基于5G网络的智慧应用场景研究

杨玉柱 赵冉

摘要：2019年6月6日工信部正式发放四张5G牌照，5G作为当前新基建的领衔领域，是经济发展的新动能。4G改变生活，5G改变社会，我国重点发展的各大新兴产业，均需要以5G作为产业支撑，基于5G的各行业应用也是实现伟大民族复兴的重要基础。

通过5G、云计算、大数据、MEC连续计算等技术，聚焦智慧医疗、工业互联网、智慧教育、智慧城市等行业开展5G应用场景开发。济南联通与山东德晟机器人合作的5G+AIoT机器人运维平台，对钢铁行业产线机器人进行运行数据采集和分析，在运行状况监测、生产工况记录、异常主动报警和客户自助服务。在医疗领域，据统计，全国平均每10秒就有一人死于心脑血管疾病，每 25 秒就有一人死于车祸，平均每天有150人死于溺水，第一时间实施急救至关重要。利用联通自研的车载5G智能网关将医学影像、病人体征、病情记录等大量生命信息实时回传到医院，在车上就可以实现与专家的远程会诊，查询历史治疗数据，提前录入病人相关资料，实现上车即入院。

关键词：5G应用 工业互联网 智慧医疗 智慧城市

2019年6月6日工信部正式发放四张5G牌照，5G作为移动通信领域的重大变革点，是当前新基建的领衔领域，是经济发展的新动能。我国重点发展的各大新兴产业，均需要以5G作为产业支撑。基于5G的智慧应用平台，依托以本作者为命名的创新工作室，自2019年初开始进行5G的行业应用研究与开发，先后各行业签定5G联合创新实验室，并取得一定的成绩。

基于5G的智慧应用平台通过5G、云计算、大数据、MEC连续计算等技术，以5G应用场景为主要研究内容，聚焦智慧医疗、工业互联网、智慧教育、智慧城市等行业开展5G应用场景开发。基中“5G+XR应用”获得省工信厅5G示范应用项目及济南市创新成果优秀奖，在智慧医疗方面与相关医院及单位合作开发的“齐鲁医院5G院前急救系统”、“齐鲁儿童医院5G重症转诊系统”、“基于5G的智能远程医学影像诊断系统”获得工信部及国家卫健委的5G+医疗健康应用试点项目，与济南市妇幼保健院合作的“5G远程探视系统”获得省工信厅及济南市工信局的5G示范应用项目。在工业互联网方面，与德晟机器人合作开发的“5G+机器人管理平台”获得工信部5G应用示范项目。MEC边缘计算技术实现了山东大学、山东建筑大学等学校的校园网无感知安全访问。在智慧城市方面，实现了济南市政法委雪亮工程5G移动高清视频智能监控、济南市大数据局5G一体化应急指挥调度平台等应用。

在工业互联网领域，济南联通与山东德晟机器人合作的5G+AIoT机器人运维平台，采用5G加持的云+端架构，基于联通自研的雁飞·格物DMP平台（AIoT工业智脑平台），对钢铁行业产线机器人进行运行数据采集和分析，在运行状况监测、生产工况记录、异常主动报警和客户自助服务等基础之上，叠加高清视频远程指导、机器视觉分析和远程读写测控功能，规划第三方维修服务运营、产业链协同、备品备件管理等资源共享模块，面向使用企业提供工业互联网机器人远程监控运维平台服务。其中联通自研的雁飞·格物DMP平台提供AIoT智联，融合工业设备采集、环境感知数据，提供统一接口服务，解决复杂工业设备协议异构、不同区域服务需求以及分级客户管理以及数据异地灾备等问题;提供以设备管理为基础，采集感知数据，形成数据模型，解决不同行业应用数据融通难题，形成感知数据可采集、可存储、可调度、可逻辑编译的工业设备智联数据中台。机器人远程运维基于制造系统全要素工业互联，利用5G的低延迟和大带宽技术优势，实时采集并传输工业机器人的运行数据和现场视频信息，实现数字孪生并进行机理模型分析，实现实时数据驱动的生产过程监控和机器人健康状态评估，进而实现工业机器人的预测性维护。同时，5G+边缘计算可以实现机器人的远程调试、远程辅助编程、远程故障诊断与排除、远程性能优化等功能，大大降低生产现场的机器人运维负担。

在医疗领域，据统计，全国平均每10秒就有一人死于心脑血管疾病，每 25 秒就有一人死于车祸，平均每天有150人死于溺水，第一时间实施急救至关重要。从医学角度讲，急救医学包括：院前医疗急救、院内急诊室、危重病人监护病房（ICU）三部分。急性心梗病人的最佳救治时间是4分钟，超过8分钟，病人的心脏将会出现不可逆转的损伤。如果再拖延，会导致大面积心肌坏死，继而引发心衰，甚至猝死等严重后果。与齐鲁医院、山东大学等单位共同合作的院前急救平台，利用联通自研的车载5G智能网关将医学影像、病人体征、病情记录等大量生命信息实时回传到医院，在车上就可以实现与专家的远程会诊，查询历史治疗数据，提前录入病人相关资料，实现上车即入院。

5G院前急救平台采用蜂窝网络（4G /5G）作为基础性网络，实现室内和室外广域连续性传输和 7×24 小时实时在线。为了满足急救业务数据传输的安全性，5G 医联网采用了智能路由、联接管理、能力开放、网络 QoS 保障、网络切片等技术，构建了一张医疗虚拟专网。它具備单独的网络拓扑及医疗业务路由管理功能，可实现远端支撑医院和本地医院之间、医院与急救中心之间、医院/急救中心和救护车之间的联接，基于 5G 网络实现急救/急诊的“预检分诊”，实现宝贵的急救资源按病症紧急程度分配，提高急救的效率。

基于5G的智慧应用平台还利用5G网络及融合通信平台实现了济南市大数据局一体指挥应用，通过5G可以重大活动、应急指挥等场景下实现高清监控图像的回传及指挥中心与现场的可视化会商调度，通时可以将气象、环保、水利、农业等系统数据在一张图上显示，实现以领导驾驶舱为主的三维可视化智慧城市运营中心。

参考文献：

[1]5G时代十大应用场景白皮书 华为技术有限公司

[2]5G智能急救白皮书  中国联合网络通信有限公司

[3]5G+工业互联网安全白皮书（2020年） 中兴通讯股份有限公司