第6章 5G局域?qū)＞W(wǎng)場景及解決方案

第6章

5G局域?qū)＞W(wǎng)場景及解決方案

客戶或者合作伙伴的標(biāo)志放在右上角.配色參考方案：建議同一頁面內(nèi)不超過四種顏色，以下是13組配色方案，同一頁面內(nèi)只選擇一組使用。（僅供參考）5G局域?qū)＞W(wǎng)是指在一些行業(yè)、部門或單位內(nèi)部，為滿足其進(jìn)行組織管理、安全生產(chǎn)、調(diào)度指揮等需要所建設(shè)的通信網(wǎng)絡(luò)。專網(wǎng)通信是指為政府與公共安全、公用事業(yè)和工商業(yè)等提供的應(yīng)急通信、指揮調(diào)度、日常工作通信等服務(wù)。本章我們重點(diǎn)討論鋼鐵、港口、煤礦、3C制造這4個(gè)行業(yè)的5G專網(wǎng)解決方案。了解5G基礎(chǔ)業(yè)務(wù)能力掌握5G基礎(chǔ)應(yīng)用了解5G的網(wǎng)絡(luò)能力6.15G+鋼鐵行業(yè)應(yīng)用與解決方案

隨著5G網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展，5G使能千行百業(yè)是網(wǎng)絡(luò)的新的發(fā)展趨勢。鋼鐵行業(yè)作為影響經(jīng)濟(jì)民生的重要行業(yè)，是5G使能行業(yè)的重要突破口，下面從鋼鐵行業(yè)洞察，5G應(yīng)用場景及網(wǎng)絡(luò)分析，場景化解決方案，應(yīng)用案例等方面介紹5G如何使能鋼鐵行業(yè)。6.1.1鋼鐵行業(yè)洞察鋼鐵行業(yè)簡介

鋼鐵行業(yè)主要是指生產(chǎn)銷售鋼鐵產(chǎn)品的行業(yè)。鋼鐵是鐵與C（碳）、Si（硅）、Mn（錳）、P（磷）、S（硫）以及少量的其他元素所組成的合金。其中除Fe（鐵）外，C的含量對鋼鐵的機(jī)械性能起著主要作用，故統(tǒng)稱為鐵碳合金。鋼鐵是工程技術(shù)中最重要、也是最主要的，用量最大的金屬材料。6.1.1鋼鐵行業(yè)洞察圖6-1鋼鐵產(chǎn)業(yè)鏈分布

如圖6-1，圖中顯示了鋼鐵行業(yè)上中下游生態(tài)情況。產(chǎn)業(yè)鏈上游主要涉及各種原材料生產(chǎn)和供應(yīng)，產(chǎn)業(yè)鏈中游涉及鋼鐵冶煉及鋼鐵產(chǎn)品生產(chǎn)，產(chǎn)業(yè)鏈下游涉及使用鋼鐵的各種行業(yè)等。6.1.1鋼鐵行業(yè)洞察上游部分主要包括兩種生產(chǎn)類型，即長流程和短流程。長流程主要是以鐵礦石為鐵素源，經(jīng)過還原熔煉、氧化精煉及二次精煉，再把鋼水凝固成連鑄坯(有時(shí)成鋼錠)后軋制成鋼材的生產(chǎn)過程。短流程主要以各種廢鋼作為主要鐵素源進(jìn)行煉鋼，廢鋼熔化成為鋼水，再經(jīng)過凝固和軋制加工成鋼材的生產(chǎn)過程。圖6-2中國鐵礦砂及其精礦進(jìn)口量統(tǒng)計(jì)6.1.1鋼鐵行業(yè)洞察中游部分中游主要涉及鋼鐵冶煉，鋼鐵產(chǎn)品生產(chǎn)等。其中，鋼鐵長流程生產(chǎn)主要流程如圖6-3。鋼鐵行業(yè)的產(chǎn)品按照鋼材的成材形態(tài)分為不同種類，包括型材，板材，管材，金屬制品等。同時(shí)鋼材產(chǎn)品也可根據(jù)其他方式進(jìn)行分類，比如，按厚度分類：分成薄板，中板，厚板，特厚板。按生產(chǎn)方法分類：分成熱軋鋼板，冷軋鋼板。還可以按照用途，表面特征等進(jìn)行分類，在不同場景可能使用不同種類的鋼材。圖6-3

鋼鐵流程圖6.1.1鋼鐵行業(yè)洞察下游部分鋼鐵產(chǎn)業(yè)作為我國工業(yè)經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，其可持續(xù)發(fā)展，與鋼鐵下游部分房地產(chǎn)、機(jī)械制造、家電汽車工業(yè)、造船、基建等行業(yè)的發(fā)展不可分割。房地產(chǎn)、基建和工業(yè)制造三大產(chǎn)業(yè)基本上消化掉鋼材總量的90%左右，其中房地產(chǎn)行業(yè)鋼鐵的需求量最大，大概占鋼鐵總消耗量的40%，鋼價(jià)的漲跌，很大程度上直接由房地產(chǎn)行業(yè)的興衰決定。然而隨著經(jīng)濟(jì)增速的繼續(xù)下滑，以上三大產(chǎn)業(yè)難以維持中高增速增長，未來鋼鐵消耗量必然會(huì)進(jìn)一步的下滑。下游產(chǎn)業(yè)對鋼材需求的降低，直接導(dǎo)致鋼鐵市場庫存增加、價(jià)格降低，進(jìn)而影響到鋼鐵企業(yè)的效益實(shí)現(xiàn)，所以鋼鐵企業(yè)需要調(diào)整整體鋼鐵產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，維持自己的競爭力。6.1.1鋼鐵行業(yè)洞察鋼鐵行業(yè)趨勢中國鋼鐵行業(yè)發(fā)展的五個(gè)階段：1977年前，起步階段，主要追求鋼鐵產(chǎn)量提升，大煉鋼鐵；1978—2000年，緩慢發(fā)展階段，改革開放政策為鋼鐵產(chǎn)業(yè)利用技術(shù)和外資提供保障，1996年，鋼鐵產(chǎn)量突破1億噸；2001—2010年，快速擴(kuò)張階段，中國加入WTO后，經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，鋼鐵出現(xiàn)爆發(fā)式增長；2011—2015年，增速放緩階段，因?yàn)槌杀旧仙?，?jīng)濟(jì)危機(jī)，政策調(diào)控等外部因素，鋼鐵產(chǎn)量增長放緩；2016年至今，供給側(cè)改革階段，十三五規(guī)劃引導(dǎo)去產(chǎn)能、調(diào)結(jié)構(gòu)、綠色制造、智能制造。2020年全球粗鋼產(chǎn)量達(dá)到18.64億噸，同比下降0.9％。其中，中國的粗鋼產(chǎn)量為10.53億噸，同比增長5.2％，中國占全球粗鋼產(chǎn)量的份額從2019年的53.3％上升至2020年的56.5％，是世界鋼鐵第一大國，并逐步邁進(jìn)鋼鐵強(qiáng)國。6.1.1鋼鐵行業(yè)洞察鋼鐵行業(yè)趨勢中國是鋼鐵大國，但距離鋼鐵強(qiáng)國還有很長一段距離，主要差距體現(xiàn)在以下方面：一是發(fā)展不均衡：目前我國鋼鐵工業(yè)機(jī)械化、電氣化、自動(dòng)化、信息化并存，不同企業(yè)發(fā)展差異大二是行業(yè)基礎(chǔ)薄弱：智能制造整體處于起步階段，智能制造的標(biāo)準(zhǔn)、軟件、信息安全基礎(chǔ)薄弱，缺少行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，共性關(guān)鍵技術(shù)亟待突破。關(guān)鍵軟件、底層操作系統(tǒng)、開發(fā)工具等技術(shù)領(lǐng)域基本被國外壟斷，缺少核心專利。三是投資回報(bào)率難以量化，智能化尚未成為主要生產(chǎn)模式：伴隨著人工成本的不斷加大，企業(yè)員工對作業(yè)環(huán)境和勞動(dòng)舒適感尊崇感訴求的不斷提升，遠(yuǎn)程化自動(dòng)化生產(chǎn)的需求和趨勢愈加明顯和迫切。四是核心知識(shí)產(chǎn)權(quán)掌控不足，原始創(chuàng)新應(yīng)用比例不高：在研發(fā)方面尚未形成以產(chǎn)學(xué)研深度融合的技術(shù)創(chuàng)新體系，原始創(chuàng)新研發(fā)積極性不高，政策扶持力度有待加強(qiáng)。在國家大力推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)的大背景下，鋼鐵工業(yè)已經(jīng)進(jìn)入減量、控量的發(fā)展階段，綠色發(fā)展成為鋼鐵未來發(fā)展的主要方向，也是行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的關(guān)鍵所在。后期的鋼鐵行業(yè)會(huì)從產(chǎn)量向優(yōu)質(zhì)，高效，智能的方向不斷摸索、前進(jìn)，這也會(huì)是鋼鐵行業(yè)的長期發(fā)展趨勢。6.1.1鋼鐵行業(yè)洞察鋼鐵行業(yè)痛點(diǎn)鋼鐵生產(chǎn)端到端涉及不同的場景，利用有限的生產(chǎn)要素來更高效、更低成本、更安全、更環(huán)保的生產(chǎn)更優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品。鋼鐵生產(chǎn)具備以下特征：涉及大量工作人員；設(shè)備集中、龐大，技術(shù)含量高；生產(chǎn)流程長，涉及多種多樣的生產(chǎn)工藝；原料、輔料、半成品貨物吞吐量大；高能耗、高污染、高危險(xiǎn)，工作環(huán)境惡劣等。鋼鐵行業(yè)工作環(huán)境艱苦，存在高溫、粉塵、噪聲等惡劣條件，嚴(yán)重?fù)p害員工身體健康；生產(chǎn)環(huán)境高溫且連續(xù)作業(yè)，易引發(fā)安全和生產(chǎn)事故；天車司機(jī)上下車時(shí)間長，橋式起重機(jī)操作員崗位分散，管理效率低。面向鋼鐵行業(yè)的快速發(fā)展，智能化改造的大背景下，希望能夠通過一定的技術(shù)解決企業(yè)的需求，解決或減少鋼鐵行業(yè)中碰到的問題。6.1.2

5G應(yīng)用場景及網(wǎng)絡(luò)需求分析

5G助力智慧鋼鐵場景，大體分為三類，遠(yuǎn)程控制類，視頻監(jiān)控類，機(jī)器視覺類。其中，遠(yuǎn)程控制主要包括天車（橋式起重機(jī)）遠(yuǎn)程控制，無人天車遠(yuǎn)程自動(dòng)控制，機(jī)械臂遠(yuǎn)程控制；視頻監(jiān)控類主要提供視頻監(jiān)控回傳，強(qiáng)調(diào)業(yè)務(wù)狀態(tài)監(jiān)控；機(jī)器視覺包括鋼表檢測和自動(dòng)轉(zhuǎn)鋼，更多強(qiáng)調(diào)通過高清視頻實(shí)現(xiàn)的AI識(shí)別。6.1.2

