近日,工信部正式向中國電信、中國移動(dòng)、中國聯(lián)通、中國廣電發(fā)放5G商用牌照。5G商用的帷幕拉開(kāi),一場(chǎng)前所未有的技術(shù)浪潮將隨之襲來(lái)。5G將不僅僅滿(mǎn)足于消費互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的提升,在更多行業(yè)應用領(lǐng)域即將打開(kāi)新局面。盡管有關(guān)專(zhuān)家表示,5G的進(jìn)程在航運等行業(yè)應用領(lǐng)域可能沒(méi)有消費領(lǐng)域發(fā)展迅速,但5G與傳統的航運結合并使行業(yè)產(chǎn)生巨大變革已成為業(yè)內共識。
5G在航運領(lǐng)域將如何推進(jìn)?哪些新型應用將最有可能在業(yè)內率先實(shí)現?5G的大帶寬、低時(shí)延、高通量和綠色節能等特征如何影響航運未來(lái)的發(fā)展方向?為一窺5G時(shí)代萬(wàn)物互聯(lián)下的航運藍圖,記者帶著(zhù)這些問(wèn)題采訪(fǎng)了相關(guān)專(zhuān)家和企業(yè)負責人。
【進(jìn)程:通信能力升級推動(dòng)智慧港口應用逐步落地】
為什么說(shuō)未來(lái)5G在航運業(yè)有很大的用武之地?看過(guò)紀錄電影《厲害了我的國》的人,無(wú)不對碼頭堆場(chǎng)自動(dòng)化程度贊嘆不已!但是很多人不知道的是,4G環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò )時(shí)延和帶寬不足以支持港口作業(yè)的要求,我們在電影中看到的全自動(dòng)化集裝箱碼頭之所以能夠24小時(shí)不間斷自動(dòng)作業(yè),依賴(lài)的是地下埋藏的幾萬(wàn)根磁釘和直連終端的通信線(xiàn)纜。
目前大型港口通信大都以有線(xiàn)線(xiàn)纜為主,部分場(chǎng)景會(huì )使用工業(yè)WiFi。但線(xiàn)纜通信的缺點(diǎn)也很明顯,埋管鋪纜增加了港口建設成本,后期線(xiàn)纜的維護也并非易事,如果港口系統升級調整,就要清場(chǎng)挖溝占用場(chǎng)地,影響港口正常生產(chǎn)。而WiFi則存在易被干擾、切換容易掉線(xiàn)等問(wèn)題,同樣長(cháng)期困擾著(zhù)產(chǎn)業(yè)各方。
在5G環(huán)境下,有線(xiàn)線(xiàn)纜通信及WiFi存在的問(wèn)題即可迎刃而解。
高速率、大容量、低時(shí)延,5G的特性將移動(dòng)通信的能力提高到一個(gè)前所未有的層次,未來(lái)越來(lái)越多的企業(yè)可能用超高清視頻+超高速網(wǎng)絡(luò )+人工智能去解決工業(yè)場(chǎng)景下無(wú)人化、自動(dòng)化的訴求。一系列新一代信息技術(shù)的逐步成熟,也給航運業(yè)、港口業(yè),乃至造船業(yè)提供了充分想像的空間,派生出很多的可能。
高速率意味著(zhù)視頻類(lèi)大數據量回傳的速度提高了,可輕易現實(shí)超高清視頻回傳、多角度視頻回傳。4G環(huán)境下,回傳視頻的解析度最高僅能達到1080P,如果未來(lái)向2K甚至4k的超高清方向發(fā)展,是4G完全無(wú)能為力的,而5G則可輕松實(shí)現。
