实时监测,同时可对园区企业内的环保设施、设备运行状况作出检测,为园区管理部门动态掌握园区环境情况和异常预警提供支持,实现园区环境的智慧监控。

7 结 论

智慧园区作为智慧城市的重要延伸,是园区信息化发展高级阶段的产物,能够把园区内的各个系统进行整合,建设成为可视化的统一管理平台,对各系统的信号进行自动分析和策略判断,自动发现问题,自动推送有问题数据到相应部门进行预警。合理地利用云计算、大数据、物联网及人工智能等新一代信息技术,建设基于5G的智慧园区,推进园区政务管理、园区治理、产业发展、惠民服务等方面转型升级,提升全社会基本公共服务的覆盖面和均等化水平,构建立体化、全方位、广覆盖的社会信息服务体系,推动经济社会高质量发展,建设美好社会。5G技术的普及为智慧园区的创新发展提供了大力技术支持,建设5G+智慧园区是顺应时代发展的必然要求,是推进园区精准治理、产业创新、品质生活的重要途径。

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