5G网络技术在智慧园区中的典型应用
王继梅
【摘要】? ? 5G网络在数据速率、移动性、空口时延、可靠性等方面都有大幅度的提升。提升智慧园区生态环境质量、科学决策水平、服务管理水平、以及事件处置能力也是未来的主要发展方向。基于5G网络的技术优势以及智慧园区的发展需求，本文将5G网络技术用于智慧园区服务的专利申请作为研究对象，基于专利数据库进行专利检索并进行专利数据分析，选取了5G网络技术下智慧园区的几个典型应用进行介绍，并预测未来5G网络技术在智慧园区中应用的发展趋势。
【关键词】? ? 5G? ? 智慧? ? 园区? ? 速率? ? 时延
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。近年来，我国高度重视智慧城市的建设与发展，而智慧园区可以说是建设智慧城市的一个必经之路，也可以说是一个小型的智慧城市。智慧园区作为智慧城市的主要助推器，已逐渐成为未来城市发展的必然趋势。在国家政策的大力扶持下，全国各地园区的智慧化建设也正在如火如荼的进行着。
2021年我国将实现5G网络的大规模商用，5G 网络将实现人和人、人和物、物和物之间的泛在互联，5G网络致力于应对差异化、多样化业务的巨大挑战，其可以满足高移动性、超高速率、超高流量、超低时延等多种能力指标。5G网络的商用将有力推动边缘计算、VR/AR、AI等前沿技术的实际应用，因此，会孕育出一大批服务于智慧园区的新兴应用场景。
园区的管理、运营、产业孵化等等方方面面都伴随着新技术的诞生发生着翻天覆地的变化。5G切片为工业制造类园区里低时延提供了安全通道，5G+MEC为园区大量的个性化计算需求提供了数据计算基础。同时保障了数据不出园区，数据本地化存储处理的要求。MEC上部署云桌面，为园区的创新型企业提供了轻资产办公，为研发型企业的代码安全提供了基础资源。
总之，随着5G网络技术及其周边配套应用的发展以及智慧园区从管理到运营的多样化需求，出现了一大批服务于智慧园区的专利申请，各个企业也在该领域进行专利布局以期提升自身的竞争实力并在未来获取更大的市场份额。
一、5G网络技术
1.1 5G网络技术的特点
5G网络是在4G网络的基础上发展而来的，其是对4G网络的升级。随着大数据时代的到来，数据已经渗透到当今的每一个行业，移动通信网络正在向着万物互联的方向快速发展。
与4G网络相比，5G网络在数据速率、移动性、空口时延、可靠性等方面都有大幅度的提升[1]。5G网络在无线资源的利用率上也明显优于4G网络，能够大量传输数据，还可以科学配置通信资源，提高用户的通信体验。
1.2 5G网络技术带来的影响
ITU为5G网络定义了增强移动宽带eMBB、海量机器类通信mMTC和超可靠低时延通信URLLC三大应用场景。
eMBB场景是指在现有移动宽带业务场景的基础上，对于用户体验等性能的进一步提升。典型应用包括超高清视频、虚拟现实、增强现实等，主要追求人与人之间极致的通信体验。
mMTC是物联网的应用场景，典型应用包括智慧城市、智能家居等，这类应用对连接密度要求较高，同时呈现行业多样性和差异化。
URLLC典型应用包括工业控制、无人机控制、智能驾驶控制等，这类场景聚焦对时延极其敏感的业务，高可靠性也是其基本要求[2]。
在万物互联的物联网时代的背景下，5G网络的到来，能够满足物联网时代的所有需求。5G网络通过将5G本身的网络切片、边缘计算、网络能力开放、智能化RAN等技术与人工智能、云计算、控制技术、AR/VR、传感器技术等基础技术相结合，将会孕育出更多的创新业务以及创新应用[3]。未来5G网络不仅需要继续面对移动互联网业务发展所带来的挑战，同时还需要满足物联网技术发展所衍生出来的多样化的业务需求。
1.3 5G网络跟MEC的结合
随着5G技术的大量商用，结合5G大带宽、低时延、多连接的特点，未来5G将成为万物互联的入口。而MEC跟5G的巧妙结合，将使终端流量更少的回到核心網绕行，直接通过5G边缘5GC的UPF转发到互联网，大大降低网络应用访问时延。
结合到园区本身的场景，5G结合MEC解决了低时延、数据园区本地处理、AI能力部署、大数据平台部署等计算问题。利用MEC平台可以实现整个智慧园区AI智能办公，包括AI门禁、智能安保巡逻机器人、厂区车辆管理、人员管理、孵化器管理、智能通行、智能视频分析、5G无人机、智能物联网平台、智能环卫等等。
二、5G网络在智慧园区中的典型应用
5G助力万物互连，实现园区/场馆/楼宇设施全覆盖感知，科学化、精细化综合管控、完成各类信息数据的集中分析展示和统一调度指挥。本文选取5G网络在智能园区中的应用作为研究对象，基于对专利数据库进行专利检索并进行专利数据分析，选取了5G网络在智能园区中应用的几个典型的应用场景进行介绍如下。
2.1 利用5G技术的智能机器人
