5G時代下的智慧園區(qū)關鍵技術與展望

張彥坡 劉浩 楊國鋒

摘要：目前，互聯(lián)網信息技術在各行各業(yè)中都發(fā)揮著極其重要的價值，成為了推動社會發(fā)展的主要力量之一。而以5G移動通信技術的新一代信息技術的推動之下更是使智慧園區(qū)建設進入了一個嶄新的階段，借助5G移動通信技術能夠更好的助力智慧園區(qū)的建設。因此本文對智慧園區(qū)建設的必要性及現(xiàn)狀進行闡述，根據(jù)當前5G技術在智慧園區(qū)建設中的實際應用場景進行詳細分析。并我國的國情以及企業(yè)的實際情況展望智慧園區(qū)建設方案，為服務當前智慧園區(qū)的建設提供一定的技術路線借鑒。

關鍵詞：5G技術;智慧園區(qū);關鍵技術

一、引言

信息革命推動了互聯(lián)網信息技術的發(fā)展，而信息技術與社會各行各業(yè)的進一步融合更是推動社會的進步。智慧城市就是在這一背景之下出現(xiàn)，借助信息技術更好的管理城市的方方面面，而智慧園區(qū)作為智慧城市的重要組成單元之一，自身更是擔負著推動產業(yè)調整與升級的重要責任。通過智慧園區(qū)建設，以點帶面帶動地區(qū)經濟發(fā)展成為了各級政府經濟建設的嘗試。通常來說，智慧園區(qū)是充分運用新一代通信技術、人工智能、云計算、大數(shù)據(jù)等信息技術手段，實現(xiàn)全面感知、傳遞、整合園區(qū)各個環(huán)節(jié)，并分析人、物、企業(yè)、園區(qū)管理功能系統(tǒng)之間的各項關鍵信息，從而對園區(qū)管理、產業(yè)生產節(jié)能環(huán)保、公共安全、政府服務、商貿流通等多種園區(qū)需求做出智能響應，促進園區(qū)智慧化發(fā)展，最終形成安全、便捷、高效、綠色的園區(qū)發(fā)展形態(tài)。智慧園區(qū)帶來的效益明顯，可提高能源使用效率，實現(xiàn)園區(qū)降本增效運行;可優(yōu)化管理流程，實現(xiàn)園區(qū)全過程控制;可強化統(tǒng)計分析，實現(xiàn)園區(qū)信息資源深度開發(fā);可提升人員勞動生產率，實現(xiàn)園區(qū)價值輸出;順應智慧城市發(fā)展，推動新型戰(zhàn)略產業(yè)發(fā)展等。

5G移動通信技術可以在大數(shù)據(jù)發(fā)展的背景下有效的實現(xiàn)了萬物互聯(lián)互通也成為未來信息技術發(fā)展的一大趨勢，更好的服務于工業(yè)化生產，實現(xiàn)兩者之間的技術融合，進一步推動科技創(chuàng)新，具有極其重要的現(xiàn)實意義。真正實現(xiàn)行業(yè)雙贏的局面，更好的促進工業(yè)物聯(lián)網、智慧園區(qū)、智慧城市的建設，實現(xiàn)行業(yè)的高質量發(fā)展。在信息化建設日新月異的今天，傳統(tǒng)的園區(qū)服務硬件已經很難滿足園區(qū)企業(yè)服務的需要，同時對于園區(qū)的管理也提出了新的挑戰(zhàn)。

二、 5G移動通信技術發(fā)展概述

互聯(lián)網的出現(xiàn)打破了信息的壁壘，可以實現(xiàn)跨區(qū)域的信息傳遞，移動通信技術的出現(xiàn)讓信息傳播的限制性越來越小，同時信息延遲也越來越低，所能傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息容量更大，距離更遠，功能也在一直不斷發(fā)展完善。從蜂窩無線電話的模擬技術為發(fā)展源頭，到2G時代，人們可以依靠移動通信技術實現(xiàn)電話、音頻等的信息傳遞，但是其最高的傳播速率僅為100kbps，距離也極其有限;到了3G時代人們可以進行圖像、視頻等信息的傳輸，同時互聯(lián)網的傳播方式也逐漸多元化，移動通信的終端設備開始逐步發(fā)展，可以實現(xiàn)更遠距離的傳輸;當前我們正處于全面發(fā)展的4G時代，無線WIFI等技術的不斷應用，讓我們的工作生活中實現(xiàn)了網絡的全程覆蓋，通過無線網絡信號可以實現(xiàn)隨時隨地上網，同時圖像、影像等信息的傳遞也更加的快速便捷，最高傳輸速率可以達到100Mbps，容量不斷擴增。5G移動通信作為當前最前沿的網絡模式，不僅可以很好的解決人與人之間的高效通信，同時也可以很好的應用于工業(yè)互聯(lián)網、車聯(lián)網和智能化城市綜合體的建設。這對于社會和公共管理提供了很大的便利，為工業(yè)發(fā)展和行業(yè)轉型升級賦能，實現(xiàn)生產效率的進一步提升。我國在目前5G移動通信技術中具有引領性地位，一大批移動通信硬件和軟件制造商形成了具有自主知識產權的核心技術，不斷的提升市場競爭力。