5G應(yīng)用場景及網(wǎng)絡(luò)需求分析遠(yuǎn)程天車天車是多個(gè)生產(chǎn)作業(yè)場景的核心生產(chǎn)設(shè)備，涉及生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)當(dāng)前天車痛點(diǎn)包括：高溫、粉塵、噪聲工作環(huán)境損害員工健康。特殊崗位，艱苦環(huán)境，連續(xù)作業(yè)，疲勞駕駛，易發(fā)人為操作錯(cuò)誤，導(dǎo)致安全和生產(chǎn)事故?，F(xiàn)場高空登車環(huán)境狹窄存在安全隱患、下車需要較長時(shí)間，影響工作效率。天車工崗位分散，組織管理效率低。一臺(tái)天車需要多個(gè)專人負(fù)責(zé)，人力資源形成較大浪費(fèi)。傳統(tǒng)光纖連接方式部署難、成本高，Wi-Fi/微波方式抗干擾差、不穩(wěn)定，無法滿足改造要求。圖6-4鋼鐵生產(chǎn)中天車涉及的環(huán)節(jié)6.1.2

5G應(yīng)用場景及網(wǎng)絡(luò)需求分析遠(yuǎn)程天車天車遠(yuǎn)程視頻操控系統(tǒng)如圖6-5所示，圖中示意了通過5G網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)天車遠(yuǎn)程控制。左側(cè)是天車接入設(shè)備，主要通過高清攝像頭實(shí)現(xiàn)視頻實(shí)時(shí)回傳，通過5G網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，天車操控系統(tǒng)和天車之間存在視頻流和可編程邏輯控制器（ProgrammableLogicController，PLC）控制流兩種流量。天車控制室和天車通過雙端無線的方式實(shí)現(xiàn)設(shè)備的接入，實(shí)現(xiàn)司機(jī)在中控室對天車進(jìn)行控制。圖6-5天車遠(yuǎn)程視頻操控系統(tǒng)示意圖6.1.2

5G應(yīng)用場景及網(wǎng)絡(luò)需求分析遠(yuǎn)程天車通過5G智能化改造后，具有以下優(yōu)勢：生產(chǎn)工作環(huán)境極大改善，讓工人體面的工作，提升歸屬感和社會(huì)地位，減少員工流失。提高天車運(yùn)行效率、降低故障率、降低能源消耗，又可減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提升安全性。有線連接到無線隨時(shí)接入，部署效率極大提升、監(jiān)控盲區(qū)補(bǔ)點(diǎn)高效快捷。緩解人為不規(guī)范操作對設(shè)備沖擊造成的磨損，提高設(shè)備使用壽命，降低檢修強(qiáng)度和成本。采用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，天車可以自行判斷最經(jīng)濟(jì)的吊運(yùn)方式和最優(yōu)路徑。圖6-6天車實(shí)景圖6.1.2

5G應(yīng)用場景及網(wǎng)絡(luò)需求分析無人天車無人橋式起重機(jī)的控制過程，包括橋吊現(xiàn)場控制（現(xiàn)場層）、吊橋與地面控制中心控制（控制層）以及地面控制中心與WMS系統(tǒng)控制（操作層）三層：現(xiàn)場層：通過現(xiàn)場部署一些攝像頭、激光、雷達(dá)掃描儀探測現(xiàn)場數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)環(huán)境建模、防撞等本地閉環(huán)功能。控制層：行車PLC將輸入輸出數(shù)據(jù)周期性傳遞給控制系統(tǒng)，包括大車、小車、卷盤、吊具等狀態(tài)及精準(zhǔn)位置、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)等信息控制系統(tǒng)基于從WMS系統(tǒng)獲取的吊裝任務(wù)目標(biāo)，計(jì)算后規(guī)劃并向行車下發(fā)控制指令。操作層：WMS系統(tǒng)基于業(yè)務(wù)系統(tǒng)作業(yè)任務(wù)，向地面控制中心下發(fā)作業(yè)任務(wù)。圖6-7無人全自動(dòng)控制橋式起重機(jī)架構(gòu)圖6.1.2

5G應(yīng)用場景及網(wǎng)絡(luò)需求分析無人天車無人天車系統(tǒng)構(gòu)成：采集器（含3D掃描儀、激光測距儀、編解碼器、攝像頭）、5G網(wǎng)絡(luò)、PLC控制器；采集器：通過掃描儀采集水平方向與垂直方向信息，測距儀采集距離信息，獲取周邊物料、坑料、車輛、車斗高度及裝卸位置信息和畫面5G網(wǎng)絡(luò)：實(shí)時(shí)將數(shù)據(jù)傳輸至邊緣云端進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，建立現(xiàn)場三維數(shù)據(jù)模型PLC控制器：構(gòu)建AI智能算法構(gòu)建動(dòng)作指令集，下發(fā)給天車執(zhí)行，從而實(shí)現(xiàn)天車無人化自主生產(chǎn)。

6.1.2

5G應(yīng)用場景及網(wǎng)絡(luò)需求分析加渣機(jī)械臂加渣車間環(huán)境溫度高、灰塵大、鋼渣飛濺，傳統(tǒng)人工加渣現(xiàn)場操作存在安全隱患、勞動(dòng)強(qiáng)度大；并且，保護(hù)渣的厚度由操作工的經(jīng)驗(yàn)來控制，容易導(dǎo)致鋼水面保護(hù)渣厚度不均勻。加渣機(jī)械臂安裝前后對比如圖6-8，圖中示意了部署智能機(jī)械臂前后對比情況，部署前工作環(huán)境艱苦，部署后通過機(jī)械臂遠(yuǎn)程控制，遠(yuǎn)離艱苦工作環(huán)境。圖6-8加渣機(jī)械臂安裝前后對比6.1.2

5G應(yīng)用場景及網(wǎng)絡(luò)需求分析加渣機(jī)械臂加自動(dòng)加渣機(jī)械臂由PLC控制器、攝像頭和5G網(wǎng)絡(luò)三部分組成，如圖6-9所示；中控室可以通過攝像頭回傳的視頻進(jìn)行分析，通過機(jī)械臂遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)一鍵加渣，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)化處理。這樣減少了人工人力成本，保障員工安全，同時(shí)能夠減少人工加渣帶來的厚度誤差。圖6-9自動(dòng)加渣組網(wǎng)6.1.2

5G應(yīng)用場景及網(wǎng)絡(luò)需求分析高清視頻實(shí)時(shí)監(jiān)控在高溫危險(xiǎn)區(qū)域巡檢存在安全風(fēng)險(xiǎn)，通過高清實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控，控制中心可以及時(shí)準(zhǔn)確掌握現(xiàn)場動(dòng)態(tài)，實(shí)時(shí)預(yù)警，提前干預(yù)，避免安全事故。高清實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控組網(wǎng)如圖6-10所示，攝像頭可以通過CPE把視頻流量實(shí)時(shí)回傳到視頻檢測平臺(tái)，通過平臺(tái)的軟件處理及時(shí)識(shí)別出高風(fēng)險(xiǎn)場景，減少人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。圖6-10高清實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控組網(wǎng)6.1.2

5G應(yīng)用場景及網(wǎng)絡(luò)需求分析鋼表檢測鋼材在運(yùn)輸和制造過程中不免有壓痕、孔洞等問題，長期暴露于空氣中也會(huì)存在銹斑等問題，鋼鐵表面檢測即通過攝像頭高清視頻回傳，結(jié)合機(jī)器視覺算法自動(dòng)識(shí)別鋼材表面存在的一系列問題，能夠大幅提升鋼材表面質(zhì)量檢測效率，提升鋼材產(chǎn)品質(zhì)量，降低表面質(zhì)量檢測人員工作強(qiáng)度。鋼表檢測通過現(xiàn)場分布式推理引擎對高清視頻進(jìn)行分析，得出檢測結(jié)果，通過現(xiàn)場應(yīng)用軟件推送檢測結(jié)果，通過平臺(tái)訓(xùn)練更新檢測模型，支持客戶自主更新模型，AI算法越用越準(zhǔn)，滿足長期應(yīng)用演進(jìn)需求。圖6-11鋼表檢測原理6.1.2

5G應(yīng)用場景及網(wǎng)絡(luò)需求分析鋼表檢測對鋼表檢測進(jìn)行改造后將具有下列價(jià)值：提升抽檢率：人工檢測，抽檢率低，機(jī)器視覺檢測后，不僅實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)檢測，抽檢率可以實(shí)現(xiàn)100%。非接觸處理：避免二次損傷，提高可靠性。降低成本：改善生產(chǎn)線自動(dòng)化，提高生產(chǎn)效率。提高品質(zhì)：產(chǎn)品品質(zhì)均一，提升品牌競爭力。高精度檢測：檢測精度可達(dá)到μ級(jí)，人眼無法檢測，可使用機(jī)器完成。對缺陷進(jìn)行分類，給鋼材分級(jí)、精細(xì)定價(jià)。6.1.2

5G應(yīng)用場景及網(wǎng)絡(luò)需求分析自動(dòng)轉(zhuǎn)鋼在軋鋼流程中，鋼坯進(jìn)入軋機(jī)轉(zhuǎn)鋼區(qū)域之后，根據(jù)軋制工藝需要對板坯進(jìn)行90度旋轉(zhuǎn)再送入軋機(jī)軋制。在部署自動(dòng)轉(zhuǎn)鋼前，如圖6-12所示，需要在現(xiàn)場進(jìn)行人工轉(zhuǎn)鋼，工作環(huán)境惡劣；在進(jìn)行改進(jìn)之后可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操控，但是工作效率還是不高，因?yàn)槿斯た赡艽嬖诓僮鞑粶?zhǔn)，精力下降導(dǎo)致的效率下降，所以部署自動(dòng)轉(zhuǎn)鋼勢在必行。圖6-12部署自動(dòng)轉(zhuǎn)鋼前6.1.2

5G應(yīng)用場景及網(wǎng)絡(luò)需求分析自動(dòng)轉(zhuǎn)鋼自動(dòng)轉(zhuǎn)鋼組網(wǎng)示例如圖所示，自動(dòng)轉(zhuǎn)鋼通過高清攝像頭視頻回傳，通過平臺(tái)側(cè)AI軟件自動(dòng)識(shí)別鋼坯的方向和角度，并根據(jù)視覺識(shí)別輸入結(jié)果對接軋機(jī)PLC控制系統(tǒng)，自動(dòng)控制轉(zhuǎn)鋼輥道的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)板坯的90度自動(dòng)旋轉(zhuǎn)。自動(dòng)轉(zhuǎn)鋼業(yè)務(wù)推廣后，能夠有效減輕轉(zhuǎn)鋼操作人員的工作強(qiáng)度，降低企業(yè)人工成本；粗軋環(huán)節(jié)通過自動(dòng)轉(zhuǎn)鋼每小時(shí)可以多軋1塊板，粗軋環(huán)節(jié)效率增加，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能增加。圖6-13自動(dòng)轉(zhuǎn)鋼組網(wǎng)示例6.1.3場景化解決方案 5G鋼鐵專網(wǎng)定位不是取代鋼廠原有的有線網(wǎng)絡(luò)（如光纖網(wǎng)絡(luò)等），而是作為現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的延伸或補(bǔ)充，而對于新建鋼廠廠區(qū)，5G專網(wǎng)可以作為統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)為其提供服務(wù)，光纖、Wi-Fi或微波網(wǎng)絡(luò)可以作為某些重要場景的備份，從而滿足客戶的高可靠性要求。