采用5G通信技术实现机器人控制指令的高速传输，云端大脑为智能设备与机器人之间提供了包括智能视觉，自然语言处理和其他人工智能的能力。
移动内联网MCS架构为云端智能机器人提供了端到端的安全保障。而服务于机器人的控制器RCU实现了机器人与云端大脑之间的控制功能。基于人脸识别功能，智能机器人可以实现对园区内VIP客户的主动接待，智能讲解功能。通过人脸识别、人体检测、人证核验等技术同时也能够实现园区内的智能识别的功能。
2.2 利用5G的智能停车
5G智能停车系统以部署5G车位感知终端为主，运用智能识别、云计算、智慧物联等技术，通过识别车辆号牌判断车辆的进出权限，同时根据实时车位空余情况进行停车引导直至完成停车，实现了从车辆进出控制、快速通过到智能停车引导的全自动化智能停车综合管理应用。
5G深度覆盖使得全城域车位管理一体化成为现实，将使得地下停车场的信号质量显著提升，进而实现对于停车位的精细化管理。
AR路径规划，根据定位系统，在客户指定区域，例如室外/室内大厅AR界面中显示实时定位;配合路径规划，访客能更好的到达停车位;将路线标记在真实世界中，场景可以覆盖传统地图无法实现或实现精度不高的园区内。
2.3 利用5G技术的无人机监控
高性能无人机结合5G、AI等技术拓展了园区常规监控的物理距离，利用5G网络可以完成实时数据传输、监控、远程控制等园区监控功能。无人机在空中不受地形和视线的限制可以很大程度上提高巡查效率。无人机搭载普通相机提供了更加宏观的视角从而提升全局监控的能力。
另外，在遭遇突发事件时，利用无人机的快速机动能力，能够快速到达现场，图传现场图像，提高了对于突发事件处理的时效性。
通过 5G 无人机平台，可以实现厂区范围内规范化、常态化的空中安保巡视和设备点检。利用 5G 的高速率、高可靠低时延无线网络， 可以将搭载在无人机上的摄像头视频（可见光高清、红外等）实时传送到厂区综合控制中心。通过对视频图像进行基于人工智能的物体识别、模式识别分析，判断所巡检的地点是否存在安保异常或火警异常并实现智能提示，最大限度降低安保人员日常劳动强度。
2.4 利用5G技术的智慧路灯
智慧路灯整合灯杆、5G 基站、MEC 边缘网关、超高清摄像头、环境传感器等设施，通过在路灯内集成环境光感应、集中控制器和NB-IOT通讯模块，将路灯信息采集反馈到智慧园区运营平台，实现对每盏路灯的开关状态、照明亮度进行精准控制。方便管理同时对于低能耗也很有意义。
三、智慧园区未来发展方向
智能园区管理将趋于数据化，通过大数据分析做出决策。使用报表、统计图表的形式，直观展示园区实时运行数据和历史运行数据。建立报表模型数据，分析推送管理各层面所需要的数据。比如：访客进出数据、巡逻车运行数据、系统运行数据、环境监测数据、办公能耗数据、园区运维人力投入数据、消防检查、企业用水数据、企业物流数据等。利用园区的各种运营数据进行大数据分析从而为园区建设更好的服务。
智慧园区的发展目标是在园区信息化建设的基础上使园区管理更为人性化、智能化，能都提高园区服务效率，降低人工收费与管理成本，提升入驻园区的企业的办公及生活水平。智慧园区的管理是全方位、多层次的管理，但是一般而言园区规模都比较大，因此，管理起来比较复杂。
伴随5G 2B定制网的发展，在安全、效率和体验等方面独具优势的5G智慧园区将成为园区未来发展的主流，以5G为基础的泛在感知网络将使得大量的系统性和价值性的园区数据被获得，从而为园区的安防监控、产业服务、交通管理等应用需求提供助力，最终提升园区生态环境质量、科学决策水平、服务管理水平、以及事件处置能力。在未来智能园区的建设中，持续提高智能园区的智能化水平，提高服务效率，降低管理成本以及快速推动5G智慧园区的商用將成为发展目标。
四、结束语
提高智慧园区的服务效率、管理水平，降低管理成本将是未来园区智能化建设的发展方向。在安全、效率和体验等方面独具优势的5G智慧园区必将成为未来园区信息化发展的趋势。
随着5G用户逐渐增多，AI、大数据、MEC、云计算以及智能硬件的逐渐成熟和使用。伴随智慧园区的一系列新技术、新科技、新业态会不断孵出，将为园区的管理者、使用者最大效率的提供服务。
随着5G通信技术的进一步发展，必将助力智慧园区产生更多新的应用，从而使得智慧园区的管理更加的科学和高效。同时也能在节省能源的同时最大化创造企业价值。使万物的沟通更自然，数据更有价值，决策更有理有据，人们的生活更和谐美好。
参? 考? 文? 献
[1] 商建波，5G通信的关键技术分析[J]，电子技术. 2021，50（02）
[2] 赵志强，5G 网络技术特点及其无线网络规划设计[J]，网络与通信技术 信息与电脑（理论版）. 2020，32（02）
[3] 杨敬，葛涵涛，陆烨晔，5G技术在智慧医疗领域的应用场景浅析[J]， 中国卫生信息管理杂志. 2020，17（06）
