5G时代的计量革新

金应东 应慧娟 李兵金华市计量质量科学研究院

一、引言

如果说4G时代是打开数字化时代大门的钥匙，那么不久的将来，5G时代的来临将彻底颠覆人们的对于日常生活的认知。

二、我国计量的历史

我国最早的古代计量可以追溯到原始社会末期，随着社会化程度的提高和社会组织形式的进步，人们开始提出对长度、容量、重量和时间等计量的需求，如伸掌为尺、迈步定亩、滴水计时等。

（一）古代中国计量

公元前221年，秦始皇统一中国后，随即颁布了40字的诏书，责令两位大臣处理统一全国度量衡的相关事宜，简洁明了说明了统一度量衡的要求与作用。到了汉代，度量衡主要是对前者的继承和发展，度量衡法制之大权在中央，由丞相等官吏来制定，具体事务由有关部门掌管。

唐朝的度量衡由太府寺统一管理，每年的八月份校准度量衡器具，地方上的度量衡器具经过州县官方校准以后方可使用，若是违反规定，私自制造流通度量衡器具，将会受到杖刑的处罚。

宋朝和元朝期间，度量衡器具基本由工部进行统一制造，颁布权在中央，由专门的机构统一管理，并实行较为严格的度量衡管理制度。

清朝时期。康熙皇帝在他主编的《律吕正义》中详细论述了度量衡，并且形成了后期的营造库平制。到了末期，清朝重新修订了部分度量衡法制，并且派遣了学者到国外进行相应的考察。农工商部设立度量衡局，负责管理和推行相关的度量衡制度。

（二）近现代中国计量

20世纪初期，随着全国工业革命的兴起，度量衡的制度也有了很大的发展。北洋政府在民国四年的时候颁发了《权度法》，规定了营造尺库平制和米制两制并行的政策。1929年，民国政府颁布了《度量衡法》。并且值得一提的是当时的刑罚中，还专门列有“伪造度量衡罪”。

1949年10月1日新中国成立以后，接收了国民政府关于度量衡的相关历史卷宗以及计量标准器。1950年，中央财政委员会技术管理局设立了度量衡处。1952年我国从前苏联和德国等国家购置了一批计量基准器，由此打开了我国计量向现代计量的转变。1955年，国家计量局成立，隶属于国务院直属机构。同年7月，中国计量科学研究院成立，主要分管计量科研以及量值传递的工作。1959年，国务院颁布了《关于统一计量制度的命令》和《统一公制计量单位名称方案》，初步遏制了计量单位不统一而带来的混乱局面。1976年，我国加入米制公约。1985年，国家颁布了《计量法》，标志中国进入了计量法制化管理时代，建立了计量技术管理体系和计量行政管理体系。

三、5G时代的计量

21世纪以来，世界科技突飞猛进，中国经济异军突起，势头上已经越来越逼近当今世界的头号科技经济强国：美国。某些技术领域甚至远远超过了美国，例如无现金支付，无人机等等。随着5G时代的到来，越来越多的人能够深切地感受到第四次工业革命即将来领，涉及的领域包括人工智能、新型能源、机器人技术、虚拟现实、量子技术和可控聚变等。随着科技的进入，生活水平的提高，计量也必定发生一系列的变化来更新自己适应一个崭新的数据时代。

（一）国际单位制的转变

2018年11月26日，第二十六届国际计量大会（CGPM）经过各个成员国表决，通过了关于修订国际单位制（SI）的决议：国际单位制基本单位制中的四个，千克、安倍、开尔文和摩尔分别改由普朗克常数、基本电荷常数、玻尔兹曼常数和阿伏伽德罗常数定义，该决议已于2019年5月20号国际计量日正式生效。

中国科学计量研究院已经在玻尔兹曼常数、普朗克常数和阿福加尔罗常数的测量以及量子基准的建立方面取得了突破性的成果。而且还用声学法和噪声发测量出来玻尔兹曼常数，为重新定义开尔文稳定做出了显著的贡献。从实物基准到量子基准的转变，标志着科技大厦的基石更加坚固，世界量值的统一将进入一个新的次元。

（二）智慧计量

在量子化时代，如何做到智慧计量，必须有以下四个层面的技术支撑：1.大数据：人工智能的“智能”都蕴含在大数据中，生活中数据的多样化需要进行相应的预处理。2.算力：为人工智能提供最为基本的计算能力的支持。3.算法：实现人工智能的根本途径，各种算法挖掘数据的有效性。4.场景：大数据、算力和算法作为输入，只有在实际场景中进行输出，才能够体现出实际价值。

在以上技术的支撑下，通过挖掘海量的用户数据，形成针对于特色行业特色用户人群的特色计量服务，既节省人工成本，也将智能化的一体式服务在生活中铺开。未来的计量模式不再是堆积劳动力，而是解放我们的身体，智慧先行。

（三）计量的扁平化

计量的扁平化可以理解为计量传递与溯源的直接化，简单化。在以前，我们的计量量值的传递始于国家的计量基准，然后通过一层层的计量标准，最后传递至用户的计量器具。计量溯源亦是如此，只是与传递链条方向相反。

而国际单位制的量子化，实实在在减少了中间的层层环节，而恰恰是中间的环节导致计量的不确定度越来越大，计量量值的可信度慢慢降低。如今，量子化后的国际单位制，可以从源头为用户计量器具校准服务。比如，国家时标的不确定度为10-15量级，通过北斗卫星的授频授时，其不确定度为10-13量级。可以这么说，电脑和手机的时间已经直接溯源至国家基准。

结论：5G时代通过建立新型的智慧计量体系，通过测量数据发现规律，指导决策和监控，实现以人为本的测量。并且可以通过依托现在的物联网和云平台，将万物互联的计量理念传播开来，为未来的计量发展奠定技术基础，助推供给侧结构性改革和精准服务产业发展。