5G时代下的智慧园区关键技术与展望

张彦坡 刘浩 杨国锋

摘要：目前，互联网信息技术在各行各业中都发挥着极其重要的价值，成为了推动社会发展的主要力量之一。而以5G移动通信技术的新一代信息技术的推动之下更是使智慧园区建设进入了一个崭新的阶段，借助5G移动通信技术能够更好的助力智慧园区的建设。因此本文对智慧园区建设的必要性及现状进行阐述，根据当前5G技术在智慧园区建设中的实际应用场景进行详细分析。并我国的国情以及企业的实际情况展望智慧园区建设方案，为服务当前智慧园区的建设提供一定的技术路线借鉴。

关键词：5G技术;智慧园区;关键技术

一、引言

信息革命推动了互联网信息技术的发展，而信息技术与社会各行各业的进一步融合更是推动社会的进步。智慧城市就是在这一背景之下出现，借助信息技术更好的管理城市的方方面面，而智慧园区作为智慧城市的重要组成单元之一，自身更是担负着推动产业调整与升级的重要责任。通过智慧园区建设，以点带面带动地区经济发展成为了各级政府经济建设的尝试。通常来说，智慧园区是充分运用新一代通信技术、人工智能、云计算、大数据等信息技术手段，实现全面感知、传递、整合园区各个环节，并分析人、物、企业、园区管理功能系统之间的各项关键信息，从而对园区管理、产业生产节能环保、公共安全、政府服务、商贸流通等多种园区需求做出智能响应，促进园区智慧化发展，最终形成安全、便捷、高效、绿色的园区发展形态。智慧园区带来的效益明显，可提高能源使用效率，实现园区降本增效运行;可优化管理流程，实现园区全过程控制;可强化统计分析，实现园区信息资源深度开发;可提升人员劳动生产率，实现园区价值输出;顺应智慧城市发展，推动新型战略产业发展等。

5G移动通信技术可以在大数据发展的背景下有效的实现了万物互联互通也成为未来信息技术发展的一大趋势，更好的服务于工业化生产，实现两者之间的技术融合，进一步推动科技创新，具有极其重要的现实意义。真正实现行业双赢的局面，更好的促进工业物联网、智慧园区、智慧城市的建设，实现行业的高质量发展。在信息化建设日新月异的今天，传统的园区服务硬件已经很难满足园区企业服务的需要，同时对于园区的管理也提出了新的挑战。

二、 5G移动通信技术发展概述

互联网的出现打破了信息的壁垒，可以实现跨区域的信息传递，移动通信技术的出现让信息传播的限制性越来越小，同时信息延迟也越来越低，所能传输的数据信息容量更大，距离更远，功能也在一直不断发展完善。从蜂窝无线电话的模拟技术为发展源头，到2G时代，人们可以依靠移动通信技术实现电话、音频等的信息传递，但是其最高的传播速率仅为100kbps，距离也极其有限;到了3G时代人们可以进行图像、视频等信息的传输，同时互联网的传播方式也逐渐多元化，移动通信的终端设备开始逐步发展，可以实现更远距离的传输;当前我们正处于全面发展的4G时代，无线WIFI等技术的不断应用，让我们的工作生活中实现了网络的全程覆盖，通过无线网络信号可以实现随时随地上网，同时图像、影像等信息的传递也更加的快速便捷，最高传输速率可以达到100Mbps，容量不断扩增。5G移动通信作为当前最前沿的網络模式，不仅可以很好的解决人与人之间的高效通信，同时也可以很好的应用于工业互联网、车联网和智能化城市综合体的建设。这对于社会和公共管理提供了很大的便利，为工业发展和行业转型升级赋能，实现生产效率的进一步提升。我国在目前5G移动通信技术中具有引领性地位，一大批移动通信硬件和软件制造商形成了具有自主知识产权的核心技术，不断的提升市场竞争力。

