智慧城市中的5G 技術(shù)全景應(yīng)用分析

吳鑒平

（中通服建設(shè)有限公司，廣東 佛山 528000）

0 引言

5G 技術(shù)現(xiàn)已經(jīng)成為城市建設(shè)與發(fā)展中的重要技術(shù)形式，不僅為人們的日常工作與學(xué)習(xí)提供便利，而且推動了社會生產(chǎn)結(jié)構(gòu)改革，尤其在智慧城市建設(shè)中，5G技術(shù)運(yùn)用有利于強(qiáng)化醫(yī)療、交通、電網(wǎng)、家居等多領(lǐng)域發(fā)展水平，而且還為激發(fā)城市發(fā)展?jié)撃軇?chuàng)造了良好條件。但是部分區(qū)域在5G 技術(shù)應(yīng)用方面依舊存在不足。因此圍繞智慧城市中的5G 技術(shù)全景應(yīng)用開展分析具有重要意義。

1 智慧城市與5G 技術(shù)概述

1.1 智慧城市

隨著人們生活品質(zhì)的不斷提升，城市管理也在不斷進(jìn)行智慧化改革，在此背景下必須借助5G 技術(shù)運(yùn)用創(chuàng)新管控形式，這樣才能夠滿足城市發(fā)展需求。智慧城市是社會發(fā)展的新類型，其核心目的是保障城市居民生活水平，構(gòu)建更加符合城市后續(xù)發(fā)展需要的社會環(huán)境。從智慧城市的角度來看，其涵蓋人民日常生活、工作、交通以及社會經(jīng)濟(jì)建設(shè)等多方面內(nèi)容，對5G 以及互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)形式的需求較高，需要借助技術(shù)運(yùn)用以及處理平臺構(gòu)建才能夠?qū)崿F(xiàn)智慧城市建設(shè)目標(biāo)，圖1為智慧城市總體目標(biāo)。

圖1 智慧城市總體目標(biāo)

1.2 5G 技術(shù)

5G 技術(shù)是指第五代移動通信技術(shù)，5G 是在4G 基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化與完善所形成的技術(shù)形式。5G 與其他通信技術(shù)相比，具有以下3 個方面特征：①信息傳輸速率較高。在5G 技術(shù)運(yùn)用下信息傳遞效率會明顯提高。②低延遲。5G 有效優(yōu)化了信息傳遞效率，可以在提升連接可靠性的同時保證運(yùn)輸?shù)姆€(wěn)定性，減少延遲時間。③具有普遍性?？蓪?shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)全覆蓋，更好地滿足多場景技術(shù)運(yùn)用[1]。

2 智慧城市中5G 技術(shù)的運(yùn)用形式

2.1 物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是智慧城市建設(shè)中的重要內(nèi)容，并且是實(shí)現(xiàn)智慧體系建設(shè)的核心。在物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)用下，城市的日常運(yùn)行更加便捷，能夠高效完成數(shù)據(jù)傳遞和處理。隨著城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大，城市發(fā)展所涉及的數(shù)據(jù)內(nèi)容也增多，這就要求城市內(nèi)必須具備一套穩(wěn)定、強(qiáng)大的存儲空間，此時要借助互聯(lián)網(wǎng)、云計算以及大數(shù)據(jù)等技術(shù)形式實(shí)現(xiàn)高效處理，最大程度挖掘數(shù)據(jù)的潛在價值，為智慧城市發(fā)展提供保障。5G 技術(shù)在此過程中作為信息傳遞的保障是重要網(wǎng)絡(luò)渠道，因此5G 技術(shù)成為智慧城市建設(shè)中數(shù)據(jù)處理以及其他技術(shù)運(yùn)用的前提條件。

2.2 定位與人工智能

精準(zhǔn)定位是指在物流、交通以及港口等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)智慧城市理念的一種技術(shù)手段，這是5G 技術(shù)的主要應(yīng)用體現(xiàn)。在5G 技術(shù)應(yīng)用下可有效強(qiáng)化數(shù)據(jù)以及物品定位的精準(zhǔn)性，而人工智能則是智慧城市建設(shè)中的關(guān)鍵，其中神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)手段可以5G 技術(shù)相融合，有效強(qiáng)化智慧城市理念下數(shù)據(jù)信息傳遞和處理的質(zhì)量，為強(qiáng)化城市綜合管控水平奠定基礎(chǔ)。

3 當(dāng)前5G 技術(shù)在智慧城市建設(shè)中的應(yīng)用挑戰(zhàn)

