近日，工信部正式向中國電信、中國移動、中國聯(lián)通、中國廣電發(fā)放5G商用牌照。5G商用的帷幕拉開，一場前所未有的技術浪潮將隨之襲來。5G將不僅僅滿足于消費互聯(lián)網(wǎng)領域的提升，在更多行業(yè)應用領域即將打開新局面。盡管有關專家表示，5G的進程在航運等行業(yè)應用領域可能沒有消費領域發(fā)展迅速，但5G與傳統(tǒng)的航運結合并使行業(yè)產(chǎn)生巨大變革已成為業(yè)內(nèi)共識。
5G在航運領域將如何推進?哪些新型應用將最有可能在業(yè)內(nèi)率先實現(xiàn)?5G的大帶寬、低時延、高通量和綠色節(jié)能等特征如何影響航運未來的發(fā)展方向?為一窺5G時代萬物互聯(lián)下的航運藍圖，記者帶著這些問題采訪了相關專家和企業(yè)負責人。
【進程：通信能力升級推動智慧港口應用逐步落地】
為什么說未來5G在航運業(yè)有很大的用武之地?看過紀錄電影《厲害了我的國》的人，無不對碼頭堆場自動化程度贊嘆不已!但是很多人不知道的是，4G環(huán)境下的網(wǎng)絡時延和帶寬不足以支持港口作業(yè)的要求，我們在電影中看到的全自動化集裝箱碼頭之所以能夠24小時不間斷自動作業(yè)，依賴的是地下埋藏的幾萬根磁釘和直連終端的通信線纜。
目前大型港口通信大都以有線線纜為主，部分場景會使用工業(yè)WiFi。但線纜通信的缺點也很明顯，埋管鋪纜增加了港口建設成本，后期線纜的維護也并非易事，如果港口系統(tǒng)升級調(diào)整，就要清場挖溝占用場地，影響港口正常生產(chǎn)。而WiFi則存在易被干擾、切換容易掉線等問題，同樣長期困擾著產(chǎn)業(yè)各方。
在5G環(huán)境下，有線線纜通信及WiFi存在的問題即可迎刃而解。
高速率、大容量、低時延，5G的特性將移動通信的能力提高到一個前所未有的層次，未來越來越多的企業(yè)可能用超高清視頻+超高速網(wǎng)絡+人工智能去解決工業(yè)場景下無人化、自動化的訴求。一系列新一代信息技術的逐步成熟，也給航運業(yè)、港口業(yè)，乃至造船業(yè)提供了充分想像的空間，派生出很多的可能。
高速率意味著視頻類大數(shù)據(jù)量回傳的速度提高了，可輕易現(xiàn)實超高清視頻回傳、多角度視頻回傳。4G環(huán)境下，回傳視頻的解析度最高僅能達到1080P，如果未來向2K甚至4k的超高清方向發(fā)展，是4G完全無能為力的，而5G則可輕松實現(xiàn)。
更低時延適用于時延敏感類控制業(yè)務，如碼頭吊車遠程控制、集卡自動駕駛等，這些以前想都不敢想的業(yè)務，在5G條件下有了可行性。
自動化碼頭的大量裝備和物料、資產(chǎn)需要同時聯(lián)網(wǎng)，以前大容量的無線連接是個很難解決的問題。打個比方，舉辦大型演唱會或球賽的場館里，有成千上萬人聚集，你會看到有專用的應急通信車在現(xiàn)場補充通信容量，為啥呢?連接需求多了，傳統(tǒng)的通信網(wǎng)絡很難支撐如此巨大的通信負荷。未來港口向數(shù)字化、自動化、智能化方向演進，單個港區(qū)內(nèi)將會有幾萬乃至幾十萬個設備需要連接起來，傳統(tǒng)的2G、3G、4G及WiFi技術都解決不了如此密集的連接需求。
在5G幾大特性的加持下，更多應用場景就會應運而生。
國內(nèi)企業(yè)在5G智慧港口項目上的探索早已展開。今年年初，青島港自動化集裝箱碼頭成功完成了基于5G連接的自動岸橋吊車的控制操作，實現(xiàn)了通過無線網(wǎng)絡抓取和運輸集裝箱。據(jù)了解，本次試驗成功實現(xiàn)了毫秒級延時的工業(yè)控制信號和高于三十路高清攝像頭視頻數(shù)據(jù)在5G網(wǎng)絡的混合承載，支持實際生產(chǎn)中對自動岸橋吊車的無線控制和視頻回傳，性能表現(xiàn)穩(wěn)定，實地驗證了5G網(wǎng)絡在智慧港口場景中的應用及多項關鍵技術。