三、智慧园区发展概述及现状

智慧园区是上世纪80年代从国外开始发展建设的，我国起步相对较晚，其概念主要是指通过一些先进的信息互联技术，对园区的管理、应急处置、互动宣传等方面进行集约化管理，合理的管理园区企业资源，并对园区企业提供成熟的信息服务，可以让园区管理者和企业运营者之间的关系更加贴近，沟通更加及时有效，推动园区的可持续发展，为当地的招商引资等活动提供便利。国外智慧园区的建设已经到4.0，我国的智慧园区建设还是基于工业互联网3.0，没有很好的将园区服务管理建设有机统一起来。2014年，我国工信部等多部门相继出台了多项政策助力智慧园区的建设工作，目前，国内的智慧园区建设已经基本实现了全面网络覆盖、集约化平台和社会化运营的基本要求，并逐步向生态化、智慧化层面发展。至此，我国已经基本建成东部、中西部智慧园区联动配套建设，为长三角、长江经济带及粤港澳大湾区的相关企业提供了很多服务，并逐步向其他地方推广发展。

建设智慧园区是新型工业化建设的必然要求，也是当今物联网、云计算、大数据等行业的必然趋势，因为当今大数据等技术已经深入到各行各业当中，如果园区管理跟不上企业发展的步伐，那么谈何为园区的企业服务，所以必须要统筹园区的管理和信息的采集，形成智能化的管理系统，由此构建智慧园区建设。但是目前智慧园区的建设处于初级阶段，很多专业上存在着信息孤岛，没有做到信息处理的协调统一，这样容易在园区的服务管理上跟不上园区中企业的步伐，只有将园区建设中自动化、智慧化和信息化建设同步推进才能实现真正意义上的智慧园区建设。

四、5G技术在智慧园区应用的优势

（一）组建大范围网格式网络

因为在实际的物联网应用中，涉及到的物品数量及信息不一，需要不同类型的网络来承载其不同的通信协议，这就需要大范围的网络覆盖，5G等最新的移动通信技术可以很好的扩大原有的信号范围，形成大范围的物联网网络网格，使得传输过程可以更加高效。另外通过5G技术可以让格式网络之间的节点形成自动连接，避免了传统的人工接入的形式。

（二）热点容量高，宽带速率高

最新的5G移动通信技术具有热点容量高，宽带速率高的特点，将其应用于物联网中可以很好的解决掉线、延迟的问题，延时最高在1ms，提升了物联网实际应用的体验感。比如在当前工业物联网、车联网等应用场景中可以快速的实现机器设备操作指令的传达和动作的实现，更好的满足客户的个性化需求。

（三）完善的图像、视频处理

因为5G技术相对于传统3G、4G等移动通信技术，在图像和视频处理过程中可以实现数据容量的进一步提升。比如在当前流行的物联网技术，通过相关的图像和视频处理反馈到终端后，快速的实现控制系统的切换。

五、5G时代智慧园区关键技术的应用

（一）利用 5G 的智能车辆管理系统

作为工业园区，内部很多工厂企业，停车问题一直是当前园区发展的一大难点问题，同时智能化的车辆管理系统也为智慧园区的发展提供了很大的便利。通过5G技术和物联网技术有效协作，可以对进出的车辆进行智能识别，然后根据后台的数据判断车辆的进出权限，然后引导车辆停到空余的车位里面，可以快速的实现车辆的停车引导，避免园区内部出现车辆拥挤的现象。同时5G技术可以通过其高容量的热点将地下停车场的管理也完美覆盖，实现园区内部车辆的精细化管理。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。

（二） 利用 5G 技术的无人机监控

无人机在当前军事和民用领域都应用极为广泛，在5G时代智慧园区建设中，可以通过无人机和5G技术来进行园区的监控。因为现代化园区的建筑面积普遍都很大，如果采用摄像头进行环境的监控需要耗费大量资金，而且还存在很多的视野盲区。无人机在空中具有很好的实现，可以跨越园区内不同的地形，同时园区如果出现突发状况时，无人机可以快速的达到现场附近提供相关的技术服务，通过5G技术的无人机平台，可以实现智慧园区内常态化的监控巡逻，同时对于一些关键的设备可以实时的反馈参数动态。同时将无人机的监控图像和视频通过5G无线网络技术可以实现控制中心的无差别识别，有力的保障的园区的运行安全，同时可以很好的减少安保工作人员的劳动强度。