一方面，成本較高。與4G 網(wǎng)絡(luò)相比，5G 網(wǎng)絡(luò)雖然信號穩(wěn)定性增強(qiáng)，傳輸延遲時間不斷縮短，但是也需要通過基站建設(shè)才能夠滿足使用需求。然而由于5G 基站與4G 基站相比覆蓋范圍縮小，因此在單位范圍內(nèi)所需要建設(shè)的數(shù)量更多，這就會增加基站建設(shè)的成本，這也是5G 技術(shù)使用具有局限性的重要原因。另一方面，投資回報率不足。與前期花費(fèi)的成本相比，5G 初期的投資回報率很難滿足需要，例如在智慧城市、5G 醫(yī)療以及云課堂等場景應(yīng)用中，投資回報率便極低，加上電商行業(yè)對5G 技術(shù)的支持不足，以至于制約了5G 技術(shù)的發(fā)展，這也是影響智慧城市發(fā)展水平的重要因素。當(dāng)前5G 技術(shù)依舊有發(fā)展空間，需要后期工作人員不斷進(jìn)行優(yōu)化，這樣才能夠保障智慧城市發(fā)展效果?，F(xiàn)階段技術(shù)人員通常只在企業(yè)管理方面運(yùn)用技術(shù)，不僅沒有考慮是否能夠滿足用戶需要，而且在接入的過程中還經(jīng)常存在不良影響，這些都會制約智慧城市建設(shè)[2]。

4 智慧城市中5G 技術(shù)全景應(yīng)用路徑

4.1 智慧基建

為提升城市規(guī)劃的科學(xué)性以及智慧性，要求應(yīng)做好基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，為后續(xù)智慧城市發(fā)展創(chuàng)造良好條件。結(jié)合當(dāng)前來看，智慧基建內(nèi)容主要包括以下方面：①5G網(wǎng)絡(luò)體系規(guī)劃。當(dāng)前我國依舊是4G 網(wǎng)絡(luò)運(yùn)用為主體，5G 技術(shù)運(yùn)用普遍性不足，因此在后續(xù)應(yīng)盡快實(shí)現(xiàn)城市網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化，確保5G 網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍能夠滿足智慧城市發(fā)展需要。在具體工作中應(yīng)做好基站建設(shè)以及體系搭建，營造良好的智慧城市發(fā)展環(huán)境。②完善的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用設(shè)備。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是智慧城市發(fā)展中的重要內(nèi)容，為確保其能夠在城市建設(shè)中發(fā)揮預(yù)期作用，要求應(yīng)該在智慧基建施工中強(qiáng)化對聯(lián)網(wǎng)設(shè)備以及技術(shù)設(shè)施的關(guān)注。例如要做好接口以及傳感器裝置布置，將城市內(nèi)部的裝置設(shè)備有效接入5G 網(wǎng)絡(luò)中，實(shí)現(xiàn)信息收集與集中管理。③大數(shù)據(jù)以及云計算信息化平臺建設(shè)。信息化平臺作為智慧城市管控的核心，其主要目的是對數(shù)據(jù)信息完成分類存儲和計算，確保信息能夠及時地被運(yùn)用，幫助工作人員深度挖掘信息潛在價值，為智慧城市穩(wěn)定建設(shè)提供信息支持。因此在智慧基建中也要圍繞信息技術(shù)開展平臺建設(shè)，強(qiáng)化城市智慧水平。

4.2 智慧交通

交通是城市建設(shè)與發(fā)展的基礎(chǔ)條件。交通行業(yè)的發(fā)展水平不僅影響著城市行業(yè)的發(fā)展效率，而且還會對人們的日常生活以及工作帶來至關(guān)重要的作用。當(dāng)前隨著人們生活質(zhì)量提高，私家車使用數(shù)量不斷增多，以至于交通運(yùn)行壓力增加，經(jīng)常會出現(xiàn)交通堵塞等情況。為此城市交通管理部門會借助監(jiān)控系統(tǒng)找出違規(guī)車輛，確保通行安全。然而監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用需要借助高效的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)才能發(fā)揮作用，否則會由于網(wǎng)絡(luò)延遲等因素難以及時、有效地進(jìn)行車流量分析。而在5G技術(shù)應(yīng)用下，交通管理水平將提升，不僅能夠通過5G技術(shù)實(shí)現(xiàn)高效管控，而且還能夠?qū)煌ü?jié)點(diǎn)進(jìn)行隨機(jī)抓拍，然后配合云計算等形式及時捕捉車流信息以及人流信息，并反饋給智能管控平臺實(shí)現(xiàn)交通線路管控。除此之外，在紅綠燈設(shè)計方面也可以通過5G 技術(shù)的運(yùn)用實(shí)現(xiàn)智能導(dǎo)航[3]。在未來隨著無人駕駛技術(shù)的不斷發(fā)展，5G 技術(shù)也將發(fā)揮自身作用，強(qiáng)化智慧交通建設(shè)質(zhì)量，為人們的日常出行保駕護(hù)航，圖2 為5G 技術(shù)運(yùn)用下車流信息識別系統(tǒng)。

圖2 5G 技術(shù)運(yùn)用下車流信息識別系統(tǒng)