更低時(shí)延適用于時(shí)延敏感類(lèi)控制業(yè)務(wù),如碼頭吊車(chē)遠程控制、集卡自動(dòng)駕駛等,這些以前想都不敢想的業(yè)務(wù),在5G條件下有了可行性。
自動(dòng)化碼頭的大量裝備和物料、資產(chǎn)需要同時(shí)聯(lián)網(wǎng),以前大容量的無(wú)線(xiàn)連接是個(gè)很難解決的問(wèn)題。打個(gè)比方,舉辦大型演唱會(huì )或球賽的場(chǎng)館里,有成千上萬(wàn)人聚集,你會(huì )看到有專(zhuān)用的應急通信車(chē)在現場(chǎng)補充通信容量,為啥呢?連接需求多了,傳統的通信網(wǎng)絡(luò )很難支撐如此巨大的通信負荷。未來(lái)港口向數字化、自動(dòng)化、智能化方向演進(jìn),單個(gè)港區內將會(huì )有幾萬(wàn)乃至幾十萬(wàn)個(gè)設備需要連接起來(lái),傳統的2G、3G、4G及WiFi技術(shù)都解決不了如此密集的連接需求。
在5G幾大特性的加持下,更多應用場(chǎng)景就會(huì )應運而生。
國內企業(yè)在5G智慧港口項目上的探索早已展開(kāi)。今年年初,青島港自動(dòng)化集裝箱碼頭成功完成了基于5G連接的自動(dòng)岸橋吊車(chē)的控制操作,實(shí)現了通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )抓取和運輸集裝箱。據了解,本次試驗成功實(shí)現了毫秒級延時(shí)的工業(yè)控制信號和高于三十路高清攝像頭視頻數據在5G網(wǎng)絡(luò )的混合承載,支持實(shí)際生產(chǎn)中對自動(dòng)岸橋吊車(chē)的無(wú)線(xiàn)控制和視頻回傳,性能表現穩定,實(shí)地驗證了5G網(wǎng)絡(luò )在智慧港口場(chǎng)景中的應用及多項關(guān)鍵技術(shù)。
青島新前灣集裝箱公司常務(wù)副總經(jīng)理楊杰敏表示,該項應用目前還沒(méi)有實(shí)現24小時(shí)的全天運行,但驗證了在露天和大型設備無(wú)線(xiàn)電干擾的惡劣條件下5G應用的可行性,對于港口設備遠距離無(wú)線(xiàn)控制應用有很大示范意義。盡管5G應用剛剛起步,有關(guān)設備協(xié)議和標準還需要針對碼頭現狀進(jìn)行調整,但楊杰敏十分看好5G技術(shù)在港口應用的前景,“5G技術(shù)應用于港口環(huán)境下,將為傳統碼頭向半自動(dòng)化、自動(dòng)化碼頭改造提供新的方案,青島港自動(dòng)化集裝箱碼頭盡管在全球處于技術(shù)領(lǐng)先的地位,但也會(huì )不斷地升級優(yōu)化系統實(shí)現技術(shù)升級,5G技術(shù)在港口的應用還有很大的發(fā)展空間以及很長(cháng)的一段路要走?!睏罱苊粽f(shuō)道。
【前景:物聯(lián)網(wǎng)類(lèi)應用比比皆是】