三、智慧園區(qū)發(fā)展概述及現(xiàn)狀

智慧園區(qū)是上世紀80年代從國外開始發(fā)展建設的，我國起步相對較晚，其概念主要是指通過一些先進的信息互聯(lián)技術，對園區(qū)的管理、應急處置、互動宣傳等方面進行集約化管理，合理的管理園區(qū)企業(yè)資源，并對園區(qū)企業(yè)提供成熟的信息服務，可以讓園區(qū)管理者和企業(yè)運營者之間的關系更加貼近，溝通更加及時有效，推動園區(qū)的可持續(xù)發(fā)展，為當?shù)氐恼猩桃Y等活動提供便利。國外智慧園區(qū)的建設已經到4.0，我國的智慧園區(qū)建設還是基于工業(yè)互聯(lián)網3.0，沒有很好的將園區(qū)服務管理建設有機統(tǒng)一起來。2014年，我國工信部等多部門相繼出臺了多項政策助力智慧園區(qū)的建設工作，目前，國內的智慧園區(qū)建設已經基本實現(xiàn)了全面網絡覆蓋、集約化平臺和社會化運營的基本要求，并逐步向生態(tài)化、智慧化層面發(fā)展。至此，我國已經基本建成東部、中西部智慧園區(qū)聯(lián)動配套建設，為長三角、長江經濟帶及粵港澳大灣區(qū)的相關企業(yè)提供了很多服務，并逐步向其他地方推廣發(fā)展。

建設智慧園區(qū)是新型工業(yè)化建設的必然要求，也是當今物聯(lián)網、云計算、大數(shù)據(jù)等行業(yè)的必然趨勢，因為當今大數(shù)據(jù)等技術已經深入到各行各業(yè)當中，如果園區(qū)管理跟不上企業(yè)發(fā)展的步伐，那么談何為園區(qū)的企業(yè)服務，所以必須要統(tǒng)籌園區(qū)的管理和信息的采集，形成智能化的管理系統(tǒng)，由此構建智慧園區(qū)建設。但是目前智慧園區(qū)的建設處于初級階段，很多專業(yè)上存在著信息孤島，沒有做到信息處理的協(xié)調統(tǒng)一，這樣容易在園區(qū)的服務管理上跟不上園區(qū)中企業(yè)的步伐，只有將園區(qū)建設中自動化、智慧化和信息化建設同步推進才能實現(xiàn)真正意義上的智慧園區(qū)建設。

四、5G技術在智慧園區(qū)應用的優(yōu)勢

（一）組建大范圍網格式網絡

因為在實際的物聯(lián)網應用中，涉及到的物品數(shù)量及信息不一，需要不同類型的網絡來承載其不同的通信協(xié)議，這就需要大范圍的網絡覆蓋，5G等最新的移動通信技術可以很好的擴大原有的信號范圍，形成大范圍的物聯(lián)網網絡網格，使得傳輸過程可以更加高效。另外通過5G技術可以讓格式網絡之間的節(jié)點形成自動連接，避免了傳統(tǒng)的人工接入的形式。

（二）熱點容量高，寬帶速率高

最新的5G移動通信技術具有熱點容量高，寬帶速率高的特點，將其應用于物聯(lián)網中可以很好的解決掉線、延遲的問題，延時最高在1ms，提升了物聯(lián)網實際應用的體驗感。比如在當前工業(yè)物聯(lián)網、車聯(lián)網等應用場景中可以快速的實現(xiàn)機器設備操作指令的傳達和動作的實現(xiàn)，更好的滿足客戶的個性化需求。

（三）完善的圖像、視頻處理

因為5G技術相對于傳統(tǒng)3G、4G等移動通信技術，在圖像和視頻處理過程中可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)容量的進一步提升。比如在當前流行的物聯(lián)網技術，通過相關的圖像和視頻處理反饋到終端后，快速的實現(xiàn)控制系統(tǒng)的切換。