4.3 智慧醫(yī)療

對于城市而言，醫(yī)療發(fā)展是民眾最為關(guān)心的熱點(diǎn)話題。由于城市醫(yī)院數(shù)量有限，因此居民經(jīng)常會出現(xiàn)看病難的問題，加上部分居民經(jīng)濟(jì)水平受限，在就診等方面會出現(xiàn)多重困擾，尤其是對于大醫(yī)院來講，經(jīng)常會產(chǎn)生人滿為患等情況，這不僅會影響城市建設(shè)，而且還會制約醫(yī)療發(fā)展，影響社會穩(wěn)定。因此在5G 技術(shù)應(yīng)用下形成智慧醫(yī)療體系。一方面要通過5G 技術(shù)以及其他技術(shù)的運(yùn)用實(shí)現(xiàn)患者身體狀況實(shí)時監(jiān)控，借助技術(shù)形式及時獲取患者病情發(fā)展?fàn)顩r，為及時治療提供有力保障。另一方面，還要借助5G 技術(shù)建設(shè)臨床決策系統(tǒng)，為治療方案制定提供基礎(chǔ)信息，確保醫(yī)生能夠在有限的時間內(nèi)精準(zhǔn)判別患者病情，并制定有效的醫(yī)療方案。除此之外，在5G 技術(shù)應(yīng)用下還可設(shè)立家庭健康系統(tǒng)。此系統(tǒng)是指在5G 技術(shù)運(yùn)用的過程中促進(jìn)醫(yī)院和家庭數(shù)據(jù)信息有效交互，進(jìn)而幫助醫(yī)生掌握病患身體健康指標(biāo)，使患者能夠在不到醫(yī)院的同時借助便捷有效的咨詢渠道完成問診咨詢，圖3 為智慧醫(yī)療下遠(yuǎn)程問診咨詢場景。

圖3 智慧醫(yī)療下遠(yuǎn)程問診咨詢場景

4.4 智能電網(wǎng)

智能電網(wǎng)是智慧城市建設(shè)中的重要結(jié)構(gòu)，其是指基于5G 技術(shù)完成城市電力管理智慧化改革。一方面，在智能電網(wǎng)運(yùn)用下，所有城市電力信息都會被智能收集和分析，系統(tǒng)會在分析之后自動將結(jié)果上傳至供電企業(yè)，方便企業(yè)后續(xù)調(diào)整方案，最大程度規(guī)避電力供應(yīng)問題的產(chǎn)生，減少資源消耗。另一方面，在智能電網(wǎng)運(yùn)用下，管理人員可通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)的使用，提前預(yù)測線路運(yùn)行狀況并完成智能監(jiān)管，最大程度保障電網(wǎng)運(yùn)行的安全穩(wěn)定，有效減少由于電力故障而產(chǎn)生的資源損失，確保企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。在智能電網(wǎng)應(yīng)用下，用戶也可以通過手機(jī)終端及時了解電力信息，科學(xué)規(guī)劃用電，保障用電成本。由此可見，在5G 技術(shù)使用下，智能電網(wǎng)的建設(shè)可推動電力企業(yè)信息化改革，在降低資源耗費(fèi)的同時，增強(qiáng)電力管控的科學(xué)性[4]。圖4 為5G 技術(shù)運(yùn)用下的智能電網(wǎng)運(yùn)用場景。

圖4 5G 技術(shù)運(yùn)用下的智能電網(wǎng)運(yùn)用場景

4.5 智慧家居

為滿足居民生活所需，強(qiáng)化家居智能管理，家居行業(yè)也要強(qiáng)化對5G 技術(shù)的運(yùn)用。例如，可以在5G 技術(shù)的使用下，配合傳感器等裝置智能感知環(huán)境溫度，并完成設(shè)備智能調(diào)節(jié)。又如，自動打開加濕器，自動開合窗簾等，這些都可以強(qiáng)化居住品質(zhì)。在后續(xù)要求企業(yè)要加大對5G 技術(shù)的關(guān)注，既應(yīng)借助技術(shù)增強(qiáng)家居產(chǎn)品智能程度，滿足用戶需求，又要運(yùn)用5G 技術(shù)連接，幫助用戶及時掌握室內(nèi)家居運(yùn)行狀況，減少資源浪費(fèi)，保障生活水平。圖5 為5G 技術(shù)下的智慧家居模式?？偠灾?G技術(shù)的運(yùn)用有效強(qiáng)化了城市發(fā)展的智能化水平，在技術(shù)使用下人們生活更加便捷，可借助終端設(shè)備完成信息自動獲取與分析，在減少資源浪費(fèi)的同時，提升生活質(zhì)量。為此后續(xù)要基于5G 技術(shù)推動智慧城市建設(shè)，以此提升城市智能化水平，為實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)奠定基礎(chǔ)[5]。

圖5 5G 技術(shù)下的智慧家居模式

5 結(jié)語

綜上所述，智慧城市是人類社會發(fā)展的必然路徑，在5G 技術(shù)應(yīng)用下，智慧城市建設(shè)水平有效提升，不僅使人們的工作和生活更加便捷，而且還可以有效解決城市發(fā)展問題，強(qiáng)化城市建設(shè)效率。為此在后續(xù)工作中，應(yīng)加大對5G 技術(shù)全景運(yùn)用的關(guān)注，不斷拓展技術(shù)使用場景，進(jìn)而為促進(jìn)智慧城市發(fā)展提供保障。