青島新前灣集裝箱公司常務副總經(jīng)理楊杰敏表示，該項應用目前還沒有實現(xiàn)24小時的全天運行，但驗證了在露天和大型設備無線電干擾的惡劣條件下5G應用的可行性，對于港口設備遠距離無線控制應用有很大示范意義。盡管5G應用剛剛起步，有關設備協(xié)議和標準還需要針對碼頭現(xiàn)狀進行調(diào)整，但楊杰敏十分看好5G技術在港口應用的前景，“5G技術應用于港口環(huán)境下，將為傳統(tǒng)碼頭向半自動化、自動化碼頭改造提供新的方案，青島港自動化集裝箱碼頭盡管在全球處于技術領先的地位，但也會不斷地升級優(yōu)化系統(tǒng)實現(xiàn)技術升級，5G技術在港口的應用還有很大的發(fā)展空間以及很長的一段路要走?！睏罱苊粽f道。
【前景：物聯(lián)網(wǎng)類應用比比皆是】
日前，E-PORTS平臺創(chuàng)始人兼CEO黃啟洲先生在國際船東研討會上提到，在5G的環(huán)境下“船”和“岸”聯(lián)結的重要性。這里涉及到一個概念——物聯(lián)網(wǎng)，它又被稱為“萬物相連的互聯(lián)網(wǎng)”，百度百科這樣解釋：物聯(lián)網(wǎng)是通過信息傳感設備，按約定的協(xié)議，將任何物體與網(wǎng)絡相連接，物體通過信息傳播媒介進行信息交換和通信，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)管等功能。以港口為例，帶寬更大、覆蓋面更廣的通信技術帶動港口大規(guī)模網(wǎng)絡智能終端，集裝箱由機器自動搬運并完成裝車操作，港口智能管理系統(tǒng)控制碼頭橋吊、軌道吊等大型設備的運行和堆場調(diào)配;港口指揮中心控制著貨運集卡和海河貨船行駛路線，這些設備的終端全部連接到網(wǎng)絡上并實現(xiàn)信息交換。“船”和“岸”聯(lián)結更多地體現(xiàn)在“人—物”連接和“物—物”連接。未來哪些5G應用將最先應用于港口和船舶?一位參與智慧港口建設的專家為記者描述了以下場景：
一艘來港船舶上有多少標箱、每箱有多少貨物、船舶靠泊的位置、船公司與碼頭的交互配合作業(yè)等信息的傳輸，目前還是以傳統(tǒng)方式進行。但在超低時延和用戶體驗速率穩(wěn)定的5G網(wǎng)絡環(huán)境中，各種以“人—物”連接為中心的遠程控制類應用將會脫穎而出。5G遠程控制類應用與水運船舶、碼頭深度融合，能夠整體提升我國水運產(chǎn)業(yè)服務質(zhì)量和價值，會產(chǎn)生很多“殺手級”應用，如超視距聯(lián)網(wǎng)無人機、AI視頻監(jiān)控、自動裝卸和無人導航等。
利用聯(lián)網(wǎng)無人機對港口水道航線、基礎設施、電力線路和環(huán)境等進行超視距密集巡檢和安防是港口無人機應用的趨勢之一。飛翔于各大港口與碼頭的傳統(tǒng)無人機必須通過遙控器對其進行操控，受遙控器無線射頻信號覆蓋所限，無人機飛行距離較短，不能滿足超視距和大范圍的飛行。通過5G網(wǎng)絡，技術人員能夠在超視距范圍內(nèi)長時間、長距離地控制無人機飛行軌跡和路線，其搭載的高清攝像頭能通過網(wǎng)絡回傳超高清視頻，這將是未來“無人港口”的無人機發(fā)展的趨勢。試想一下 ，未來港口的工作人員坐在電腦前 ，輕點鼠標就能遠距離操作無人機完成預定任務。但超視距聯(lián)網(wǎng)無人機對網(wǎng)絡帶寬要求很高，對移動性和時延也有一定要求 ，5G技術能為無人機大規(guī)模應用提供4G所不具備的能力。
我國內(nèi)河近海航道情況復雜，人為因素導致的船舶的碰撞乃至造成沉沒事故時有發(fā)生。因此，高級自動駕駛就成為貨輪遠程安全駕駛最行之有效的方式。通過利用超聲波傳感器、聲納探測儀、圖像傳感器、激光雷達和毫米波雷達等多種探測手段，使船舶具備全方位的自主感知能力，保障船舶行駛安全。自動駕駛傳感器的實時數(shù)據(jù)需要安全、可靠的連接和傳輸，5G技術的實現(xiàn)就能夠很好地為貨輪遠程駕駛保駕護航!