智慧鋼鐵5G專網(wǎng)服務(wù)能力，通過5G+MEC技術(shù)構(gòu)建全連接的無線網(wǎng)絡(luò)，對重點(diǎn)監(jiān)控地區(qū)要素實(shí)現(xiàn)全面感知，實(shí)現(xiàn)不同的業(yè)務(wù)場景，滿足數(shù)據(jù)不出場等業(yè)務(wù)需求。MEC平臺(tái)部署在靠近業(yè)務(wù)區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)邊緣位置，采用核心網(wǎng)UPF下沉方式，在網(wǎng)絡(luò)能力上配合無線側(cè)資源塊（ResourceBlock，RB）預(yù)留等特性提供可保障的低時(shí)延特性，并在此基礎(chǔ)上能夠部署如視頻監(jiān)控自動(dòng)化分析、車輛自動(dòng)化調(diào)度、安全防護(hù)等智能控制應(yīng)用，顯著提高用戶體驗(yàn)和數(shù)據(jù)安全性。網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)基于以上分析，鋼鐵行業(yè)5G專網(wǎng)方案應(yīng)包含無線網(wǎng)、承載網(wǎng)、核心網(wǎng)等專業(yè)，一個(gè)典型的5G鋼鐵行業(yè)專網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖6-14所示。圖中以某運(yùn)營商為例，展示了5G鋼鐵專網(wǎng)架構(gòu)。首先，無線側(cè)同基站實(shí)現(xiàn)ToB定制終端和ToC個(gè)人終端的接入，個(gè)人終端主要是通過2.6GHz接入，進(jìn)行下載業(yè)務(wù)，定制終端通過2.6GHz/4.9GHz異頻組網(wǎng)進(jìn)行上傳業(yè)務(wù)。中間承載側(cè)共用匯聚切片分組網(wǎng)（SlicingPacketNetwork，SPN）設(shè)備，個(gè)人業(yè)務(wù)通過核心SPN連接大網(wǎng)UPF進(jìn)行各種互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)，定制終端通過匯聚SPN連接MEC，流量本地閉環(huán)，業(yè)務(wù)不出園區(qū)。圖6-145G鋼鐵專網(wǎng)整體網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)示意圖6.1.3場景化解決方案組網(wǎng)方案-無線組網(wǎng)方案

由于5GtoB項(xiàng)目幾乎全部以上行業(yè)務(wù)為主，瓶頸在上行，而下行容量一般非常充足，故容量覆蓋設(shè)計(jì)重點(diǎn)考慮上行。鋼鐵場景屬于室內(nèi)半封閉區(qū)域，室內(nèi)空間相對寬敞，建議網(wǎng)絡(luò)流量在200Mbps以下則連片部署有源天線單元（ActiveAntennaUnit，AAU）模塊，保障覆蓋、提升容量。后期針對個(gè)別熱點(diǎn)區(qū)域，采用EasyMacro模塊異頻部署實(shí)現(xiàn)容量補(bǔ)充。

當(dāng)上行網(wǎng)絡(luò)流量在200Mbps以下，且站間距大于50m的時(shí)候，推薦使用AAU模塊同頻組網(wǎng)，構(gòu)建廠區(qū)基礎(chǔ)覆蓋能力。當(dāng)同頻干擾較大，如上行噪聲功率抬升大于20～30dB時(shí)，建議優(yōu)先考慮引入異頻組網(wǎng)，整體上建議優(yōu)先考慮同頻段新增異頻，同頻段新增異頻是為了減少小區(qū)的新增成本，利用已有基站寬頻的特點(diǎn)引入異頻頻點(diǎn)。

網(wǎng)絡(luò)覆蓋設(shè)計(jì)先按覆蓋目標(biāo)來設(shè)計(jì)基本的網(wǎng)絡(luò)；然后再基于容量訴求以及低時(shí)延高可靠等應(yīng)用進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)疊加設(shè)計(jì)。6.1.3場景化解決方案組網(wǎng)方案-無線組網(wǎng)方案無線站點(diǎn)部署需要滿足以下原則：均衡原則：每個(gè)小區(qū)/站點(diǎn)所覆蓋的通信終端數(shù)量及容量相對一致，盡量避免出現(xiàn)個(gè)別小區(qū)容量過載或個(gè)別小區(qū)容量輕載。同頻站點(diǎn)規(guī)劃避免對打：參考背靠背減少同頻干擾，如圖6-15（a）所示。天線安裝位置：如AAU主瓣覆蓋方向避免金屬物遮擋，設(shè)置合適下傾角，主瓣對準(zhǔn)CPE方向。利用物理環(huán)境隔離覆蓋：AAU點(diǎn)位選擇上盡量利用廠房內(nèi)的建筑物來實(shí)現(xiàn)同頻信號(hào)在物理上的隔離，減少干擾，如圖6-15（b）所示。站高選擇：優(yōu)先選擇高度較高的位置放置站點(diǎn)、但站高不宜過高、需考慮重疊覆蓋，如圖6-15（c）所示。如天車高度3m左右，為避免天車遮擋，建議站高高于天車高度2～3m即可，原則上保障目標(biāo)覆蓋區(qū)域無明顯障礙物遮擋即可。圖6-15基站部署原則的部分示意圖6.1.3場景化解決方案組網(wǎng)方案-傳輸組網(wǎng)方案傳輸網(wǎng)部署策略需要綜合考慮鋼鐵廠園區(qū)5G基站的規(guī)劃情況和鋼鐵行業(yè)的用戶發(fā)展需求，統(tǒng)籌規(guī)劃端到端的傳輸專網(wǎng)建設(shè)。無線側(cè)與接入傳輸設(shè)備對接，可根據(jù)用戶的需求進(jìn)行對接，園區(qū)5G基站可以通過C-RAN方式接入到傳輸設(shè)備，前傳網(wǎng)方案采用光纖直驅(qū)/無源波分的形式。針對鋼鐵企業(yè)涉及遠(yuǎn)程控制、安全生產(chǎn)、應(yīng)急通信等特殊場景需要網(wǎng)絡(luò)優(yōu)先保障。可以通過定制通信卡方式進(jìn)行切片選擇和優(yōu)先級(jí)調(diào)度，并通過不同傳輸管道綁定DNN滿足不同業(yè)務(wù)場景應(yīng)用（多級(jí)傳輸設(shè)備需要具備切片功能）。圖6-16傳輸組網(wǎng)架構(gòu)6.1.3場景化解決方案組網(wǎng)方案-核心網(wǎng)組網(wǎng)方案核心網(wǎng)均采用5GSA技術(shù)架構(gòu)，結(jié)合5G標(biāo)準(zhǔn)特有的邊緣計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)滿足鋼鐵行業(yè)高可靠、低時(shí)延、大帶寬、數(shù)據(jù)安全等業(yè)務(wù)保障需求。鋼鐵5G專網(wǎng)整體架構(gòu)如圖6-17所示。以某運(yùn)營商為例，運(yùn)營商在大區(qū)中心建設(shè)網(wǎng)絡(luò)云數(shù)據(jù)中心，并面向垂直行業(yè)統(tǒng)一規(guī)劃5GSA行業(yè)網(wǎng)（ToB）切片，采用虛擬化方式部署核心網(wǎng)控制面網(wǎng)元。鋼鐵行業(yè)可以根據(jù)不同業(yè)務(wù)需求選擇性的部署或使用專用UPF還是共享UPF?？刂泼媸褂肨oB公共部分，用戶面根據(jù)簽約切片屬性相互隔離。圖6-17鋼鐵5G專網(wǎng)整體架構(gòu)6.1.3場景化解決方案組網(wǎng)方案-核心網(wǎng)組網(wǎng)方案在行業(yè)自動(dòng)化、信息化不斷提升的大背景下，大型鋼鐵企業(yè)對數(shù)據(jù)安全性提出了更為嚴(yán)格的要求，同時(shí)，天車遠(yuǎn)程控制、視頻監(jiān)控、光學(xué)字符識(shí)別、加渣機(jī)器人、無人機(jī)高爐測溫堆料測重、AR遠(yuǎn)程輔助等鋼鐵行業(yè)典型應(yīng)用對于邊緣計(jì)算提出數(shù)據(jù)保護(hù)、極低時(shí)延、節(jié)省傳輸和能力開放等需求。（1）數(shù)據(jù)保護(hù)：數(shù)據(jù)的收集和計(jì)算都是基于本地網(wǎng)絡(luò)，不再被傳輸?shù)皆贫?，重要的敏感信息可以不?jīng)過外部網(wǎng)絡(luò)傳輸，數(shù)據(jù)不出廠區(qū)能夠有效避免傳輸過程中的數(shù)據(jù)暴露風(fēng)險(xiǎn)。（2）極低時(shí)延：通過將服務(wù)器下沉部署在靠近用戶終端設(shè)備的接入環(huán)、匯聚環(huán)等企業(yè)側(cè)網(wǎng)絡(luò)邊緣，使終端能夠在本地直接訪問到內(nèi)容源，從數(shù)據(jù)傳輸路徑上降低了端到端業(yè)務(wù)響應(yīng)時(shí)延。（3）節(jié)省傳輸：5G網(wǎng)絡(luò)通過用戶面功能UPF在網(wǎng)絡(luò)邊緣的靈活部署，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)流量本地卸載，避免本地業(yè)務(wù)流量迂回，減少大量數(shù)據(jù)傳輸帶來的傳輸資源占用，從而有效抑制了網(wǎng)絡(luò)阻塞。（4）能力開放：實(shí)現(xiàn)運(yùn)營商與和垂直行業(yè)的業(yè)務(wù)創(chuàng)新，通過開放應(yīng)用程序接口（ApplicationProgrammingInterface，API）的方式為行業(yè)用戶提供專網(wǎng)運(yùn)維管理信息、位置信息、業(yè)務(wù)使能控制及豐富的行業(yè)定制服務(wù)。6.1.3場景化解決方案組網(wǎng)方案-核心網(wǎng)組網(wǎng)方案UPF作為邊緣計(jì)算的用戶面實(shí)現(xiàn)邊緣數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功能，邊緣計(jì)算平臺(tái)系統(tǒng)為邊緣應(yīng)用提供運(yùn)行環(huán)境并實(shí)現(xiàn)對邊緣應(yīng)用的管理。如圖6-18所示，在5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中，邊緣UPF可實(shí)現(xiàn)園區(qū)內(nèi)外業(yè)務(wù)分流，并可作為專網(wǎng)業(yè)務(wù)錨點(diǎn)UPF完成本地流量卸載，廠區(qū)內(nèi)本地分流需要覆蓋廠區(qū)內(nèi)所有基站。在面向鋼鐵行業(yè)的5G專網(wǎng)，運(yùn)營商可以提供包括本地業(yè)務(wù)保障、數(shù)據(jù)不出場、邊緣節(jié)點(diǎn)等三類重要網(wǎng)絡(luò)能力，均需要通過MEC（邊緣UPF）滿足。圖6-185G邊緣計(jì)算系統(tǒng)邏輯架構(gòu)6.1.3場景化解決方案項(xiàng)目背景以湖南X鋼項(xiàng)目為例，2019年7月湖南X鋼聯(lián)合運(yùn)營商和華為，啟動(dòng)智慧鋼鐵5G項(xiàng)目，試點(diǎn)階段在湖南X鋼五米寬厚板廠進(jìn)行，通過為湖南X鋼提供專享+尊享的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，實(shí)現(xiàn)了包括5G無人天車遠(yuǎn)程操控、5GAR遠(yuǎn)程輔助和高危區(qū)域5G高清視頻監(jiān)控等典型應(yīng)用場景。湖南X鋼擁有當(dāng)今世界先進(jìn)水平的焦化、燒結(jié)、煉鐵、煉鋼、精煉、軋鋼等完整的鋼鐵生產(chǎn)工藝流程和裝備技術(shù)，產(chǎn)品涵蓋了寬厚板、線材和棒材三大類400多個(gè)品種，先后有33種產(chǎn)品獲得國家和部、省級(jí)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品稱號(hào)，12種產(chǎn)品獲得國家冶金產(chǎn)品實(shí)物質(zhì)量金杯獎(jiǎng)。湖南X鋼造船板通過了九國船級(jí)社認(rèn)證。經(jīng)歷60年艱苦奮斗、拼搏發(fā)展，湖南X鋼資產(chǎn)總額達(dá)到420億元，營業(yè)收入超過600億元，在崗職工10204人，是湖南省單體規(guī)模最大、綜合實(shí)力最強(qiáng)的國有企業(yè)，整體競爭力躋身行業(yè)前列。湖南X鋼將以鋼鐵主業(yè)、鋼材深加工、循環(huán)經(jīng)濟(jì)、重工設(shè)備制造、物流貿(mào)易及服務(wù)等五大產(chǎn)業(yè)集群為支撐，著力打造一個(gè)千萬噸級(jí)的精品制造企業(yè)、一個(gè)反應(yīng)快捷的綜合服務(wù)企業(yè)、一個(gè)管理精細(xì)的高效運(yùn)營企業(yè)、一個(gè)產(chǎn)業(yè)互補(bǔ)的多元發(fā)展企業(yè)、一個(gè)智慧型的節(jié)能生態(tài)的“兩型”示范企業(yè)。6.1.4應(yīng)用案例痛點(diǎn)分析湖南X鋼痛點(diǎn)分析：24小時(shí)輪班作業(yè)。天車懸掛操控室人工操作，勞動(dòng)成本高。高危作業(yè)環(huán)境，非常辛苦，危險(xiǎn)源多（高溫/粉塵/噪音/有害氣體）。高架空（20～50m）。智能化程度低。

