5G技術(shù)在航運(yùn)業(yè)中的應(yīng)用趨勢(shì)及對(duì)策建議

肖飛 張長(zhǎng)遠(yuǎn)

中國(guó)交通通信信息中心 北京 100011

1 5G關(guān)鍵技術(shù)特征

1.1 5G技術(shù)變革

2018年6月，面向商用的5G國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)正式發(fā)布，向全球大規(guī)模應(yīng)用5G技術(shù)邁出了關(guān)鍵一步。5G提供了前所未有的用戶體驗(yàn)和物聯(lián)網(wǎng)連接能力，將成為全面促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施。與4G相比，5G能以一種全新的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，提供超大帶寬(峰值10Gbit/s)、超低時(shí)延和超多連接，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)性能新的躍升，開啟萬(wàn)物互聯(lián)的新時(shí)代[1]。

1.2 5G產(chǎn)業(yè)鏈價(jià)值

5G的普及將促進(jìn)國(guó)家和社會(huì)的全面移動(dòng)化和數(shù)字化，將在未來(lái)10-20a內(nèi)成為全球經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長(zhǎng)的助推器。據(jù)中國(guó)信息通信研究院《5G經(jīng)濟(jì)社會(huì)影響白皮書》測(cè)算，預(yù)計(jì)到2030年，5G將直接為我國(guó)經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)出貢獻(xiàn)6.3萬(wàn)億元，間接帶動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)出10.6萬(wàn)億元；將直接增加就業(yè)機(jī)會(huì)800萬(wàn)個(gè)，間接增加就業(yè)機(jī)會(huì)1150萬(wàn)個(gè)。

2 5G在全球航運(yùn)業(yè)中的創(chuàng)新應(yīng)用趨勢(shì)

2.1 5G+船舶局域網(wǎng)

5G技術(shù)的高速率、低延遲特性能使船舶內(nèi)部、船-船、船-岸和船-航標(biāo)等之間的互聯(lián)互通變得更加高效和通暢[2]。同時(shí)，5G技術(shù)可支持更多的終端節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模、大范圍傳感監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的并發(fā)采集，所有的設(shè)備、貨物、人員、管線和岸基設(shè)施等都能進(jìn)行高速互連互通，形成5G通信環(huán)境下一個(gè)泛在的物聯(lián)網(wǎng)。未來(lái)可探索在船端安裝5G空中基站，結(jié)合衛(wèi)星通信系統(tǒng)，搭建船舶局域網(wǎng)，快速、簡(jiǎn)單、高效地構(gòu)建全船無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，有效降低傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)布線成本，極大地縮短部署時(shí)間。目前，馬士基集團(tuán)和愛立信公司已開始嘗試類似的解決方案，為集裝箱船構(gòu)建船聯(lián)網(wǎng)，解決移動(dòng)通信問(wèn)題，提供船載維護(hù)服務(wù)等。

2.2 5G+北斗綜合通信

5G與北斗衛(wèi)星通信系統(tǒng)相結(jié)合的船聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)向船舶發(fā)送氣候信息和危險(xiǎn)預(yù)警信息，必要時(shí)能對(duì)船舶進(jìn)行指揮、調(diào)度、動(dòng)員和救援。該系統(tǒng)不僅能為各類船舶提供精確的位置定位和通信功能，而且能為相鄰海域（水域）的船舶提供實(shí)時(shí)組網(wǎng)通信、信息傳達(dá)和港口信息等增值服務(wù)。北斗衛(wèi)星通信系統(tǒng)與5G相互融合，共同構(gòu)成全球無(wú)縫覆蓋的海、陸、空、天一體化全球綜合通信網(wǎng)，滿足航運(yùn)企業(yè)的多種業(yè)務(wù)服務(wù)需求，這是未來(lái)通信發(fā)展的一個(gè)重要方向。

2.3 5G+船舶自動(dòng)駕駛

C-V2X（以蜂窩通信技術(shù)為基礎(chǔ)的V2X技術(shù)）對(duì)于車輛自動(dòng)駕駛而言至關(guān)重要。對(duì)于自動(dòng)駕駛來(lái)說(shuō)，船舶自動(dòng)駕駛遠(yuǎn)比車輛自動(dòng)駕駛復(fù)雜。船舶的航行場(chǎng)景可分為內(nèi)河運(yùn)輸、近海運(yùn)輸和遠(yuǎn)海運(yùn)輸 3 種[3]。