（三）利用5G技术的智能物流管理

当前随着我国构建国际国内双循环发展格局的方针下，智慧园区的建设中物流管理显得尤为重要，因为物流运输能力体现了供应链的保障能力。随着5G技术和大数据等物流网技术的不断深入应用，物流管理在其智能化和自动化方面有了显著提升。传统的物流管理中对于物流中发货、物流信息、配送等一系列流程中很多都需要人工進行操作，效率和物流管理的质量明显存在弊端。通过大数据+物联网技术，在物流中使用相关的射频识别技术、红外认证技术以及定位技术，可以对物流信息进行动态化和实施的监测，同时在配送终端，可以通过人工智能相关的自动化产品进行自动分拣，将分拣配送信息上传到控制终端，实现了物流管理的高效率，这可以直接实现智慧园区的智能物流管理目标。

（四）利用5G技术加强通信安全管理

对于物联网中的移动通信技术来说，移动终端不仅实现了物联网的跨空间性。同时物联网重要的一个应用就是信息网络传输，通过信息网络传输为物联网的系统高效运转形成了有效条件。不仅要保障数据的传输速率和效率，同时还要对网络传输数据进行加密性和安全性的保护。当前智慧园区建设中包含政府职能部门和很多园区企业，一些涉密的机关单位或者是企业核心产品的研发也都有物联网的身影，其中信息传输泄露的现象时有发生，影响了国家安全和企业核心竞争力的提升，因此相关的研发部门也不断的结合最新的信息技术加大物联网网络传输的有效性和安全性的研究。当前，5G网络信息传输技术一直在不断的研发测试中，这对于网络传输的高效提升以及各行业的发展都起到了很好的推动作用，可以全面的满足物联网网络传输信息数据的传递和有效共享。基于这一应用，可以将网络传输与物联网技术有机融合，构建一个物联网的智能化监控和操作系统，实时的进行数据传递的监控，更好的保障通信安全。

六、5G时代智慧园区建设展望

未来我国园区智慧化建设需求将继续高速增长。根据统计分析，目前，我国总体园区的产业发展活力指标的平均得分为 39.17%，其中，企业创新政策指标得分为 38.80%，信息化政策支撑指标为 32.40%，电商交易商贸总额基础占比达到了园区业务总额的 50%以上。

为此，各个园区针对自身发展定位制定了各自发展规划，但是不约而同地加大了智慧化建设投资规模，研究发现，信息化建设约占园区投资开发成本10%～15%，但 2018 年全国园区信息化市场规模就已经达到 2 688 亿元左右，未来，基于 5G、云计算、大数据、人工智能等新一代信息技术带来的各类智慧化应用投资规模将不容小觑。5G技术带来了新的智慧应用场景。

2019年6月6日，工信部正式向中国联通在内的 4家运营商发放 5G商用牌照，我国正式进入 5G商用元年。5G网络与 4G网络相比具有高速率、大带宽、低时延的优势，ITU 为5G 定 义 了 三 大 应 用 场 景：eMBB、mMTC、uRLLC。eMBB的典型应用包括超高清视频、虚拟现实、增强现实等，可实现视频产业新变革。uRLLC的典型应用包括智能驾驶控制、工业控制和无人机控制等，突破了原有对时延极其敏感业务瓶颈。mMTC的典型应用包括智慧园区、智慧城市、智能家居等，友好实现了对连接密度要求较高的应用场景，并能呈现行业多样性和差异化。毫无疑问，5G技术也为智慧园区的智慧应用场景的落地提供了可能，如无人巴士、无人物流、智能机器人、VR安防、全息会议、智慧展厅等场景。

七、结束语

建设智慧园区是大数据、物联网等技术发展的必然趋势，如何在信息化形式下对智慧园区的建设路线进行合理规划，国家有关部门应该进行顶层设计规划，同时地方政府部门要根据自身实际情况，因地制宜的进行智慧园区的信息化建设，为后期智慧城市的建设提供先行示范的可能。利用当前先进的5G等移动通信技术的优势，可以在智慧园区停车、安防、物流等方面进行有机融合。相关的企业要不断进行5G移动通信互联互通的研发，来为行业的高质量发展提供强有力的技术支撑。

作者单位：张彦坡    刘浩    杨国锋    河南省信息咨询设计研究有限公司

参  考  文  献

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