5G时代通信网络在应急指挥中的创新应用

2020-11-25周甫

无线互联科技 2020年21期

周甫

(中国电信股份有限公司泰州分公司，江苏泰州 225300)

0 引言

2019年6月6日工信部正式向运营商发放5G商用牌照，标志着中国正式进入5G时代，中国5G通信的发展进入快车道。5G通信的大带宽、低时延和广连接等特性给人们的生产生活带来全新的变化。2020年，新冠病毒在全球蔓延，应急指挥、远程协作等新的需求不断涌现，本文基于5G通信技术的发展探讨新冠疫情特殊时期如何利用新的通信技术快速部署，以期为突发事件应急指挥做好技术层面保障。

1 基于运营商通信网络的专属语音调度

大型企事业单位往往通过自建语音集群通信的方式来实现语音指挥调度，如铁路调度、公安等，自建语音集群的优点保密性好、自主性强，但其投资大、覆盖范围有限、维护困难等不足也比较明显。如果能基于运营商无处不在的通信网络，通过加密、隧道、网络切片等技术实现语音集群通信的效果，同时又通过运营商通信网络拓展一些能弥补传统自建语音集群的不足，无疑是一种优质的解决方案[1]。

运营商的对讲业务基于运营商无处不在的网络覆盖、大容量的交换能力和强大的业务运维能力，通过Qchat技术，借助带有PTT功能的专业手持终端，为用户提供移动通信网络覆盖范围内的半双工PTT业务，方便地实现了单呼、组呼、通知下发等传统语音集群的功能，同时结合GPS和运营商基站信息后还具备定位、移动轨迹查询、多媒体信息(语音、照片、视频等)上传等功能。

应用案例：国内新冠病毒战役关键时刻某人民医院确诊人员隔离治疗区域使用基于中国电信语音网络的手机对讲业务，实现医疗隔离区域与外部实时语音调度、专家会诊、病情沟通等。

基于运营商通信网络的专属语音调度借助运营商高质量的基站覆盖，既保证了语音沟通的私密性，打破了传统语音对讲地域范围限制，又能快速投入使用。网络覆盖、普及终端、服务保障和易用性等方面更符合应急指挥对及时性和稳定性的要求。

2 云视频会议

在各大云服务提供商SaaS服务不断拓展的今天，新冠病毒隔离期间钉钉、腾讯、中国电信天翼云会议等云视频会议服务大批涌现，并以其方便、快捷、实用得到用户的青睐，基于云服务的视频会议系统方便对平台容量进行弹性扩容和迁移[2]。

以中国电信天翼云会议为例，该方案采用“云+端”一站式的解决方案，该平台集云MCU、注册、穿透、会议管理、会议控制、设备管理、企业地址簿等多个服务模块于一体。可实现会议预约、会议管理、会议控制、账号管理、会议室管理、会议统计等多种功能。可以按照客户需求或业务发展，添加会议节点。会议节点间相互形成多机热备，实现跨区域容量扩容以及服务器扩容。

防疫期间该方案根据实际防疫指挥需求出发，保证会议的质量，在方案配置上灵活多变，主会场和分会场可通过视频会议终端、PC、手机、平板等多种设备召开视频会议，各级设备通过有线、WiFi、5G等多种方式接入云会议平台，兼顾灵活性的基础上为保证更加稳定的音视频效果，建议通过有线网络或运营商的5G网络接入云视频会议。在网络覆盖效果不佳的地方可以通过电话呼入方式参加会议，实现语音双向互动，保证参会人员无论处于何种环境都能参加会议[3]。会议可实现文档共享、屏幕共享、影音共享等效果堪比现场会议。同时云会议可以设置会议密码，所有参会人员都需要输入正确的密码后才可以加入会议，保证会议安全性。

基于运营商无处不在的网络和云视频会议节点的不断扩充，云视频会议简单、实用，在未来应急指挥调度和跨域工作协同中将发挥越来越重要的作用。

3 基于5G通信的高清视频监控

社会不断进步，视频监控使用场景越来越多，伴随城市建设，传统的有线数据传输实现起来难度也越来越大，基于5G通信的高清视频监控以其部署方便快捷必将得到大范围的普及[4]。