在港口碼頭上，視頻監(jiān)控在安防和巡檢等領域是一項普遍應用。但是傳統(tǒng)視頻監(jiān)控還是基于有線技術和人工監(jiān)控的方式，架設線路的固定不變，海量攝像數(shù)據(jù)也讓檢索工作費時費力。今后，視頻監(jiān)控會逐步向無線化、智能化和高清化轉變，5G網(wǎng)絡的監(jiān)控攝像頭具備拍攝4k以上分辨率視頻的能力，要具備在海量數(shù)據(jù)環(huán)境下自我學習和判斷動態(tài)內(nèi)容的能力，就需要將大量有價值的監(jiān)控內(nèi)容傳輸至邊緣計算服務器。有效提高傳輸效率，節(jié)省傳輸資源，5G的應用能將這一切變?yōu)楝F(xiàn)實。
該專家還表示，5G物聯(lián)網(wǎng)之間通信連接數(shù)量將遠遠超過“人—人”之間通信 ，將是5G網(wǎng)絡重點影響和服務的領域。未來各種以“物”為中心的物聯(lián)網(wǎng)類應用比比皆是。
【距離：大規(guī)模商業(yè)化應用尚待時日】
從2G到3G、從3G到4G，很多人們以前未曾想過的應用在通信技術發(fā)展的基礎上成為現(xiàn)實。回頭來看，通信技術的進步改變的不僅僅是人們的生產(chǎn)生活方式，還極大地加速了行業(yè)應用的發(fā)展進程，甚至改變了行業(yè)的生產(chǎn)方式、業(yè)務增長模式。
在消費領域，每一次通信技術的進步總是能迅速帶動手機的更新?lián)Q代。5G應用前景如此美好，航運業(yè)是不是很快也能大規(guī)模普及應用了呢?華為公司一位負責5G領域的專家提醒，不要過分神話5G，新的通信技術應用于港口類工業(yè)場景并非一蹴而就，而是有一個逐步探索再到完善的過程。以4G為例，當前階段的4G技術與七八年前4G剛面世時相比，不管速率還是時延方面，能力都提升了很多。現(xiàn)在5G剛剛起步，5G從標準到產(chǎn)品解決方案層面的完善都需要時間，5G真正賦能行業(yè)應用場景，乃至新商業(yè)模式的探索，毫無疑問還有很長的一段距離。
華為專家解釋道，消費互聯(lián)網(wǎng)領域的應用發(fā)展得快，是因為有全球統(tǒng)一的標準，就像我們經(jīng)常聽到的一個詞——“全網(wǎng)通”，所以國內(nèi)生產(chǎn)的手機賣到國外同樣可以使用，互聯(lián)網(wǎng)也是標準化的IP應用，大家都有”統(tǒng)一的語言”。而行業(yè)應用的難點一是從技術角度需要滿足各類應用對網(wǎng)絡的苛刻需求，如帶寬、時延等，更大的困難在于設備背后的系統(tǒng)對接，比如，某條外籍船舶駛入中國近海，港口拖輪前去接應，靠港的船舶能否正確接受指令，視頻系統(tǒng)能否友好對接，要求港口和船舶等多樣化系統(tǒng)之間有統(tǒng)一標準實現(xiàn)正確的系統(tǒng)對接。與消費領域的應用相比，行業(yè)場景下的系統(tǒng)對接要復雜得多，不同國家、不同供應商生產(chǎn)的系統(tǒng)設備有各自的數(shù)據(jù)格式和協(xié)議標準，而5G只是一種通信手段，不同設備、不同系統(tǒng)的對接并不簡單。
行業(yè)應用離不開終端這個重要環(huán)節(jié)， 4G經(jīng)過多年發(fā)展，技術成熟，網(wǎng)絡覆蓋完善，港口和舶船的大多數(shù)設備的通信模塊還是基于4G，而5G通信模組還處于商用前的開發(fā)階段，嵌入到行業(yè)終端中還需要時間。
業(yè)界專家普遍認為，一旦5G通信技術全面應用，就會催生一批“無人工廠”、“無人船舶”和“無人港口”。航運企業(yè)要抓住5G時代的重大機遇，轉變思路，借助包括5G、超高清視頻、人工智能、云計算、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術，實現(xiàn)航運業(yè)的轉型升級，向數(shù)字化、智能化的新型現(xiàn)代化航運企業(yè)邁進。