五、5G時代智慧園區(qū)關鍵技術的應用

（一）利用 5G 的智能車輛管理系統(tǒng)

作為工業(yè)園區(qū)，內部很多工廠企業(yè)，停車問題一直是當前園區(qū)發(fā)展的一大難點問題，同時智能化的車輛管理系統(tǒng)也為智慧園區(qū)的發(fā)展提供了很大的便利。通過5G技術和物聯(lián)網技術有效協(xié)作，可以對進出的車輛進行智能識別，然后根據(jù)后臺的數(shù)據(jù)判斷車輛的進出權限，然后引導車輛停到空余的車位里面，可以快速的實現(xiàn)車輛的停車引導，避免園區(qū)內部出現(xiàn)車輛擁擠的現(xiàn)象。同時5G技術可以通過其高容量的熱點將地下停車場的管理也完美覆蓋，實現(xiàn)園區(qū)內部車輛的精細化管理。AR 路徑規(guī)劃，根據(jù)定位系統(tǒng)，在客戶指定區(qū)域，例如室外 / 室內大廳 AR 界面中顯示實時定位;配合路徑規(guī)劃，訪客能更好的到達停車位;將路線標記在真實世界中，場景可以覆蓋傳統(tǒng)地圖無法實現(xiàn)或實現(xiàn)精度不高的園區(qū)內。

（二） 利用 5G 技術的無人機監(jiān)控

無人機在當前軍事和民用領域都應用極為廣泛，在5G時代智慧園區(qū)建設中，可以通過無人機和5G技術來進行園區(qū)的監(jiān)控。因為現(xiàn)代化園區(qū)的建筑面積普遍都很大，如果采用攝像頭進行環(huán)境的監(jiān)控需要耗費大量資金，而且還存在很多的視野盲區(qū)。無人機在空中具有很好的實現(xiàn)，可以跨越園區(qū)內不同的地形，同時園區(qū)如果出現(xiàn)突發(fā)狀況時，無人機可以快速的達到現(xiàn)場附近提供相關的技術服務，通過5G技術的無人機平臺，可以實現(xiàn)智慧園區(qū)內常態(tài)化的監(jiān)控巡邏，同時對于一些關鍵的設備可以實時的反饋參數(shù)動態(tài)。同時將無人機的監(jiān)控圖像和視頻通過5G無線網絡技術可以實現(xiàn)控制中心的無差別識別，有力的保障的園區(qū)的運行安全，同時可以很好的減少安保工作人員的勞動強度。

（三）利用5G技術的智能物流管理

當前隨著我國構建國際國內雙循環(huán)發(fā)展格局的方針下，智慧園區(qū)的建設中物流管理顯得尤為重要，因為物流運輸能力體現(xiàn)了供應鏈的保障能力。隨著5G技術和大數(shù)據(jù)等物流網技術的不斷深入應用，物流管理在其智能化和自動化方面有了顯著提升。傳統(tǒng)的物流管理中對于物流中發(fā)貨、物流信息、配送等一系列流程中很多都需要人工進行操作，效率和物流管理的質量明顯存在弊端。通過大數(shù)據(jù)+物聯(lián)網技術，在物流中使用相關的射頻識別技術、紅外認證技術以及定位技術，可以對物流信息進行動態(tài)化和實施的監(jiān)測，同時在配送終端，可以通過人工智能相關的自動化產品進行自動分揀，將分揀配送信息上傳到控制終端，實現(xiàn)了物流管理的高效率，這可以直接實現(xiàn)智慧園區(qū)的智能物流管理目標。

（四）利用5G技術加強通信安全管理

對于物聯(lián)網中的移動通信技術來說，移動終端不僅實現(xiàn)了物聯(lián)網的跨空間性。同時物聯(lián)網重要的一個應用就是信息網絡傳輸，通過信息網絡傳輸為物聯(lián)網的系統(tǒng)高效運轉形成了有效條件。不僅要保障數(shù)據(jù)的傳輸速率和效率，同時還要對網絡傳輸數(shù)據(jù)進行加密性和安全性的保護。當前智慧園區(qū)建設中包含政府職能部門和很多園區(qū)企業(yè)，一些涉密的機關單位或者是企業(yè)核心產品的研發(fā)也都有物聯(lián)網的身影，其中信息傳輸泄露的現(xiàn)象時有發(fā)生，影響了國家安全和企業(yè)核心競爭力的提升，因此相關的研發(fā)部門也不斷的結合最新的信息技術加大物聯(lián)網網絡傳輸?shù)挠行院桶踩缘难芯?。當前?G網絡信息傳輸技術一直在不斷的研發(fā)測試中，這對于網絡傳輸?shù)母咝嵘约案餍袠I(yè)的發(fā)展都起到了很好的推動作用，可以全面的滿足物聯(lián)網網絡傳輸信息數(shù)據(jù)的傳遞和有效共享?；谶@一應用，可以將網絡傳輸與物聯(lián)網技術有機融合，構建一個物聯(lián)網的智能化監(jiān)控和操作系統(tǒng)，實時的進行數(shù)據(jù)傳遞的監(jiān)控，更好的保障通信安全。