（1）對(duì)于內(nèi)河運(yùn)輸和近海運(yùn)輸場(chǎng)景（長(zhǎng)江、珠江、近海等），岸側(cè)的移動(dòng)通信基站信號(hào)可覆蓋，5G與C-V2X相結(jié)合，可很好地支持船與船、船與航道、船與貨物和船與人的互聯(lián)互通，實(shí)時(shí)掌握人員、船舶、場(chǎng)景、設(shè)備和貨物的狀態(tài)，使安全、智能、高效的航行過(guò)程得以預(yù)見。

（2）對(duì)于遠(yuǎn)海運(yùn)輸場(chǎng)景，基于5G和北斗衛(wèi)星通信系統(tǒng)的C-V2X技術(shù)，能進(jìn)一步彌補(bǔ)自動(dòng)駕駛的缺陷，實(shí)現(xiàn)高清視頻信息實(shí)時(shí)回傳、船舶遠(yuǎn)程控制和船舶自動(dòng)駕駛控制等功能，提高船舶航行與作業(yè)的智能化水平和效率。

3 航運(yùn)企業(yè)應(yīng)用5G的對(duì)策建議

（1）把握國(guó)家戰(zhàn)略政策機(jī)遇，重點(diǎn)布局多元化的智慧航運(yùn)業(yè)務(wù)。航運(yùn)企業(yè)應(yīng)牢牢把握國(guó)家推動(dòng)航運(yùn)智能化、建設(shè)一流港口和航運(yùn)強(qiáng)國(guó)的戰(zhàn)略機(jī)遇，以及5G等關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展機(jī)遇，創(chuàng)新商業(yè)模式和服務(wù)模式，積極布局多元化、現(xiàn)代化的智慧航運(yùn)業(yè)務(wù)，包括提供全自動(dòng)化的碼頭堆場(chǎng)裝卸運(yùn)輸業(yè)務(wù)、船舶貨運(yùn)物流追蹤監(jiān)控業(yè)務(wù)、航運(yùn)公共信息服務(wù)業(yè)務(wù)和航運(yùn)設(shè)備全生命周期監(jiān)管運(yùn)維服務(wù)業(yè)務(wù)等，達(dá)到降低企業(yè)運(yùn)營(yíng)成本，提高生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)效率和拓展盈利空間的目的[4]。

（2）加快推動(dòng)航運(yùn)業(yè)與5G、AI等關(guān)鍵技術(shù)的融合創(chuàng)新研發(fā)。航運(yùn)企業(yè)應(yīng)把握航運(yùn)與5G、AI等關(guān)鍵技術(shù)的融合和創(chuàng)新應(yīng)用趨勢(shì)，投入資源加快啟動(dòng)基于5G、北斗衛(wèi)星通信和物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的信息基礎(chǔ)設(shè)施研發(fā)，在全面感知、泛在互聯(lián)、港車協(xié)同智能化系統(tǒng)構(gòu)建等相關(guān)技術(shù)的研發(fā)試驗(yàn)中盡早搶占技術(shù)高地，提高核心競(jìng)爭(zhēng)力。目前，全球各大航運(yùn)企業(yè)正在積極開展技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用研究。例如：馬士基研發(fā)無(wú)人集裝箱船，并在船上開展AI動(dòng)力感知和態(tài)勢(shì)感知技術(shù)等方面的試驗(yàn)；挪威威爾森集團(tuán)和康士伯聯(lián)合，建立全球首家無(wú)人船航運(yùn)公司Massterly；瓦錫蘭針對(duì)智能/無(wú)人船研發(fā)自動(dòng)靠泊系統(tǒng)等。

4 結(jié)語(yǔ)

當(dāng)前，全球航運(yùn)業(yè)尚處于智能化發(fā)展初期，在全球貨運(yùn)壓力增大、船舶大型化和航運(yùn)產(chǎn)業(yè)過(guò)剩壓力凸顯的情況下，5G、北斗衛(wèi)星通信、人工智能和大數(shù)據(jù)等技術(shù)的加速發(fā)展和融合應(yīng)用為航運(yùn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)提供了機(jī)遇。全球航運(yùn)企業(yè)要把握戰(zhàn)略與技術(shù)機(jī)遇，結(jié)合自身業(yè)務(wù)布局和發(fā)展規(guī)劃，及時(shí)做好5G技術(shù)路線選擇，重視新技術(shù)研發(fā)和平臺(tái)化部署，提高核心競(jìng)爭(zhēng)力，積極打造具有世界影響力的智能航運(yùn)品牌。