日前,E-PORTS平臺創(chuàng )始人兼CEO黃啟洲先生在國際船東研討會(huì )上提到,在5G的環(huán)境下“船”和“岸”聯(lián)結的重要性。這里涉及到一個(gè)概念——物聯(lián)網(wǎng),它又被稱(chēng)為“萬(wàn)物相連的互聯(lián)網(wǎng)”,百度百科這樣解釋?zhuān)何锫?lián)網(wǎng)是通過(guò)信息傳感設備,按約定的協(xié)議,將任何物體與網(wǎng)絡(luò )相連接,物體通過(guò)信息傳播媒介進(jìn)行信息交換和通信,以實(shí)現智能化識別、定位、跟蹤、監管等功能。以港口為例,帶寬更大、覆蓋面更廣的通信技術(shù)帶動(dòng)港口大規模網(wǎng)絡(luò )智能終端,集裝箱由機器自動(dòng)搬運并完成裝車(chē)操作,港口智能管理系統控制碼頭橋吊、軌道吊等大型設備的運行和堆場(chǎng)調配;港口指揮中心控制著(zhù)貨運集卡和海河貨船行駛路線(xiàn),這些設備的終端全部連接到網(wǎng)絡(luò )上并實(shí)現信息交換?!按焙汀鞍丁甭?lián)結更多地體現在“人—物”連接和“物—物”連接。未來(lái)哪些5G應用將最先應用于港口和船舶?一位參與智慧港口建設的專(zhuān)家為記者描述了以下場(chǎng)景:
一艘來(lái)港船舶上有多少標箱、每箱有多少貨物、船舶靠泊的位置、船公司與碼頭的交互配合作業(yè)等信息的傳輸,目前還是以傳統方式進(jìn)行。但在超低時(shí)延和用戶(hù)體驗速率穩定的5G網(wǎng)絡(luò )環(huán)境中,各種以“人—物”連接為中心的遠程控制類(lèi)應用將會(huì )脫穎而出。5G遠程控制類(lèi)應用與水運船舶、碼頭深度融合,能夠整體提升我國水運產(chǎn)業(yè)服務(wù)質(zhì)量和價(jià)值,會(huì )產(chǎn)生很多“殺手級”應用,如超視距聯(lián)網(wǎng)無(wú)人機、AI視頻監控、自動(dòng)裝卸和無(wú)人導航等。
利用聯(lián)網(wǎng)無(wú)人機對港口水道航線(xiàn)、基礎設施、電力線(xiàn)路和環(huán)境等進(jìn)行超視距密集巡檢和安防是港口無(wú)人機應用的趨勢之一。飛翔于各大港口與碼頭的傳統無(wú)人機必須通過(guò)遙控器對其進(jìn)行操控,受遙控器無(wú)線(xiàn)射頻信號覆蓋所限,無(wú)人機飛行距離較短,不能滿(mǎn)足超視距和大范圍的飛行。通過(guò)5G網(wǎng)絡(luò ),技術(shù)人員能夠在超視距范圍內長(cháng)時(shí)間、長(cháng)距離地控制無(wú)人機飛行軌跡和路線(xiàn),其搭載的高清攝像頭能通過(guò)網(wǎng)絡(luò )回傳超高清視頻,這將是未來(lái)“無(wú)人港口”的無(wú)人機發(fā)展的趨勢。試想一下 ,未來(lái)港口的工作人員坐在電腦前 ,輕點(diǎn)鼠標就能遠距離操作無(wú)人機完成預定任務(wù)。但超視距聯(lián)網(wǎng)無(wú)人機對網(wǎng)絡(luò )帶寬要求很高,對移動(dòng)性和時(shí)延也有一定要求 ,5G技術(shù)能為無(wú)人機大規模應用提供4G所不具備的能力。
我國內河近海航道情況復雜,人為因素導致的船舶的碰撞乃至造成沉沒(méi)事故時(shí)有發(fā)生。因此,高級自動(dòng)駕駛就成為貨輪遠程安全駕駛最行之有效的方式。通過(guò)利用超聲波傳感器、聲納探測儀、圖像傳感器、激光雷達和毫米波雷達等多種探測手段,使船舶具備全方位的自主感知能力,保障船舶行駛安全。自動(dòng)駕駛傳感器的實(shí)時(shí)數據需要安全、可靠的連接和傳輸,5G技術(shù)的實(shí)現就能夠很好地為貨輪遠程駕駛保駕護航!