六、5G時代智慧園區(qū)建設展望

未來我國園區(qū)智慧化建設需求將繼續(xù)高速增長。根據(jù)統(tǒng)計分析，目前，我國總體園區(qū)的產業(yè)發(fā)展活力指標的平均得分為 39.17%，其中，企業(yè)創(chuàng)新政策指標得分為 38.80%，信息化政策支撐指標為 32.40%，電商交易商貿總額基礎占比達到了園區(qū)業(yè)務總額的 50%以上。

為此，各個園區(qū)針對自身發(fā)展定位制定了各自發(fā)展規(guī)劃，但是不約而同地加大了智慧化建設投資規(guī)模，研究發(fā)現(xiàn)，信息化建設約占園區(qū)投資開發(fā)成本10%～15%，但 2018 年全國園區(qū)信息化市場規(guī)模就已經達到 2 688 億元左右，未來，基于 5G、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等新一代信息技術帶來的各類智慧化應用投資規(guī)模將不容小覷。5G技術帶來了新的智慧應用場景。

2019年6月6日，工信部正式向中國聯(lián)通在內的 4家運營商發(fā)放 5G商用牌照，我國正式進入 5G商用元年。5G網絡與 4G網絡相比具有高速率、大帶寬、低時延的優(yōu)勢，ITU 為5G 定 義 了 三 大 應 用 場 景：eMBB、mMTC、uRLLC。eMBB的典型應用包括超高清視頻、虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實等，可實現(xiàn)視頻產業(yè)新變革。uRLLC的典型應用包括智能駕駛控制、工業(yè)控制和無人機控制等，突破了原有對時延極其敏感業(yè)務瓶頸。mMTC的典型應用包括智慧園區(qū)、智慧城市、智能家居等，友好實現(xiàn)了對連接密度要求較高的應用場景，并能呈現(xiàn)行業(yè)多樣性和差異化。毫無疑問，5G技術也為智慧園區(qū)的智慧應用場景的落地提供了可能，如無人巴士、無人物流、智能機器人、VR安防、全息會議、智慧展廳等場景。

七、結束語

建設智慧園區(qū)是大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網等技術發(fā)展的必然趨勢，如何在信息化形式下對智慧園區(qū)的建設路線進行合理規(guī)劃，國家有關部門應該進行頂層設計規(guī)劃，同時地方政府部門要根據(jù)自身實際情況，因地制宜的進行智慧園區(qū)的信息化建設，為后期智慧城市的建設提供先行示范的可能。利用當前先進的5G等移動通信技術的優(yōu)勢，可以在智慧園區(qū)停車、安防、物流等方面進行有機融合。相關的企業(yè)要不斷進行5G移動通信互聯(lián)互通的研發(fā)，來為行業(yè)的高質量發(fā)展提供強有力的技術支撐。

作者單位：張彥坡? ? 劉浩? ? 楊國鋒? ? 河南省信息咨詢設計研究有限公司

參? 考? 文? 獻

[1]焦楠.數(shù)字化背景下5G+智慧園區(qū)的建設探究及對空管發(fā)展的啟發(fā)[J].中國航班，2021（20）：1-3.

[2]何赟澤，劉友志，楊朋，楊瑞珍.5G時代下的智慧園區(qū)關鍵技術與展望[J].智慧農業(yè)導刊，2021，1（01）：26-32.

[3]文華.“5G+工業(yè)互聯(lián)網”步入深水區(qū)? 美的智慧園區(qū)備受認可[J].通信世界，2021（02）：46-47.

[4]駱曉霞.5G時代的智慧園區(qū)端到端設計方案[J].信息與電腦（理論版），2020，32（10）：184-186.

[5]劉柯，孫超. 5G時代傳輸網絡建設策略研究[C]//.2020年智慧工程建造設計座談會（一）論文集.2020：8-16.

[6]劉焱.5G時代的智慧園區(qū)建設[J].國際公關，2019（11）：205.

[7]馬超.淺談5G時代的智慧園區(qū)建設[J].智能建筑，2018（07）：57-61.