视频监控技术由模拟到数字再到高清，在各种应急指挥和危险场景现场情况采集中发挥了不可替代的作用。在此次新冠病毒期间全国人民都可通过网络24小时关注武汉火神山、雷神山医院的建设进度。监控设备采集图像的清晰度和智能应用的不断前置对传输网络的带宽要求越来越高。以往因光缆路由、供电接入等受限制的区域随着运营商5G网络商用、无线视频监控设备面世、太阳能面板供电，之前的困难都一一被化解。紧急情况还可以使用无人机航拍，前端相机采集视频数据通过5G网络实时传回平台，平台对视频进行结构化处理，结构化处理后的素材可通过各种算法衍生出多种智能应用，如车牌识别、人脸识别等特征筛选，快速提取特征结合大数据等技术给指挥者提供可靠的依据。在此次疫情防控期间，基于人脸识别的热成像体温筛查系统有效地提高了出入人员体温筛查效率，对体温异常人员及时发出告警提示，同时将采集到的图像通过5G网络传回图像库(人口库)，准确识别和定位人员。为企业复工复产、学生复课等人员流量大的场景提供了有力的技术支撑手段。

4 5G通信在医疗场景中应用

长期以来优势医疗资源分配不均是卫生服务体系的一大难题，为了解决优势医疗资源的覆盖面，各级政府正在尝试各种方案，如近期全国在试点的区域医疗卫生平台、县(市)域医共体建设都是为了解决优势医疗资源覆盖的问题。

随着通信技术的发展，基于高速率低延时的5G通信技术在远程医学会诊系统上的应用打破了空间、行政区域和时间上的限制，较好地解决了由于医疗资源分布不均而造成的看病难、看病贵的问题，更合理有效地发挥医学专家的作用。基于5G通信技术的远程医疗优点总结如下：

(1)缩短就诊时间，避免因时间拖延造成病情恶化，为患者提供良好的就诊和治疗时机。

(2)节省患者诊疗及差旅费用的支出，优质医疗资源往往都集中在大中城市，通过远程诊疗可有效节省患者和家属异地就诊所产生的差旅费用。

(3)通过远程诊疗当地医生也可全过程地参与会诊、讨论，不断提升偏远地区医疗技术水平。

基于5G通信的远程手术已经进入我们的现实生活，2019年1月，福建省一名外科医生基于5G通信网络，操控48公里外的机械臂进行手术，整个手术过程中延时不超过0.1 s，手术成功切除了一只实验动物的肝脏。该手术成功入选2019未来科技(智能制造)十大事件，也让远程手术从理论变成可操作的现实。2019年7月，叶哲伟教授团队在中国电信5G网络传输下，实时传送手术现场的高清视频画面，医生佩戴MR(混合现实)眼镜，给远在数百公里外的医护团队远程指导。借助于5G网络大带宽和低时延能力，远程会诊改变传统的视频、图片等二维呈现方式，而是以三维立体视觉方式呈现，患者病灶部位全息投影成像精准地浮现在医生眼前，成功为患者实施了远程会诊手术。新冠肺炎疫情期间远程手术也在武汉医院实地应用并取得良好的效果。

5 5G时代物联网在应急救援中的应用

物联网技术的进步和物联网应用系统开发的快速发展，物联网已逐渐应用于社会各个行业。为了更好地在各种突发公共事件中发挥作用，提升应对各类突发事件的处置能力，基于物联网的无线传感技术、AI技术和北斗定位技术的应急救援指挥、抢险系统充分利用现代大数据分析结合地理信息系统，实现对突发自然灾害、公共安全事件数据的收集、处理，对应急资源的管理组织和协调控制，确保应急指挥和救援抢险的实时性、科学性和有效性。

基于物联网的应急救援主要以机动车、无人机、传感器等为载体，通过无线传输，将采集到的现场信息进行快速传输、处理为应急处置、指挥、决策、调度等提供有效依据。基于物联网的应急指挥在机动性、系统重构性方面比较突出。

基于无处不在的物联网传输可实时采集现场声音、图像、环境数据等各类信息，同步汇集气象、国土、环保等部门数据信息，对采集到的各种信息进行存储、分析、处理、发送。基于物联网的指挥调度系统能有效融入各级应急救援系统形成交互网，实现声音、图像、数据的实时交互;在应急处置过程中能实时接收命令，实现对现场各救援力量调度控制，确保应急指挥和救援抢险的实时性、科学性和有效性。