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摘 要：上海市天然氣主干網(wǎng)5G工業(yè)無人機(jī)巡線是5G垂直行業(yè)的新型應(yīng)用項目，這種新型業(yè)務(wù)對網(wǎng)絡(luò)能力提出了更高要求，體現(xiàn)在超低時延、超高速率及超遠(yuǎn)覆蓋。利用5G中低空覆蓋技術(shù)、高速移動技術(shù)、基站切換技術(shù)、邊緣計算協(xié)同技術(shù)，最終高質(zhì)量滿足了巡檢業(yè)務(wù)需求，大大減少人工成本，極大提升了工作效率和問題發(fā)現(xiàn)效率。為5G市場的發(fā)展提供了解決方案，提升了市場競爭力。
關(guān)鍵詞：5G；無人機(jī)；邊緣計算
doi：10.12045/j.issn.1007-3043.2020.01.003
概述
2018年，上海聯(lián)通與上海天然氣管網(wǎng)公司簽署天然氣主干網(wǎng) 5G 無人機(jī)巡線戰(zhàn)略合作協(xié)議。為推動合作項目盡快上線，上海聯(lián)通與中國聯(lián)通研究院組建聯(lián)合項目組，選定在崇明島開展試驗。在網(wǎng)絡(luò)方面，建成天然氣主干網(wǎng)沿線 5G 無人機(jī)專網(wǎng)，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(shè)計方案，完成機(jī)載任務(wù)計算機(jī)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(jī)實時操控和 4K 超高清視頻實時回傳的需求，網(wǎng)絡(luò)側(cè)部署邊緣云 MEC，與云端無人機(jī)業(yè)務(wù)平臺有效協(xié)同，端到端時延低于20 ms。
1.1 無人機(jī)巡檢優(yōu)勢
工業(yè)管線巡檢是指對供電線路、輸油管道、燃?xì)夤艿赖冗M(jìn)行定期檢查。早期，工業(yè)管線的巡檢以人力巡檢方式為主。由于此類設(shè)施大多處于環(huán)境惡劣的區(qū)域，傳統(tǒng)的人工巡檢方案受環(huán)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(fēng)險。為了彌補人力巡檢的局限性，無人機(jī)巡檢應(yīng)運而生。
1.2 首個商用5G無人機(jī)項目
中國信通院發(fā)布《5G無人機(jī)應(yīng)用白皮書》，從無人機(jī)應(yīng)用場景和通信需求、4G 網(wǎng)絡(luò)能力、5G 網(wǎng)絡(luò)能力、網(wǎng)聯(lián)無人機(jī)終端通信能力、5G 應(yīng)用案例、無人機(jī)安全飛行、標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展等方面闡述了 5G 無人機(jī)應(yīng)用的情況，標(biāo)志著5G無人機(jī)技術(shù)已完成實驗環(huán)境測試。
上海聯(lián)通與天然氣管網(wǎng)公司簽訂《5G無人機(jī)戰(zhàn)略協(xié)議》，天然氣主干網(wǎng) 5G 工業(yè)無人機(jī)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(jī)業(yè)務(wù)，獲得客戶高度認(rèn)可。無人機(jī)巡檢范圍包括83 km管道中心兩側(cè) 200 m 內(nèi)的房屋、建筑、水庫等的占壓，通過5G傳送所拍攝影像資料，進(jìn)行實時對比分析判斷控制保護(hù)區(qū)變化情況。
本項目的三大亮點在于：主要實現(xiàn)識別控制保護(hù)區(qū)范圍，并針對此范圍開展巡查工作；項目主要實現(xiàn)三大功能，一是自動巡檢，使用無人機(jī)巡線方案后，顯著提升效率、降低成本。從原本的人工作業(yè)需要12 h，縮短至2 h，效率提升6倍；并保障了作業(yè)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(shù)，對無人機(jī)前后 2 次拍攝影像資料進(jìn)行對比分析，判斷控制保護(hù)區(qū)變化情況；三是實用價值，工業(yè)無人機(jī)采用航空柴油供能，具備飛行時間長、距離遠(yuǎn)的特點，通過5G網(wǎng)絡(luò)完成80 km超長距離飛行控制，行業(yè)實用價值遠(yuǎn)高于小型電池驅(qū)動無人機(jī)。