“增產(chǎn)降耗”是企業(yè)智慧化升級(jí)的第一需求，其中工廠勞力成本是消耗大項(xiàng)，員工作業(yè)環(huán)境很危險(xiǎn)，急需實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化無人作業(yè)，傳統(tǒng)光纖連接方式部署難、成本高，Wi-Fi方式抗干擾差、不穩(wěn)定，無法滿足改造要求。如圖6-19，鋼鐵冶煉生產(chǎn)過程中環(huán)境十分惡劣，網(wǎng)絡(luò)通信環(huán)境差，通信部署困難。6.1.4應(yīng)用案例圖6-19工作環(huán)境惡劣解決方案如圖6-20所示，針對湖南X鋼園區(qū)范圍內(nèi)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)進(jìn)行分析，包括外網(wǎng)非生產(chǎn)類和生產(chǎn)類。實(shí)際部署過程中，湖南X鋼園區(qū)業(yè)務(wù)目前主要聚焦園區(qū)生產(chǎn)類應(yīng)用，不考慮非生產(chǎn)類應(yīng)用。園區(qū)業(yè)務(wù)保障需要考慮的維度多，既需要按照重點(diǎn)區(qū)域?qū)崿F(xiàn)差異化的“面”狀保障，又需要根據(jù)重點(diǎn)區(qū)域里面的不同業(yè)務(wù)（如PLC監(jiān)控、攝像頭視頻回傳等）實(shí)現(xiàn)差異化的“點(diǎn)”狀保障，對網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、業(yè)務(wù)下發(fā)和保障提出非常大的挑戰(zhàn)。6.1.4應(yīng)用案例圖6-20湖南X鋼業(yè)務(wù)分析解決方案如圖6-21所示，湖南X鋼項(xiàng)目通過5G+MEC技術(shù)構(gòu)建全連接的無線網(wǎng)絡(luò)，對重點(diǎn)監(jiān)控地區(qū)要素實(shí)現(xiàn)全面感知，從而滿足設(shè)備遠(yuǎn)程控制、AR遠(yuǎn)程運(yùn)維輔助、機(jī)器視覺、設(shè)備數(shù)采、高清視頻監(jiān)控、5G數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)不出場等主要應(yīng)用需求。MEC平臺(tái)部署在湖南X鋼靠近監(jiān)控區(qū)域的邊緣機(jī)房位置，除了提供可保障的低時(shí)延，還能部署視頻監(jiān)控自動(dòng)化分析、車輛自動(dòng)化調(diào)度、安全防護(hù)等相關(guān)遠(yuǎn)程智能駕駛控制應(yīng)用，顯著提高用戶體驗(yàn)和數(shù)據(jù)安全性。業(yè)務(wù)價(jià)值：通過5G網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，湖南X鋼實(shí)現(xiàn)天車遠(yuǎn)程控制，實(shí)現(xiàn)環(huán)境改善，實(shí)現(xiàn)效率提升25%；遠(yuǎn)程半自動(dòng)天車效率預(yù)計(jì)提升60%（一人控制三臺(tái)車）；無人天車實(shí)現(xiàn)數(shù)字化輸入按指令執(zhí)行，實(shí)現(xiàn)無人化，機(jī)器效率提升25%，降低勞務(wù)成本，改善工作環(huán)境，生產(chǎn)效率和生產(chǎn)安全性得到極大提升，未來向黑燈工廠演進(jìn)。6.1.4應(yīng)用案例圖6-21整體組網(wǎng)架構(gòu)圖本節(jié)首先介紹鋼鐵行業(yè)背景知識(shí)，包括鋼鐵流程，鋼鐵產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)等；然后介紹了鋼鐵行業(yè)趨勢，了解鋼鐵行業(yè)的發(fā)展；最后介紹了鋼鐵行業(yè)常見的業(yè)務(wù)痛點(diǎn)。針對不同的業(yè)務(wù)痛點(diǎn)華為提供了不同解決方案，本節(jié)詳細(xì)講解了5G在鋼鐵的應(yīng)用場景，包括遠(yuǎn)程天車，無人天車，加渣機(jī)械臂，高清視頻實(shí)時(shí)監(jiān)控，鋼表檢測，自動(dòng)轉(zhuǎn)鋼等場景。然后介紹了5G鋼鐵專網(wǎng)整體解決方案，包括無線，承載網(wǎng)，核心網(wǎng)等組網(wǎng)策略。最后通過湖南X鋼，了解實(shí)際應(yīng)用案例，客戶價(jià)值等。通過本節(jié)的學(xué)習(xí)，讀者應(yīng)該對5G在鋼鐵行業(yè)的解決方案有一定的了解，知曉產(chǎn)業(yè)的進(jìn)展和應(yīng)用場景。6.1.5本節(jié)小結(jié)6.2

5G+港口行業(yè)應(yīng)用與解決方案

港口作為交通運(yùn)輸?shù)臉屑~，在促進(jìn)國際貿(mào)易和經(jīng)濟(jì)發(fā)展中起著舉足輕重的作用。在行業(yè)數(shù)字化的大背景下，當(dāng)前港口也在進(jìn)行數(shù)字化、全自動(dòng)的轉(zhuǎn)型升級(jí)。

隨著5G在全球的部署，5G將推動(dòng)港口進(jìn)行自動(dòng)化、智能化的持續(xù)升級(jí)，打造“綠色、環(huán)保、高效”的智慧港口。

下面從港口行業(yè)洞察，5G應(yīng)用場景及網(wǎng)絡(luò)分析，場景化解決方案，應(yīng)用案例等方面介紹5G如何使能港口行業(yè)6.2.1港口行業(yè)洞察港口行業(yè)簡介

航運(yùn)是國際物流中最主要的運(yùn)輸方式，承載了全球70%的國際貿(mào)易量。

港口是航運(yùn)貿(mào)易的重要集散地。港口企業(yè)為船舶、旅客和貨物提供港口設(shè)施或者服務(wù)。例如：提供船舶進(jìn)出港、靠離碼頭、移泊、貨物裝卸、倉儲(chǔ)、港區(qū)內(nèi)駁運(yùn)等服務(wù)。6.2.1港口行業(yè)洞察港口行業(yè)簡介

