5G技術(shù)在軍校的應(yīng)用場景探究

夏晨 張然 陳權(quán)

摘要：第五代移動通信技術(shù)具有先進(jìn)的技術(shù)優(yōu)勢和廣闊的應(yīng)用前景，5G技術(shù)將與其他社會生產(chǎn)領(lǐng)域深度融合，帶來了全新的技術(shù)應(yīng)用場景，深刻改變?nèi)藗兊纳a(chǎn)生活方式。研究這一技術(shù)在校園網(wǎng)中創(chuàng)新應(yīng)用，具有一定的理論意義和實踐指導(dǎo)意義。本文介紹了5G技術(shù)的特點;重點分析5G技術(shù)在軍校校園中的應(yīng)用場景創(chuàng)新以及對軍校教育事業(yè)發(fā)展的積極作用，同時指出推動這一進(jìn)程中存在的困難與問題，并提出相應(yīng)的對策建議。

關(guān)鍵詞：5G軍校應(yīng)用;應(yīng)用場景;創(chuàng)新

中圖分類號：G642? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）11-0242-03

1引言

2017年4月，國務(wù)院印發(fā)的《關(guān)于積極推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”行動的指導(dǎo)意見》中明確提出“探索新型教育服務(wù)供給方式”的目標(biāo)任務(wù)。這意味著利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)推動數(shù)字教育資源發(fā)展，提升網(wǎng)絡(luò)化教育服務(wù)已經(jīng)上升到了國家戰(zhàn)略層面，成為高校教育未來發(fā)展的必有方向和戰(zhàn)略選擇。作為為部隊培養(yǎng)新型軍事指揮人才的軍隊高校，應(yīng)充分把握5G技術(shù)落地這一時代機遇，積極實施5G網(wǎng)絡(luò)嵌入戰(zhàn)略，使用適應(yīng)5G技術(shù)的終端，構(gòu)建校園物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)，采用大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能技術(shù)開展精準(zhǔn)識別，并利用可穿戴設(shè)備等新一代信息技術(shù)產(chǎn)品提供具體服務(wù)，有效實現(xiàn)線上線下教育資源的有效合力，推進(jìn)在線開放課程教學(xué)質(zhì)量提升，推動高等教育服務(wù)模式變革。

2 5G技術(shù)特點

5G（The fifth Generation）即第五代移動通信技術(shù)，通信工程界和研究界一般將其稱為“5G技術(shù)”[1]，其實質(zhì)是一種通用型行業(yè)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。在分析5G技術(shù)特點之前，我們有必要對5G之前已有的四代移動通信技術(shù)發(fā)展歷程進(jìn)行梳理，這樣有助于更好地理解5G技術(shù)的發(fā)展邏輯和技術(shù)特點。

2.1? 5G移動通訊技術(shù)的特點

從總體上來看，5G技術(shù)有著以下幾個方面的特點：

1）高速率。與以前四代技術(shù)不同的是，5G技術(shù)利用的是高頻段，其傳輸速率高、傳輸效果好[2]。據(jù)相關(guān)研究表明，采用4G技術(shù)的移動網(wǎng)絡(luò)帶寬在100Mbps（兆比特每秒），而采用5G技術(shù)的移動網(wǎng)絡(luò)帶寬提高了近百倍，達(dá)到10Gbps（千兆比特每秒）。在5G的速率下，傳輸一個容量為1G的電子文件只需要兩秒左右的時間。這種高速率帶來了一系列性能優(yōu)點：通信時延更加縮短、連接數(shù)成規(guī)模提高、移動性大幅改善。

2）物聯(lián)性。如上所述，5G技術(shù)可以支持大規(guī)模的接入，具有較低的響應(yīng)時延和大數(shù)據(jù)量的傳輸速度，這些都為了物聯(lián)網(wǎng)的實現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)，大大擴展了終端種類和數(shù)量。5G技術(shù)的應(yīng)用可以使得未來接入移動通信網(wǎng)絡(luò)中的終端不僅是我們今天的手機，還會有更多種類的產(chǎn)品。社會生產(chǎn)和生活逐步進(jìn)入了“萬物連接、萬物智能”的時代。

3）安全性。5G在整體安全架構(gòu)穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，靈活地調(diào)整具體終端的接入認(rèn)證原則和數(shù)據(jù)傳輸原則，可以滿足不同用戶對象所需求的認(rèn)證管理模式，在數(shù)據(jù)安全、隱私保護(hù)以及防止惡意網(wǎng)絡(luò)攻擊上具有得天獨厚的優(yōu)勢。