在港口碼頭上,視頻監控在安防和巡檢等領(lǐng)域是一項普遍應用。但是傳統視頻監控還是基于有線(xiàn)技術(shù)和人工監控的方式,架設線(xiàn)路的固定不變,海量攝像數據也讓檢索工作費時(shí)費力。今后,視頻監控會(huì )逐步向無(wú)線(xiàn)化、智能化和高清化轉變,5G網(wǎng)絡(luò )的監控攝像頭具備拍攝4k以上分辨率視頻的能力,要具備在海量數據環(huán)境下自我學(xué)習和判斷動(dòng)態(tài)內容的能力,就需要將大量有價(jià)值的監控內容傳輸至邊緣計算服務(wù)器。有效提高傳輸效率,節省傳輸資源,5G的應用能將這一切變?yōu)楝F實(shí)。
該專(zhuān)家還表示,5G物聯(lián)網(wǎng)之間通信連接數量將遠遠超過(guò)“人—人”之間通信 ,將是5G網(wǎng)絡(luò )重點(diǎn)影響和服務(wù)的領(lǐng)域。未來(lái)各種以“物”為中心的物聯(lián)網(wǎng)類(lèi)應用比比皆是。
【距離:大規模商業(yè)化應用尚待時(shí)日】
從2G到3G、從3G到4G,很多人們以前未曾想過(guò)的應用在通信技術(shù)發(fā)展的基礎上成為現實(shí)?;仡^來(lái)看,通信技術(shù)的進(jìn)步改變的不僅僅是人們的生產(chǎn)生活方式,還極大地加速了行業(yè)應用的發(fā)展進(jìn)程,甚至改變了行業(yè)的生產(chǎn)方式、業(yè)務(wù)增長(cháng)模式。
在消費領(lǐng)域,每一次通信技術(shù)的進(jìn)步總是能迅速帶動(dòng)手機的更新?lián)Q代。5G應用前景如此美好,航運業(yè)是不是很快也能大規模普及應用了呢?華為公司一位負責5G領(lǐng)域的專(zhuān)家提醒,不要過(guò)分神話(huà)5G,新的通信技術(shù)應用于港口類(lèi)工業(yè)場(chǎng)景并非一蹴而就,而是有一個(gè)逐步探索再到完善的過(guò)程。以4G為例,當前階段的4G技術(shù)與七八年前4G剛面世時(shí)相比,不管速率還是時(shí)延方面,能力都提升了很多?,F在5G剛剛起步,5G從標準到產(chǎn)品解決方案層面的完善都需要時(shí)間,5G真正賦能行業(yè)應用場(chǎng)景,乃至新商業(yè)模式的探索,毫無(wú)疑問(wèn)還有很長(cháng)的一段距離。
華為專(zhuān)家解釋道,消費互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的應用發(fā)展得快,是因為有全球統一的標準,就像我們經(jīng)常聽(tīng)到的一個(gè)詞——“全網(wǎng)通”,所以國內生產(chǎn)的手機賣(mài)到國外同樣可以使用,互聯(lián)網(wǎng)也是標準化的IP應用,大家都有”統一的語(yǔ)言”。而行業(yè)應用的難點(diǎn)一是從技術(shù)角度需要滿(mǎn)足各類(lèi)應用對網(wǎng)絡(luò )的苛刻需求,如帶寬、時(shí)延等,更大的困難在于設備背后的系統對接,比如,某條外籍船舶駛入中國近海,港口拖輪前去接應,靠港的船舶能否正確接受指令,視頻系統能否友好對接,要求港口和船舶等多樣化系統之間有統一標準實(shí)現正確的系統對接。與消費領(lǐng)域的應用相比,行業(yè)場(chǎng)景下的系統對接要復雜得多,不同國家、不同供應商生產(chǎn)的系統設備有各自的數據格式和協(xié)議標準,而5G只是一種通信手段,不同設備、不同系統的對接并不簡(jiǎn)單。
行業(yè)應用離不開(kāi)終端這個(gè)重要環(huán)節, 4G經(jīng)過(guò)多年發(fā)展,技術(shù)成熟,網(wǎng)絡(luò )覆蓋完善,港口和舶船的大多數設備的通信模塊還是基于4G,而5G通信模組還處于商用前的開(kāi)發(fā)階段,嵌入到行業(yè)終端中還需要時(shí)間。
業(yè)界專(zhuān)家普遍認為,一旦5G通信技術(shù)全面應用,就會(huì )催生一批“無(wú)人工廠(chǎng)”、“無(wú)人船舶”和“無(wú)人港口”。航運企業(yè)要抓住5G時(shí)代的重大機遇,轉變思路,借助包括5G、超高清視頻、人工智能、云計算、大數據等新一代信息技術(shù),實(shí)現航運業(yè)的轉型升級,向數字化、智能化的新型現代化航運企業(yè)邁進(jìn)。