航運(yùn)是國際物流中最主要的運(yùn)輸方式，承載了全球70%的國際貿(mào)易量。

港口是航運(yùn)貿(mào)易的重要集散地。港口企業(yè)為船舶、旅客和貨物提供港口設(shè)施或者服務(wù)。例如：提供船舶進(jìn)出港、靠離碼頭、移泊、貨物裝卸、倉儲(chǔ)、港區(qū)內(nèi)駁運(yùn)等服務(wù)。6.2.1港口行業(yè)洞察港口行業(yè)簡介中國是促進(jìn)全球航運(yùn)增長的重要力量隨著“一帶一路”倡議提出以來，中國已經(jīng)成為第一貿(mào)易大國，是促進(jìn)全球航運(yùn)增長的重要力量，主要數(shù)據(jù)如下：中國進(jìn)出口貨運(yùn)總量約90%通過海上運(yùn)輸。海運(yùn)貨物運(yùn)輸量世界第一。全球吞吐量前20大港口，中國占15個(gè)，全球前十大集裝箱港口，中國占7個(gè)。6.2.1港口行業(yè)洞察港口行業(yè)簡介港口布局下面介紹中國港口布局情況：（1）港口數(shù)量：2019年中國貨運(yùn)港口約145個(gè)，其中沿海55個(gè)，內(nèi)河90個(gè)，分布在21個(gè)省市。（2）泊位數(shù)量：全國泊位共有23919個(gè)，其中萬噸以上的泊位有2444個(gè)。（3）產(chǎn)能：年度吞吐量超過億噸的港口有35個(gè)，其中沿海港口25個(gè)，內(nèi)河港口10個(gè)。（4）沿海五大港口群：2007年，交通部出臺(tái)《全國沿海港口布局規(guī)劃》和《全國內(nèi)河航道與港口布局規(guī)劃》，形成環(huán)渤海、長三角、東南沿海、珠三角和西南沿海五大港口群。6.2.1港口行業(yè)洞察港口行業(yè)簡介港口作業(yè)流程集裝箱被稱為改變世界的箱子，實(shí)現(xiàn)船舶、港口、公路、中轉(zhuǎn)站、橋梁、隧道等全球范圍內(nèi)物流系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化。集裝箱在港口的流轉(zhuǎn)涉及岸橋、場橋、集卡、閘口等系統(tǒng)。港口的運(yùn)輸系統(tǒng)可分為水平運(yùn)輸和垂直運(yùn)輸兩大類運(yùn)輸系統(tǒng)。水平運(yùn)輸?shù)闹饕ぞ邽榧?、AGV、跨運(yùn)車，垂直運(yùn)輸?shù)闹饕ぞ邽闃虻酢④壍赖?、輪胎吊。集裝箱碼頭作業(yè)區(qū)域分為裝卸作業(yè)、堆場作業(yè)和閘口作業(yè)三大區(qū)域，港口卸貨作業(yè)流程如圖6-22所示，卸貨將碼頭作業(yè)流程分為四個(gè)步驟。圖6-22 港口卸貨作業(yè)流程6.2.1港口行業(yè)洞察港口行業(yè)簡介支撐系統(tǒng)集裝支撐系統(tǒng)主要有垂直運(yùn)輸系統(tǒng)、水平運(yùn)輸系統(tǒng)和碼頭操作系統(tǒng)三部分。垂直運(yùn)輸系統(tǒng)垂直運(yùn)輸系統(tǒng)設(shè)備包括岸橋和場橋兩大類。場橋又分軌道吊和輪胎吊兩種，區(qū)別在于移動(dòng)方式不同。輪胎吊可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)場作業(yè)，單機(jī)利用率比軌道吊高。軌道吊有固定的軌道，移動(dòng)位置有限。岸橋是集裝箱碼頭作業(yè)核心，決定集裝箱碼頭的生產(chǎn)力。水平運(yùn)輸系統(tǒng)水平運(yùn)輸系統(tǒng)設(shè)備主要包括人工駕駛內(nèi)集卡，AGV。碼頭操作系統(tǒng)碼頭操作系統(tǒng)（TerminalOperatingSystem，TOS)的作用是統(tǒng)一調(diào)度，實(shí)現(xiàn)調(diào)度監(jiān)控中心和裝卸、堆場、閘口三個(gè)現(xiàn)場作業(yè)區(qū)域的協(xié)同和管理。視頻監(jiān)控系統(tǒng)和集群通話系統(tǒng)是重要協(xié)同工具。6.2.1港口行業(yè)洞察港口行業(yè)趨勢2019年11月，交通運(yùn)輸部、國家發(fā)展改革委等九部門聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于建設(shè)世界一流港口的指導(dǎo)意見》，目標(biāo)是：到2025年，世界一流港口建設(shè)取得重要進(jìn)展，主要港口綠色、智慧、安全發(fā)展實(shí)現(xiàn)重大突破，地區(qū)性重要港口和一般港口專業(yè)化、規(guī)?；矫黠@提升。因此港口的資源整合、大型化、專業(yè)化以及效率提升是港口行業(yè)的趨勢。港口區(qū)域資源整合，避免同質(zhì)競爭交通運(yùn)輸部針對產(chǎn)能過剩，同質(zhì)化競爭激烈的現(xiàn)狀，將優(yōu)化港口總體布局，加大港口宏觀調(diào)控力度。后續(xù)將審慎、有序發(fā)展新港區(qū)，嚴(yán)格控制港口岸線使用審批。6.2.1港口行業(yè)洞察港口行業(yè)趨勢大型化，專業(yè)化碼頭結(jié)構(gòu)升級(jí)優(yōu)化，現(xiàn)代化港口體系形成。港口泊位與萬噸港口泊位數(shù)量如圖6-23所示。我國碼頭數(shù)量2019年22893個(gè)，5年下降28%；全國萬噸級(jí)及以上泊位2019年2520個(gè)，5年增長26%。

圖6-23 港口泊位與萬噸港口泊位數(shù)量港口提升作業(yè)效率，壓縮貨物在港停留時(shí)間集裝箱裝卸作業(yè)是港口效率的重要體現(xiàn)，優(yōu)秀港口可達(dá)到3.5分鐘/TEU（Twenty-feetEquivalentUnit，國際標(biāo)準(zhǔn)集裝箱長度單位），作業(yè)效率直接影響貨物的港停時(shí)間。6.2.1港口行業(yè)洞察港口行業(yè)痛點(diǎn)當(dāng)前全球港口面臨工作環(huán)境惡劣、勞動(dòng)強(qiáng)度大、人工誤操作多、作業(yè)效率提升難、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維復(fù)雜等難題，通過自動(dòng)化改造來降本增效，成為全球港口共同的訴求。作業(yè)環(huán)境艱苦港口作業(yè)環(huán)境惡劣，通常表現(xiàn)在崗位危險(xiǎn)、工作艱苦和職業(yè)病3個(gè)方面。崗位危險(xiǎn)：司機(jī)室距地面30m，需要沿豎梯爬上去。工作艱苦：作業(yè)現(xiàn)場存在噪音和震動(dòng)，幾個(gè)小時(shí)不能下來，禁食禁水。職業(yè)病：長期低頭作業(yè)，易得頸椎病等,一般工作至45歲轉(zhuǎn)崗。人工誤操作，事故多集裝箱碼頭商業(yè)保險(xiǎn)理賠中，軌道吊、橋吊、堆垛、集卡吊臂、碰撞等操作導(dǎo)致的事故，理賠占比約為50%。集裝箱人工裝卸效率難提升集裝箱人工裝卸效率為25～27箱/小時(shí)，自動(dòng)化碼頭可顯著提升提箱效率30%以上。6.2.1港口行業(yè)洞察港口行業(yè)痛點(diǎn)港口無線通信多網(wǎng)多制式，運(yùn)維復(fù)雜港口無線通信系統(tǒng)如圖6-24所示。5.8GHzWi-Fi、2.4GHzWi-Fi、1.4GHz專網(wǎng)、400MHz集群等各種通信制式并存，在各自領(lǐng)域發(fā)揮作用。其中，5.8GHzWi-Fi用于回傳視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)。2.4GHzWi-Fi用于回傳作業(yè)狀態(tài)信息、故障信息、風(fēng)速等傳感器信息。1.4GHz專網(wǎng)用于司機(jī)向拖車下發(fā)控制指令。400MHz集群用于港口所有區(qū)域語音調(diào)度。圖6-24

港口無線通信系統(tǒng)6.2.2

5G應(yīng)用場景及網(wǎng)絡(luò)需求分析

通過對需求的調(diào)研、討論和分析，我們從中識(shí)別并篩選出了對于無線通信具有潛在需求、未來可被5G賦能，且有典型代表意義的三大智慧港口應(yīng)用場景： 1.龍門吊遠(yuǎn)程控制。 2.光學(xué)字符識(shí)別（OpticalCharacterRecognition，OCR）智能理貨。

3.

AGV與IGV輔助駕駛。龍門吊遠(yuǎn)程控制在集裝箱碼頭中，軌道吊、輪胎吊這兩種龍門吊，是廣泛使用的港機(jī)設(shè)備。目前存量碼頭多使用輪胎吊，新建碼頭多使用軌道吊，輪胎吊在存量碼頭中占比高。遠(yuǎn)程控制改造后，龍門吊上安裝攝像頭和PLC。龍門吊遠(yuǎn)程控制如圖6-25所示。司機(jī)由現(xiàn)場操作改在操作室遠(yuǎn)程進(jìn)行操作，操作人員獲取TOS下發(fā)的調(diào)度任務(wù)后，根據(jù)堆場現(xiàn)場龍門吊上實(shí)時(shí)回傳的高清視音頻數(shù)據(jù)，通過操縱桿的通信來遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)控制龍門吊及其抓手的移動(dòng)、抓取、放開等操作，實(shí)現(xiàn)集裝箱的高效、有序堆放與轉(zhuǎn)運(yùn)。龍門吊實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制后，一個(gè)操作人員可以控制多臺(tái)龍門吊，降低人員空閑時(shí)間，提升作業(yè)效率，同時(shí)可以降低安全風(fēng)險(xiǎn)。圖6-25龍門吊遠(yuǎn)程控制6.2.2

5G應(yīng)用場景及網(wǎng)絡(luò)需求分析龍門吊遠(yuǎn)程控制無線化方案需要保證充足的連續(xù)覆蓋效果，并滿足PLC控制業(yè)務(wù)和監(jiān)控視頻回傳業(yè)務(wù)的帶寬、時(shí)延和包可靠性等訴求，在保證安全生產(chǎn)的前提下提升集裝箱作業(yè)的效率。單臺(tái)龍門吊遠(yuǎn)程控制一般需要回傳5～18路監(jiān)控視頻，1080P分辨率下對帶寬的需求約為15～54Mbps。龍門吊遠(yuǎn)程控制時(shí)延分析如圖6-26所示。PLC發(fā)送周期為16ms，若PLC收發(fā)兩端的網(wǎng)絡(luò)時(shí)延在20ms以內(nèi)，則可保障業(yè)務(wù)的良好運(yùn)營。若超過3個(gè)周期即48ms，接收端未接到數(shù)據(jù)包，則接收端判斷鏈路中斷，觸發(fā)吊機(jī)緊停。圖6-26龍門吊遠(yuǎn)程控制時(shí)延分析

6.2.2

5G應(yīng)用場景及網(wǎng)絡(luò)需求分析龍門吊遠(yuǎn)程控制龍門吊5G遠(yuǎn)控方案如圖6-27所示，方案說明如下：（1）當(dāng)前場橋等港機(jī)設(shè)備采用L2/L3協(xié)議混傳，需要在CPE前端新建工業(yè)網(wǎng)關(guān)或者AR路由器建立GRE隧道。（2）為降低控制信號(hào)時(shí)延，組網(wǎng)方案中監(jiān)控視頻和控制信號(hào)通過不同的隧道（CPE1、CPE2）進(jìn)行分離傳輸。（3）場吊遠(yuǎn)控時(shí)延要求較高（20ms），當(dāng)前5G場吊遠(yuǎn)控方案通過部署MEC降低園區(qū)內(nèi)控制信號(hào)端到端時(shí)延。圖6-27

龍門吊5G遠(yuǎn)控方案6.2.2

5G應(yīng)用場景及網(wǎng)絡(luò)需求分析OCR智能理貨OCR技術(shù)在裝卸船、堆放、理貨、驗(yàn)殘、提箱、出關(guān)環(huán)節(jié)可用于識(shí)別集裝箱箱號(hào)、裝卸提箱狀態(tài)、鉛封有無、箱體殘損程度等；這些數(shù)據(jù)的采集、發(fā)送、統(tǒng)計(jì)，直接影響著整個(gè)物流大數(shù)據(jù)的流轉(zhuǎn)效率。當(dāng)前OCR理貨存在諸多痛點(diǎn)，比如每臺(tái)岸橋上安裝10個(gè)攝像頭，這些視頻利用Wi-Fi回傳，穩(wěn)定性較差，后臺(tái)不能實(shí)時(shí)獲取監(jiān)控視頻；若后臺(tái)無法獲取數(shù)據(jù)，工作人員需爬上高達(dá)幾十米的岸橋，拷貝視頻數(shù)據(jù)。5G+AI智能理貨應(yīng)用，能夠精準(zhǔn)地控制拍攝集裝箱箱號(hào)圖片時(shí)機(jī)，通過5G網(wǎng)絡(luò)將高清圖像和視頻數(shù)據(jù)快速實(shí)時(shí)回傳至云端AI系統(tǒng)，借助智能AI系統(tǒng)自動(dòng)識(shí)別與核銷箱號(hào)、箱損、拖車號(hào)等海量人工重復(fù)勞動(dòng)，實(shí)現(xiàn)理貨作業(yè)信息作業(yè)自動(dòng)化采集，提高準(zhǔn)確率、效率。5G+AI智能理貨對網(wǎng)絡(luò)要求上行帶寬40～60Mbps，時(shí)延小于100ms時(shí)延。6.2.2