除以上三點之外，5G技術(shù)還具有低能耗、網(wǎng)絡(luò)虛擬切片、網(wǎng)絡(luò)分發(fā)和邊緣計算等應(yīng)用型特點，可以預(yù)見5G技術(shù)將實現(xiàn)通信技術(shù)的新突破，形成萬物高速、高效、高安全性連接的全新應(yīng)用格局。

2.2 教育信息化發(fā)展歷程

我國教育信息化發(fā)展經(jīng)歷了從“點”到“線”，連“線”成“面”，再從“面”到“體”的發(fā)展過程。信息化首先在局部和部門內(nèi)部展開，比如實驗室局域網(wǎng)的建設(shè)、校園一卡通的應(yīng)用，這些可以看作是“點上的應(yīng)用”。隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，逐步建立各種業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)，比如各類數(shù)字化監(jiān)控、慕課平臺，這些可以看作是“線上的延伸”，其后，為了實現(xiàn)信息資源共享和業(yè)務(wù)工作協(xié)同，在“點”和“線”的基礎(chǔ)上，開始建立“面”上的應(yīng)用，比如“智慧教室”“智慧實驗室”。隨著各個層面、方面應(yīng)用的完善，逐步實現(xiàn)多層面垂直一體化，并最終使業(yè)務(wù)得到立“體”化支撐。

3 5G技術(shù)在軍校校園中的應(yīng)用場景創(chuàng)新

結(jié)合我院現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和教學(xué)資源建設(shè)狀況，5G技術(shù)在高校教育中的應(yīng)用場景創(chuàng)新主要體現(xiàn)在以下兩個方面。

3.1 整合管理資源，改變校園管理方式

教學(xué)是高校工作的首要任務(wù)，智慧校園已經(jīng)將電子書包、VR技術(shù)等高科技引入到日常教學(xué)中，但與之緊密相連的教學(xué)資源整合及學(xué)校后勤管理卻相對滯后。由于數(shù)據(jù)信息不暢通，各自領(lǐng)域的數(shù)據(jù)成為一個個“信息孤島”，不同機構(gòu)和部門“分散作戰(zhàn)”，降低了學(xué)校管理的效率。針對這些情況，利用5G技術(shù)的智慧校園通過整合相關(guān)資源，實現(xiàn)業(yè)務(wù)交互，精細(xì)化校園管理。這主要通過以下幾個途徑。

1）教學(xué)管理部門可以利用5G網(wǎng)絡(luò)的高速性，實現(xiàn)不同種類數(shù)據(jù)互聯(lián)互通、互享互傳，全面加強學(xué)員各類數(shù)據(jù)收集和整理。比如收集學(xué)員的知識優(yōu)勢點、學(xué)習(xí)時間分布、生活習(xí)慣、身體狀況等信息，再具體到學(xué)生的各類生活細(xì)節(jié)，這些不同渠道產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)將數(shù)字化學(xué)員的“形象”，對學(xué)生的評價標(biāo)準(zhǔn)也將由單純的學(xué)業(yè)成績拓展為個人品德、性格愛好、身體素質(zhì)、創(chuàng)新能力及交往能力等各方面，對于學(xué)員的學(xué)習(xí)規(guī)劃安排及畢業(yè)后的崗位分配也有積極的參考價值。

2）后勤管理和服務(wù)保障部門可以利用5G網(wǎng)絡(luò)的終端兼容性與安全性，利用大數(shù)據(jù)和人工智能模型，精準(zhǔn)識別各類教職員工差異化需求，有針對性地開展膳食設(shè)計、器材管理、安全巡檢等新型應(yīng)用，建立日常綜合服務(wù)體系，推進(jìn)后勤保障服務(wù)智能化水平[3]。新建覆蓋營區(qū)道路、場地、場館、庫所、等重點部位的物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境，連接探測器、攝像頭、讀卡器、RFID等設(shè)備。綜合運用物聯(lián)網(wǎng)感應(yīng)器、攝像頭、手環(huán)等感應(yīng)終端，采用影像集成技術(shù)實現(xiàn)遠(yuǎn)程管控;對各類設(shè)施設(shè)備運行情況進(jìn)行遠(yuǎn)程動態(tài)監(jiān)控。智慧會議室具有會議自動簽到、會議發(fā)言自動識別、會議記錄自動生成的功能。

3）精細(xì)化健康管理，對軍隊院校來說，學(xué)員的日常軍事訓(xùn)練較多，訓(xùn)練中傷病也時有發(fā)生。目前缺乏有效安全的健康監(jiān)控硬件，相關(guān)軟件配套也沒有搭建起來，學(xué)校無法第一時間獲知他們的狀況，難以及時給予他們專業(yè)的醫(yī)療護(hù)理，平時也難以有針對性地給予他們基本健康監(jiān)管。這就需要對學(xué)員各類數(shù)據(jù)進(jìn)行更精細(xì)化的收集。

