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摘 要：上海市天然氣主干網5G工業無人機巡線是5G垂直行業的新型應用項目，這種新型業務對網絡能力提出了更高要求，體現在超低時延、超高速率及超遠覆蓋。利用5G中低空覆蓋技術、高速移動技術、基站切換技術、邊緣計算協同技術，最終高質量滿足了巡檢業務需求，大大減少人工成本，極大提升了工作效率和問題發現效率。為5G市場的發展提供了解決方案，提升了市場競爭力。
關鍵詞：5G；無人機；邊緣計算
doi：10.12045/j.issn.1007-3043.2020.01.003
概述
2018年，上海聯通與上海天然氣管網公司簽署天然氣主干網 5G 無人機巡線戰略合作協議。為推動合作項目盡快上線，上海聯通與中國聯通研究院組建聯合項目組，選定在崇明島開展試驗。在網絡方面，建成天然氣主干網沿線 5G 無人機專網，覆蓋長度超過100 km。在終端方面，按照飛行高度 400 m 和飛行速度 120 km/h 的設計方案，完成機載任務計算機和 5G CPE的集成，掛載4K超高清光電吊艙，支持4K超高清視頻流的實時編碼及傳輸。在實時操控方面，為滿足5G 無人機實時操控和 4K 超高清視頻實時回傳的需求，網絡側部署邊緣云 MEC，與云端無人機業務平臺有效協同，端到端時延低于20 ms。
1.1 無人機巡檢優勢
工業管線巡檢是指對供電線路、輸油管道、燃氣管道等進行定期檢查。早期，工業管線的巡檢以人力巡檢方式為主。由于此類設施大多處于環境惡劣的區域，傳統的人工巡檢方案受環境及天氣等影響，工作量大、工作效率較低、成本較高，且存在一定的人身安全風險。為了彌補人力巡檢的局限性，無人機巡檢應運而生。
1.2 首個商用5G無人機項目
中國信通院發布《5G無人機應用白皮書》，從無人機應用場景和通信需求、4G 網絡能力、5G 網絡能力、網聯無人機終端通信能力、5G 應用案例、無人機安全飛行、標準進展等方面闡述了 5G 無人機應用的情況，標志著5G無人機技術已完成實驗環境測試。
上海聯通與天然氣管網公司簽訂《5G無人機戰略協議》，天然氣主干網 5G 工業無人機巡線于 2019 年 3月31日首飛成功，成為全球首個商用5G無人機業務，獲得客戶高度認可。無人機巡檢范圍包括83 km管道中心兩側 200 m 內的房屋、建筑、水庫等的占壓，通過5G傳送所拍攝影像資料，進行實時對比分析判斷控制保護區變化情況。
本項目的三大亮點在于：主要實現識別控制保護區范圍，并針對此范圍開展巡查工作；項目主要實現三大功能，一是自動巡檢，使用無人機巡線方案后，顯著提升效率、降低成本。從原本的人工作業需要12 h，縮短至2 h，效率提升6倍；并保障了作業人員人身安全。二是智能分析，實時傳送所拍攝的 4K 高清影像資料，通過智能識別技術，對無人機前后 2 次拍攝影像資料進行對比分析，判斷控制保護區變化情況；三是實用價值，工業無人機采用航空柴油供能，具備飛行時間長、距離遠的特點，通過5G網絡完成80 km超長距離飛行控制，行業實用價值遠高于小型電池驅動無人機。