5G應(yīng)用場景及網(wǎng)絡(luò)需求分析OCR智能理貨5G智能理貨組網(wǎng)方案如圖6-28所示。智能理貨場景通過同步PLC數(shù)據(jù)，控制攝像頭進(jìn)行抓拍，在組網(wǎng)方案中視頻與PLC同路傳輸，因此只需部署1臺(tái)CPE，建立GRE隧道進(jìn)行傳輸。圖6-285G智能理貨組網(wǎng)方案6.2.2

5G應(yīng)用場景及網(wǎng)絡(luò)需求分析AGV與IGV輔助駕駛目前，現(xiàn)有AGV使用5.8GHzWi-Fi無線技術(shù)進(jìn)行車輛控制，存在通信可靠性低、易遭受無線干擾和網(wǎng)絡(luò)深度覆蓋能力不足等問題，利用5G實(shí)現(xiàn)AGV集群管理，AGV的自動(dòng)化指令下發(fā)和狀態(tài)上傳反饋等通信業(yè)務(wù)均通過5G網(wǎng)絡(luò)回傳至云端TOS系統(tǒng)，保證業(yè)務(wù)穩(wěn)定及時(shí)延可靠性。AGV單機(jī)對5G網(wǎng)絡(luò)上下行帶寬速率需求不低于500kbps,最大延時(shí)不超過200ms。5GAGV智能調(diào)度組網(wǎng)方案如圖6-29所示。AGV采用雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)的冗余架構(gòu)，故實(shí)際組網(wǎng)中雖然有兩臺(tái)CPE，但均傳輸控制信號(hào)，對時(shí)延要求較高（50ms以內(nèi)）。圖6-295GAGV智能調(diào)度組網(wǎng)方案6.2.2

5G應(yīng)用場景及網(wǎng)絡(luò)需求分析網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)5G智慧港口第一波應(yīng)用主要以龍門吊遠(yuǎn)控為主，屬于高清視頻回傳+PLC遠(yuǎn)控的場景。港口5G網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)與業(yè)務(wù)應(yīng)用場景和分布強(qiáng)相關(guān)，傳統(tǒng)的以基站為錨點(diǎn)的規(guī)劃思路需要轉(zhuǎn)變?yōu)橐詷I(yè)務(wù)場景和終端部署為參考點(diǎn)的無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和設(shè)計(jì)。需要解決如下三大挑戰(zhàn)：（1）多臺(tái)龍門吊應(yīng)用并發(fā)，對5G網(wǎng)絡(luò)上行容量要求高，需考慮多頻段組網(wǎng)。（2）高空信號(hào)視距傳輸，小區(qū)干擾、切換難控制。（3）路面信號(hào)覆蓋易受集裝箱遮擋，容易形成覆蓋弱區(qū)。6.2.3場景化解決方案網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)當(dāng)前港口行業(yè)均已投資建設(shè)數(shù)據(jù)中心，并滿足當(dāng)前及未來幾年內(nèi)的要求，對公有云的訴求是輕度的；針對有AI的需求，可在其自建的私有云上部署。港口5G專網(wǎng)整體架構(gòu)如圖6-30所示。港口5G業(yè)務(wù)場景主要圍繞5G無線網(wǎng)絡(luò)、終端、傳輸、核心網(wǎng)（本地MEC部署）新建實(shí)現(xiàn)，其中在港口區(qū)域部署的網(wǎng)絡(luò)及系統(tǒng)主要是以下兩部分：（1）網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，包括5G基站，傳輸及MEC等。（2）終端及路由設(shè)備，包括5GCPE及建立隧道用的AR路由器。6.2.3場景化解決方案圖6-30港口5G專網(wǎng)整體架構(gòu)組網(wǎng)方案-無線組網(wǎng)方案1.站點(diǎn)部署原則基站部署原則的示意圖如圖6-31所示。同頻站點(diǎn)規(guī)劃避免對打，若堆場內(nèi)有燈塔站點(diǎn)，可參考背靠背減少同頻干擾。天線選擇時(shí)，AAU兼顧堆場和岸橋的場景，盡量采用寬的水平和垂直波瓣天線。站高選擇需考慮重疊覆蓋，不宜過高或過低，可就近部署在附近燈塔的3層，保障高度和視距覆蓋。6.2.3場景化解決方案圖6-31基站部署原則的示意圖組網(wǎng)方案-無線組網(wǎng)方案2.終端部署原則（1）基避免終端距離基站過近。CPE點(diǎn)位選擇需要考慮覆蓋以及上行功率飽和問題，不能距離基站太近；經(jīng)實(shí)測驗(yàn)證，如果電平較高（如RSRP大于-68dBm），上行功率飽和，上行平均速率會(huì)下降。因此需要考慮調(diào)整終端位置，如終端距離基站大于30m。（2）終端歸屬小區(qū)保持穩(wěn)定，避免切換。針對堆場上行需求固定的點(diǎn)位，考慮toB終端的位置也相對穩(wěn)定，通過鎖頻、鎖定PCI等方式來保持接入到固定小區(qū)，減少終端由于信號(hào)波動(dòng)造成小區(qū)容量的沖擊，確保小區(qū)容量的穩(wěn)定和各個(gè)終端基本業(yè)務(wù)速率需求。針對移動(dòng)范圍較大終端，可考慮使用小區(qū)合并組網(wǎng)，避免小區(qū)切換導(dǎo)致時(shí)延過大。（3）CPE點(diǎn)位盡量少。針對龍門吊和無人集卡而言，需要使用雙CPE才能滿足需求，根據(jù)需求部署即可。針對視頻監(jiān)控類業(yè)務(wù)而言，盡量減少CPE的點(diǎn)位，減少鄰區(qū)上行干擾水平，匯聚到單CPE的攝像頭數(shù)量范圍在10～20個(gè)。6.2.3場景化解決方案組網(wǎng)方案-無線組網(wǎng)方案3.高可靠低時(shí)延設(shè)計(jì)方案高可靠低時(shí)延設(shè)計(jì)方案依賴于網(wǎng)絡(luò)部署模型，端到端時(shí)延評(píng)估主要有下面兩種場景。一是UE和云端服務(wù)通信場景，如圖6-32。典型應(yīng)用為遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)采集，遠(yuǎn)端控制。二是UE和UE通信場景，如圖6-33。典型應(yīng)用為近端數(shù)據(jù)采集，移動(dòng)端控制，近端邏輯控制。實(shí)驗(yàn)室測試表明，遠(yuǎn)中近點(diǎn)的部署位置，平均時(shí)延和時(shí)延可靠性的差異很大。尤其是在遠(yuǎn)點(diǎn)，劣化更加明顯。因此，如果對于前面提到的低時(shí)延方案，尤其是中、高檔穩(wěn)定低時(shí)延方案，需要滿足中近點(diǎn)部署。6.2.3場景化解決方案圖6-32UE和云端服務(wù)通信場景圖6-33UE和UE通信場景5G