5G的數(shù)據(jù)高傳輸率和終端兼容性使得以往相互獨立的醫(yī)療設(shè)備（如5G手環(huán)、血壓計、血糖儀等醫(yī)療型可穿戴設(shè)備等）融合在一個網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通，與后臺預(yù)警監(jiān)測管理系統(tǒng)相結(jié)合，持續(xù)地收集學(xué)員的身體運行和健康體征數(shù)據(jù)，并針對性地提供診斷與預(yù)警信息。通過5G網(wǎng)絡(luò)搭建起來的數(shù)據(jù)平臺可以準(zhǔn)確掌握學(xué)員的實時健康情況和突發(fā)信息情況，針對個別個體的突發(fā)情況還可以第一時間制定應(yīng)急方案，快速開展專業(yè)施救措施。在5G環(huán)境下的智慧校園內(nèi)，這些低延時、低能耗、快傳輸?shù)目纱┐髟O(shè)備和智能組網(wǎng)的急救呼叫設(shè)備可以對學(xué)員的身體健康進(jìn)行監(jiān)測，幫助學(xué)員調(diào)整身體狀態(tài)和監(jiān)測疾病。

3.2 精準(zhǔn)投送，豐富文娛活動

與物質(zhì)生活一樣，文娛活動是校園生活中的一個重要方面。軍校管理相對嚴(yán)格，學(xué)員參加校外各類活動的時間也相對較少，精神文化產(chǎn)品供給的質(zhì)量和數(shù)量將大大影響軍校學(xué)員的生活質(zhì)量。從當(dāng)前情況來看，精神文化產(chǎn)品有限，文娛活動數(shù)量不多，質(zhì)量有待于提高，種類有待于豐富。造成這方面的原因主要有兩點：一是相關(guān)產(chǎn)品供給不夠，缺乏有質(zhì)量的文娛產(chǎn)品;二是相關(guān)技術(shù)服務(wù)不到位，難以實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)資源的精準(zhǔn)推送。

在今后校園文化建設(shè)進(jìn)程中，應(yīng)該充分發(fā)揮5G技術(shù)文娛功能。

1）配合手機、IP電視、平板電腦等終端，通過大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，精細(xì)識別年輕學(xué)員需求，精準(zhǔn)推送具有特色的精神文化產(chǎn)品，擴展種類，豐富數(shù)量。建立反饋平臺機制，及時了解學(xué)員的滿意度和需求，更好地改進(jìn)文娛產(chǎn)品供給水平。

2）5G技術(shù)還可以打破空間與時間限制，文化講座、各類校園社團(tuán)活動可以通過5G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳播。利用5G直播實現(xiàn)“現(xiàn)場參與”、利用視頻互動實現(xiàn)“跨區(qū)講座”、利用AR、VR技術(shù)實現(xiàn)“虛擬參觀”和“虛擬訪問”。可以做到不走出校園就可以參與各類新興活動，不再受各種外界因素的影響;也不再受特定時間的限制，可以無縫參與各種精神文化活動。同時，鼓勵線上傳播和線下活動相結(jié)合，讓虛擬的精神文化活動有現(xiàn)實支撐和依靠，提高學(xué)員參與公共文化服務(wù)建設(shè)的活躍度。為學(xué)員追逐夢想、實現(xiàn)自我提供一種獨特的體驗和表達(dá)。

4推進(jìn)中存在的困難及對策性建議

5G技術(shù)在軍隊院校中的推廣應(yīng)用有著廣闊的應(yīng)用前景和明晰的創(chuàng)新點，但是也面臨著一些實際困難與問題，主要集中在以下幾個方面。