Transmission：5G傳輸

networking：網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)方案-無線組網(wǎng)方案4.分場景無線方案描述（1）堆場龍門吊網(wǎng)絡(luò)方案AAU部署在堆場內(nèi)的加固燈桿或平臺(tái)上，AAU和CPE部署時(shí)，盡量高度相近，這樣可充分保障視距覆蓋，因此對于單個(gè)堆場，從覆蓋角度而言，覆蓋龍門吊使用一個(gè)AAU即可。根據(jù)單小區(qū)AAU容量口徑，多臺(tái)龍門吊并發(fā)時(shí)，若需求容量低于單小區(qū)容量口徑，使用單AAU覆蓋即可，若堆場內(nèi)并發(fā)的龍門吊比較多時(shí)，單小區(qū)容量比需求容量低，此時(shí)考慮開通大上行特性。若因周邊鄰區(qū)覆蓋，導(dǎo)致龍門吊的服務(wù)小區(qū)上行干擾很大，為保證遠(yuǎn)程控制的低時(shí)延高可靠要求，可進(jìn)一步考慮異頻部署。6.2.3場景化解決方案組網(wǎng)方案-無線組網(wǎng)方案4.分場景無線方案描述（2）堆場AGV網(wǎng)絡(luò)方案堆場內(nèi)AGV高度約3m，集裝箱全金屬結(jié)構(gòu)，穿損大，且層數(shù)實(shí)時(shí)變化，直接影響覆蓋，為保證堆場內(nèi)AGV的覆蓋，約400m×400m堆場內(nèi)可考慮部署兩個(gè)AAU覆蓋AGV。站點(diǎn)需依托高燈桿位置進(jìn)行建設(shè)。當(dāng)堆場內(nèi)部署的AGV數(shù)量較少時(shí)，可使用兩AAU部署覆蓋整個(gè)堆場，若AGV數(shù)量較多時(shí)，兩AAU容量不滿足要求，可考慮開通大上行特性方案。（3）OCR智能理貨網(wǎng)絡(luò)方案智能理貨對時(shí)延無訴求，可根據(jù)實(shí)際安裝環(huán)境部署AAU小區(qū)，達(dá)到覆蓋整個(gè)泊位區(qū)域。若使用同一小區(qū)同時(shí)覆蓋泊位的無人集卡和岸橋，需考慮容量是否滿足訴求，若容量不足以同時(shí)滿足兩項(xiàng)業(yè)務(wù)，需開通大上行特性。6.2.3場景化解決方案組網(wǎng)方案-承載網(wǎng)組網(wǎng)方案承載網(wǎng)部署策略需要綜合考慮港口5G基站的規(guī)劃情況和港口的用戶發(fā)展需求，統(tǒng)籌規(guī)劃端到端的傳輸專網(wǎng)建設(shè)。為保障5G網(wǎng)絡(luò)可靠的運(yùn)行，園區(qū)5G基站通過C-RAN/D-RAN方式接入到傳輸設(shè)備，前傳方案采用光纖直驅(qū)/無源波分的形式。無線側(cè)基帶處理單元（BuildingBasebandUnit，BBU）與承接接入設(shè)備對接，可根據(jù)用戶的需求，特別是港口企業(yè)涉及遠(yuǎn)程控制、安全生產(chǎn)、應(yīng)急通信等特殊場景需要網(wǎng)絡(luò)優(yōu)先保障，可通過定制通信卡方式進(jìn)行切片選擇和優(yōu)先級(jí)調(diào)度，并通過不同傳輸管道綁定DNN滿足不同業(yè)務(wù)場景應(yīng)用。運(yùn)營的承載網(wǎng)采用了不同的傳輸技術(shù)，若采用的是SPN技術(shù)，其設(shè)備為分組傳送網(wǎng)（PacketTransportNetwork，PTN）產(chǎn)品；若采用的是IP無線接入網(wǎng)（IPRadioAccessNetwork，IPRAN）技術(shù)，其設(shè)備為接入傳輸網(wǎng)絡(luò)（AccessTransportNetwork，ATN）產(chǎn)品。港口行業(yè)需根據(jù)運(yùn)營商選擇相應(yīng)傳輸設(shè)備進(jìn)行工業(yè)園區(qū)傳輸組網(wǎng)。6.2.3場景化解決方案組網(wǎng)方案-承載網(wǎng)組網(wǎng)方案根據(jù)園區(qū)的大小和基站的分布情況，可以選擇SPN/IPRAN一層組網(wǎng)或兩層組網(wǎng)，針對BBU是CRAN組網(wǎng)的方式，推薦一層組網(wǎng)；如果BBU是DRAN場景，并且跨不同地點(diǎn)的多個(gè)機(jī)樓，或者園區(qū)比較大，推薦兩層組網(wǎng)；具體建議參見下表：6.2.3場景化解決方案BBU放置位置BBU數(shù)量組網(wǎng)層級(jí)同機(jī)房X≤8一層8＜X≤12一層X＞12二層接入層匯聚層跨機(jī)房不限二層接入層匯聚層組網(wǎng)方案-核心網(wǎng)組網(wǎng)方案邊緣網(wǎng)關(guān)組網(wǎng)方案中，運(yùn)營商一般在大區(qū)中心建設(shè)網(wǎng)絡(luò)云數(shù)據(jù)中心，并面向垂直行業(yè)統(tǒng)一規(guī)劃5GSA行業(yè)網(wǎng)切片，采用虛擬化方式部署核心網(wǎng)控制面網(wǎng)元。5GSA行業(yè)網(wǎng)絡(luò)切片可根據(jù)港口行業(yè)特點(diǎn)和業(yè)務(wù)模式，為行業(yè)用戶提供靈活可定制的用戶面網(wǎng)元部署方案，通過用戶面按需下沉，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)流量本地匯聚和數(shù)據(jù)分流。用戶面下沉作為實(shí)現(xiàn)5G邊緣計(jì)算的前置條件，為港口行業(yè)提供了豐富、高效的網(wǎng)絡(luò)性能，邊緣計(jì)算通過在靠近數(shù)據(jù)源或用戶的地方提供計(jì)算、存儲(chǔ)等基礎(chǔ)設(shè)施，基于IT架構(gòu)和云計(jì)算的能力為邊緣應(yīng)用提供運(yùn)行在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)邊緣的、運(yùn)行特定任務(wù)的云服務(wù)。UPF作為邊緣計(jì)算的用戶面實(shí)現(xiàn)邊數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功能，邊緣計(jì)算平臺(tái)系統(tǒng)為邊緣應(yīng)用提供運(yùn)行環(huán)境并實(shí)現(xiàn)對邊緣應(yīng)用的管理。在5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中，邊緣UPF可實(shí)現(xiàn)港口內(nèi)外業(yè)務(wù)分流，并可作為專網(wǎng)業(yè)務(wù)錨點(diǎn)UPF完成本地流量卸載，港口內(nèi)本地分流需要覆蓋港口內(nèi)所有基站。在行業(yè)自動(dòng)化、信息化不斷提升的大背景下，大型港口對數(shù)據(jù)安全性提出了更為嚴(yán)格的要求，同時(shí)，龍門吊遠(yuǎn)程控制、AGV/IGV、智能理貨等港口行業(yè)典型應(yīng)用對于邊緣計(jì)算提出數(shù)據(jù)保護(hù)、極低時(shí)延、節(jié)省傳輸、能力開放的需求。6.2.3場景化解決方案設(shè)備選型5GtoB站點(diǎn)在部署場景上需要結(jié)合覆蓋場景部署限制來合理選擇。當(dāng)前5GtoB基站主要設(shè)備能力見下表：6.2.3場景化解決方案產(chǎn)品形態(tài)技術(shù)規(guī)格多天線與配對能力特點(diǎn)及適用場景AAU天線數(shù)目：64T64R功率：320W體積重量：體積大，承重要求高支持多用戶?多輸入多輸出（Multi-UserMultiple-InputMultiple-Output，MU-MIMO）配對，支持上行4流配對，小區(qū)峰值容量大；抗干擾能力最強(qiáng)安裝空間最大，承重要求最高覆蓋距離最遠(yuǎn)、垂直寬，適用室外以及室內(nèi)相對空曠場景桿站天線數(shù)目：8T8R功率：功率小于AAU體積重量：體積小于AAU，有一定的承重要求MU-MIMO配對能力差安裝空間較小，有一定承重要求；覆蓋距離較遠(yuǎn)設(shè)備選型港口為廣域室外場景，無線環(huán)境相對空曠，波束易展開，整體可采用AAU或桿站作為主部署演進(jìn)，設(shè)備選型原則如下：（1）有鐵塔、燈塔或者加固型燈塔型的堆場，堆場中集裝箱穿損比較大，且要求覆蓋的距離遠(yuǎn)，業(yè)務(wù)的分布高低兼顧，推薦使用AAU。（2）需要補(bǔ)盲的重點(diǎn)區(qū)域，或只需覆蓋部分區(qū)域（100～200m），可在承重有限的燈桿上部署桿站。6.2.3場景化解決方案項(xiàng)目背景浙江某港口是中國大型和特大型深水泊位最多的港口。該港口有19個(gè)港區(qū)，共有生產(chǎn)泊位620多座。2018年貨物吞吐量超10億噸，繼續(xù)保持超10億噸超級(jí)大港地位，全球港口排名實(shí)現(xiàn)十連冠；年集裝箱吞吐量超2600萬標(biāo)準(zhǔn)箱。港口當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀如下：（1）光纖為主：Wi-Fi有效覆蓋范圍?。s30m），沿海多臺(tái)風(fēng)，AP不穩(wěn)定，難以大規(guī)模室外部署，當(dāng)前港區(qū)網(wǎng)絡(luò)傳輸以光纖為主。（2）層二組網(wǎng)：港區(qū)當(dāng)前龍門吊上工業(yè)控制PLC系統(tǒng)為二層協(xié)議，PLC信號(hào)和攝像頭監(jiān)控流量通過有線接入企業(yè)L2網(wǎng)絡(luò)和控制室互通。（3）網(wǎng)絡(luò)隔離：生產(chǎn)網(wǎng)、安防網(wǎng)、辦公網(wǎng)互相隔離，獨(dú)立煙囪系統(tǒng)。6.2.4應(yīng)用案例痛點(diǎn)分析目前，痛點(diǎn)分析如下：（1）每臺(tái)吊車需部署PLC控制和監(jiān)控視頻，部署線纜的費(fèi)用約為200萬人民幣，且游動(dòng)龍門吊需靈活移動(dòng)，損耗快，需每兩年更換一次。（2）每個(gè)吊車需操作員24小時(shí)輪流工作，多人操作人力成本高。（3）吊車工作條件艱苦。（4）Wi-FiAP抗雷擊能力弱，故障率高，網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量差。（5）橋吊之間相互遮擋，容易形成網(wǎng)絡(luò)盲區(qū)。（6）視頻回傳目前采用有線連接，線纜成本高，擴(kuò)展性差。6.2.4應(yīng)用案例解決方案選取龍門吊遠(yuǎn)程控制場景進(jìn)行改造，并驗(yàn)證遠(yuǎn)程操控性能。龍門吊遠(yuǎn)控主要由控制流和視頻流兩種業(yè)務(wù)流構(gòu)成，其中控制流有低時(shí)延高可靠的要求，視頻流需要保障一定的容量，維持視頻的流暢。每臺(tái)龍門吊上部署18路1080P高清攝像頭，視頻回傳至中控室，輔助工作人員通過PLC遙控桿實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)移動(dòng)、抓舉集裝箱等遠(yuǎn)程操控。梅山港區(qū)，唯一全電龍門吊碼頭，橋吊28臺(tái)，輪胎吊91臺(tái)，計(jì)劃對6#和7#堆的6臺(tái)輪胎吊做無線遠(yuǎn)程操控改造。6.2.4應(yīng)用案例解決方案1.整體解決方案針對此港口整體解決方案如下：(1)龍門吊遠(yuǎn)控關(guān)鍵參數(shù)：PLC發(fā)送周期16ms，看門狗（Watchdog）時(shí)延224ms,視頻上行帶寬30Mbps/臺(tái)。(2)無線組網(wǎng)方案：港口對上行容量有較高訴求，使用AAU宏站做連續(xù)覆蓋，13個(gè)小區(qū)滿足上行容量訴求；ToB的大上行業(yè)務(wù)易導(dǎo)致鄰區(qū)上行強(qiáng)干擾，使用異頻組網(wǎng)緩減干擾。(3)低時(shí)延高可靠：龍門吊控制流有較高的低時(shí)延高可靠要求。為提高可靠性能，使用AR路由器的雙發(fā)選收機(jī)制。(4)

5QI規(guī)劃：采用雙CPE分別承載兩種業(yè)務(wù)類型，控制流5QI為6，視頻流5QI為8。(5)CPE終端選型：CPE選型，考慮港口業(yè)務(wù)時(shí)延穩(wěn)定性要求較高，優(yōu)選匹配+24V單元POE供電模塊的工業(yè)級(jí)CPE。(6)

CPE鎖小區(qū)：針對同一堆場或者業(yè)務(wù)發(fā)生在同一個(gè)5G覆蓋小區(qū)范圍內(nèi)，建議對CPE進(jìn)行鎖頻、鎖小區(qū)，避免因CPE在5G小區(qū)間頻繁切換影響業(yè)務(wù)。6.2.4應(yīng)用案例解決方案2.實(shí)測指標(biāo)實(shí)測雙向RTT時(shí)延約10.6ms，時(shí)延抖動(dòng)平均1.7ms，滿足PLC遠(yuǎn)程控制小于18ms的時(shí)延要求。上行平均速率161Mbps，滿足單臺(tái)龍門吊攝像頭上行傳輸需求，監(jiān)控視頻清晰無卡頓，可精準(zhǔn)輔助龍門吊遠(yuǎn)程作業(yè)。3.解決方案端到端設(shè)備清單龍門吊遠(yuǎn)控改造涉及無線網(wǎng)、承載網(wǎng)、核心網(wǎng)、第三方配套軟件，龍門吊遠(yuǎn)控解決方案設(shè)備清單如表所示。6.2.4應(yīng)用案例領(lǐng)

域名

稱數(shù)

量終端5GCPE2臺(tái)無線網(wǎng)AAU8臺(tái)無線網(wǎng)BBU4臺(tái)承載網(wǎng)SPN3臺(tái)核心網(wǎng)MEC6臺(tái)核心網(wǎng)5GC1套數(shù)據(jù)通信交換機(jī)2臺(tái)數(shù)據(jù)通信交換機(jī)1臺(tái)數(shù)據(jù)通信防火墻2臺(tái)數(shù)據(jù)通信VXLAN2臺(tái)第三方配套PLC控制系統(tǒng)1套業(yè)務(wù)價(jià)值實(shí)測龍門吊遠(yuǎn)控業(yè)務(wù)可以節(jié)省線纜、設(shè)備、人力等多方面成本，并提升工作效率：1.省線纜每臺(tái)龍門吊有線光纜+電纜每兩年需更換一次，更換總成本約200萬元人民幣，約合100萬元/臺(tái)/年。2.省設(shè)備無線替代有線，多臺(tái)游動(dòng)吊車可并行工作，提升50%工作效率，實(shí)際降低了港口龍門吊設(shè)備購置數(shù)量，按每臺(tái)價(jià)格500萬元人民幣、10年折舊計(jì)算，可節(jié)省25萬元/臺(tái)/年。3.省人力傳統(tǒng)控制每臺(tái)需3人輪換，遠(yuǎn)程控制后，1人可同時(shí)操控3～6臺(tái)龍門吊，大幅降低人力成本，以同時(shí)操控4臺(tái)、人力成本10萬元/人/年計(jì)算，可節(jié)省27.5萬元/臺(tái)/年。6.2.4應(yīng)用案例依托5G+云+AI技術(shù)，到2025年，我們要在世界一流港口建設(shè)取得重要進(jìn)展，主要港口綠色、智慧、安全發(fā)展實(shí)現(xiàn)重大突破，地區(qū)性重要港口和一般港口專業(yè)化、規(guī)模化水平明顯提升。到2035年，全國港口發(fā)展水平整體躍升，主要港口總體達(dá)到世界一流水平，若干個(gè)樞紐港口建成世界一流港口，引領(lǐng)全球港口綠色發(fā)展、智慧發(fā)展。本節(jié)先介紹了港口行業(yè)的趨勢和業(yè)務(wù)痛點(diǎn)，再詳細(xì)講解了5G在港口的應(yīng)用場景、5G港口專網(wǎng)整體解決方案及行業(yè)實(shí)踐案例。通過本節(jié)的學(xué)習(xí)，讀者應(yīng)該對5G在港口行業(yè)的解決方案有一定的了解，知曉產(chǎn)業(yè)的進(jìn)展和應(yīng)用場景。6.2.5本節(jié)小結(jié)6.3