4.1 基礎(chǔ)設(shè)施優(yōu)化配套問題

當(dāng)前軍隊院校信息化建設(shè)水平還有待于提高，硬件軟件水平跟不上日益增長的需求。一方面，由于5G技術(shù)運行的無線頻段更高，現(xiàn)有通信設(shè)備設(shè)置和連接能力還難以滿足實用化要求，網(wǎng)絡(luò)承載能力不足，4k/8k直播課堂、AR/VR課堂、4K高清監(jiān)控等新型業(yè)務(wù)對網(wǎng)絡(luò)帶寬提出更高的需求，這就需要大規(guī)模搭建5G網(wǎng)絡(luò)，對已有的網(wǎng)絡(luò)還需要進(jìn)行大幅度改建。另一方面，整個5G應(yīng)用設(shè)備投入就要上規(guī)模的投資;5G嵌入到智慧校園進(jìn)程中適應(yīng)5G技術(shù)的終端產(chǎn)品前期硬件成本較高，相關(guān)軟件和體系設(shè)計較為復(fù)雜，教育信息系統(tǒng)建設(shè)以及多網(wǎng)融合（機房眾多，軟件，硬件，病毒，數(shù)據(jù)恢復(fù)等各種敀障或問題）導(dǎo)致的建設(shè)、運維成本和對網(wǎng)管人員技能要求高，調(diào)試運行難度也較高[4]。這些因素阻礙了推進(jìn)5G技術(shù)在智慧校園的功能快速發(fā)揮。

需要積極推進(jìn)寬帶網(wǎng)絡(luò)光纖化改造，加快提升網(wǎng)絡(luò)通信能力，加強互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議第6版（IPv6）地址管理、標(biāo)識管理與解析，大幅提高網(wǎng)絡(luò)訪問速率。積極探索建立私有云或租用公共云，引導(dǎo)信息化應(yīng)用向云計算平臺遷移，優(yōu)化校園數(shù)據(jù)中心建設(shè)。

4.2 5G技術(shù)應(yīng)用安全機制還不健全

一方面，切實高效的5G技術(shù)已經(jīng)在教學(xué)實踐中積極展開，并受到了良好的效應(yīng)，另一方面，對智慧校園環(huán)境中的多種5G技術(shù)應(yīng)用的安全機制的制定還需加強，這對構(gòu)建安全校園網(wǎng)絡(luò)又是極其重要的。諸如跨校區(qū)的共享資源、學(xué)生信息等存在泄漏風(fēng)險，教育大數(shù)據(jù)的匯聚也將進(jìn)一步加劇數(shù)據(jù)安全風(fēng)險。應(yīng)該建立起專門的監(jiān)管指導(dǎo)部門，提升互聯(lián)網(wǎng)安全管理、態(tài)勢感知和風(fēng)險防范能力，加強信息網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施安全防護(hù)和信息保護(hù)[5]。建設(shè)高質(zhì)量的信息化教職隊伍，探索科學(xué)合理的應(yīng)急機制，按照信息安全等級保護(hù)等制度和網(wǎng)絡(luò)安全國家標(biāo)準(zhǔn)的要求，加強關(guān)鍵領(lǐng)域重要信息系統(tǒng)的安全保障。重視融合帶來的安全風(fēng)險，確保數(shù)據(jù)安全。完善網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)共享以應(yīng)對5G網(wǎng)絡(luò)和人工智能等技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用情形下網(wǎng)絡(luò)安全新特點和新變化。

2019年以來，備受世人矚目的第五代移動通信技術(shù)（以下簡稱為“5G”或“5G技術(shù)”）應(yīng)用落地進(jìn)程持續(xù)加快。2019年11月1日，三大移動通信運營商頒發(fā)了5G套餐上線，這也標(biāo)志著我國5G正式商用。2020年，隨著配套基礎(chǔ)設(shè)施和上下游產(chǎn)業(yè)鏈的完善， 5G技術(shù)還將推動教育變革和創(chuàng)新，帶來全新的技術(shù)應(yīng)用場景，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、個性化、終身化的教育體系，建設(shè)“人人皆學(xué)、處處能學(xué)、時時可學(xué)”的學(xué)習(xí)型社會，深刻改變?nèi)藗兊纳罘绞?。軍隊院校?yīng)積極應(yīng)對新局面，在教育面向科研成果（學(xué)科建設(shè)和高新產(chǎn)業(yè)融合）轉(zhuǎn)換，教學(xué)模式創(chuàng)新（教育走向服務(wù)化，個性定制化），教師隊伍能力構(gòu)建、教育教評督導(dǎo)以及平安校園等方面以5G技術(shù)的推廣應(yīng)用為契機，積極推進(jìn)各項5G應(yīng)用項目，推動軍隊院校信息化建設(shè)的不斷發(fā)展。綜合運用大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)、人工智能、虛擬現(xiàn)實等新興信息技術(shù)，加大硬件集群、數(shù)據(jù)集中、應(yīng)用集成力度，豐富完善信息資源，構(gòu)建信息網(wǎng)絡(luò)全域覆蓋、信息資源統(tǒng)建共享、校情態(tài)勢實時感知、教學(xué)訓(xùn)練模式創(chuàng)新、管理決策智能高效、綜合服務(wù)快捷便利的智慧校園。

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【通聯(lián)編輯：王力】