5G+煤礦行業(yè)行業(yè)應(yīng)用與解決方案

我國現(xiàn)已研發(fā)出礦用5G系統(tǒng)，并在煤礦井下獲得初步應(yīng)用，展現(xiàn)出良好的效果和廣闊的應(yīng)用前景。5G新技術(shù)在煤礦的融合應(yīng)用，必將改變煤礦傳統(tǒng)的生產(chǎn)組織與用工形式，打破安全、環(huán)境等對煤炭開發(fā)利用的制約。

下面從煤礦行業(yè)洞察，5G應(yīng)用場景及網(wǎng)絡(luò)分析，場景化解決方案，應(yīng)用案例等方面介紹5G如何使能煤礦行業(yè)。6.3.1煤礦行業(yè)洞察煤礦行業(yè)簡介煤礦行業(yè)是指以煤礦資源開采和運(yùn)輸為主的一個(gè)產(chǎn)業(yè)，我國能源面臨“富煤、貧油、少氣”的格局，煤礦儲(chǔ)量相對豐富，是國家能源的主要來源之一，也是國家經(jīng)濟(jì)的重要支柱之一。圖6-36煤礦消費(fèi)行業(yè)1.煤炭消費(fèi)行業(yè)中國是煤礦的生產(chǎn)和消費(fèi)大國，煤礦消費(fèi)遍布發(fā)電、鋼鐵、建材等行業(yè)，如圖6-36所示，短期難以替代。6.3.1煤礦行業(yè)洞察煤礦行業(yè)簡介2.中國煤礦市場格局2019年，我國原煤產(chǎn)量超億噸的煤礦企業(yè)有7家，分別為國家能源集團(tuán)、中煤能源集團(tuán)、同煤集團(tuán)、陜煤集團(tuán)、兗礦集團(tuán)、山東能源集團(tuán)和山西焦煤集團(tuán)，合計(jì)約14.6億噸，占全國總產(chǎn)量38%，如圖6-37所示。中國煤礦資源分布極不平衡，北邊和西邊煤礦資源較為豐富，東邊和南邊煤礦資源較少。從而形成了“北煤南運(yùn)”和“西煤東調(diào)”的基本格局。圖6-37中國7大煤礦企業(yè)6.3.1煤礦行業(yè)洞察煤礦行業(yè)簡介3.煤礦作業(yè)流程煤礦一般分為露天礦和井工礦兩大類，露天礦是把覆蓋在礦體上部及其周圍的浮土和圍巖剝?nèi)?，把廢石運(yùn)到排土場，從露天的礦體上直接采掘礦石。當(dāng)?shù)V體埋藏較淺或地表有露頭時(shí)，應(yīng)用露天開采比地下開采優(yōu)越。剝?nèi)ド喜繋r土的工作稱為剝離。剝離巖土量與采出礦石量的比例稱為剝采比，剝采比過大的露天礦，露天開采成本高，應(yīng)改用地下開采的方法。露天煤礦又分為山坡露天礦（如圖6-38所示）和凹陷露天礦（如圖6-39所示）。圖6-38山坡露天礦實(shí)景圖6-39凹陷露天礦實(shí)景6.3.1煤礦行業(yè)洞察煤礦行業(yè)簡介3.煤礦作業(yè)流程井工煤礦就是進(jìn)行地下開采的煤礦，采掘面位于地下，可以有多個(gè)開采面。通過豎井或者斜井連接地面，作為人員和礦石運(yùn)輸通道。井工煤礦示意圖如圖6-40所示，井工煤礦實(shí)景圖如圖6-41所示。圖6-40井工煤礦示意圖圖6-41井工煤礦實(shí)景圖6.3.1煤礦行業(yè)洞察煤礦行業(yè)簡介3.煤礦作業(yè)流程煤礦開采的基本業(yè)務(wù)流程，從地質(zhì)勘探、露天開拓或井下開拓、露天開采或井下開采、粗加工、運(yùn)輸、按照不同功能進(jìn)行加工并綜合利用，如圖6-42所示。（1）地質(zhì)勘探：勘探一座礦床需要2～5年時(shí)間。（2）開拓：大型礦開拓需要3～7年時(shí)間，中型礦開拓需要2～3年時(shí)間。（3）開采：生產(chǎn)周期需要30～50年時(shí)間。圖6-42煤礦開采基本流程6.3.1煤礦行業(yè)洞察煤礦行業(yè)簡介3.煤礦作業(yè)流程露天礦山，開采流程主要包括穿孔、爆破、鏟裝、運(yùn)輸、破碎、排巖等，如圖6-43所示。圖6-43露天礦山開采流程6.3.1煤礦行業(yè)洞察煤礦行業(yè)簡介3.煤礦作業(yè)流程井工煤礦的作業(yè)界面如圖6-44所示。（1）主巷道：巷道長度十至上百千米，大部分可以通行兩輛車。（2）管線：管線沿著主巷道布置，包括電纜電線、光纖、瓦斯抽采管道等。（3）綜采面：采煤工作面，一般2～4m高（取決于煤層的厚度），寬300m，長度2km以上。（4）主工作巷道：井下生產(chǎn)系統(tǒng)監(jiān)控中心和檢修巷道。（5）輸煤皮帶：即時(shí)輸送到井上洗煤中心。（6）機(jī)電硐室：煤礦關(guān)鍵電器設(shè)備存放。（7）地面監(jiān)控指揮中心：遠(yuǎn)程監(jiān)控與控制。圖6-44井工煤礦作業(yè)界面6.3.1煤礦行業(yè)洞察煤礦行業(yè)簡介3.煤礦作業(yè)流程井工礦業(yè)務(wù)流程：主要包括落礦/采掘、運(yùn)輸、選礦等主要環(huán)節(jié)如圖6-45所示。（1）落礦/采掘：一般采用綜采設(shè)備、連采設(shè)備、爆破等方法，將礦石切割成細(xì)小塊狀，并自動(dòng)掉落到下方的運(yùn)輸平臺(tái)。（2）運(yùn)輸：礦石掉落后，通過皮帶系統(tǒng)從井下自動(dòng)運(yùn)出。（3）選礦：礦石經(jīng)過皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)到達(dá)選礦中心，進(jìn)行洗選處理，過濾雜質(zhì)，按照成色分類后向外運(yùn)輸。圖6-45井工礦山開采流程6.3.1煤礦行業(yè)洞察煤礦行業(yè)簡介4.煤礦設(shè)備介紹井工煤礦常見設(shè)備包括掘進(jìn)機(jī)、支架系統(tǒng)、采煤機(jī)、皮帶運(yùn)輸機(jī)和膠輪機(jī)等。掘進(jìn)機(jī)是用于平直地面開鑿巷道的機(jī)器，如圖6-46所示，主要由行走機(jī)構(gòu)、工作機(jī)構(gòu)、裝運(yùn)機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)載機(jī)構(gòu)組成。隨著行走機(jī)構(gòu)向前推進(jìn)，工作機(jī)構(gòu)中的切割頭不斷破碎巖石，并將碎巖運(yùn)走。礦山支架是指安裝在礦山巷道中起支撐巖石作用的設(shè)備，如圖6-47所示。其作用是控制圍巖的移動(dòng)，防止圍巖冒落，以保持巷道的安全。圖6-46掘進(jìn)機(jī)圖6-47礦山支架6.3.1煤礦行業(yè)洞察煤礦行業(yè)簡介4.煤礦設(shè)備介紹采煤機(jī)是一個(gè)集機(jī)械、電氣和液壓為一體的大型復(fù)雜系統(tǒng)，一般由截割部、裝載部、行走部(牽引部)、電動(dòng)機(jī)、操作控制系統(tǒng)和輔助裝置等部分組成，如圖6-48所示。在采煤工作面，采煤機(jī)把煤從煤體上破落下來(破煤)并裝入工作面輸送機(jī)(裝煤)。采煤機(jī)按調(diào)定的牽引速度行走(牽引)，使破煤和裝煤工序能夠連續(xù)不斷地進(jìn)行。皮帶輸送機(jī)是煤礦井下輸送機(jī)械的一種，是運(yùn)用皮帶的無極運(yùn)動(dòng)運(yùn)輸物料的機(jī)械，如圖6-49所示。物料被連續(xù)地送到運(yùn)輸帶上，并隨著輸送帶一起運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)對物料的輸送。圖6-48采煤機(jī)圖6-49皮帶輸送機(jī)6.3.1煤礦行業(yè)洞察煤礦行業(yè)簡介4.煤礦設(shè)備介紹防爆膠輪車是井下設(shè)備及材料運(yùn)輸?shù)膶Ｓ眠\(yùn)輸設(shè)備，如圖6-50所示，操作方便。是井下設(shè)備維修及原材料運(yùn)輸?shù)闹匾ぞ摺Ｂ短烀旱V常見設(shè)備包括挖掘機(jī)、礦用卡車等。常見的挖掘機(jī)結(jié)構(gòu)包括動(dòng)力裝置，工作裝置，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，操縱機(jī)構(gòu)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，行走機(jī)構(gòu)和輔助設(shè)施等，如圖6-51所示，主要負(fù)責(zé)礦山的各種挖掘作業(yè)。礦用卡車是在露天礦山為完成巖石土方剝離與礦石運(yùn)輸任務(wù)而使用的一種重型自卸車如圖6-52所示。圖6-50防爆膠輪車圖6-51挖掘機(jī)圖6-52礦用卡車6.3.1煤礦行業(yè)洞察煤礦行業(yè)趨勢工業(yè)和信息化部、科學(xué)技術(shù)部、國家發(fā)展改革委等八部門于2020年發(fā)布了《關(guān)于加快煤礦智能化發(fā)展的指導(dǎo)意見》，要求加快推進(jìn)煤礦行業(yè)供給側(cè)的結(jié)構(gòu)性改革，推動(dòng)智能化技術(shù)與煤礦產(chǎn)業(yè)的融合發(fā)展，提升煤礦智能化水平。煤礦智能化發(fā)展的3個(gè)階段性目標(biāo)如圖6-53所示，即到2021年，建成多種類型、不同模式的智能化示范煤礦。到2025年，大型煤礦和災(zāi)害嚴(yán)重煤礦基本實(shí)現(xiàn)智能化。到2035年，各類煤礦基本實(shí)現(xiàn)智能化，構(gòu)建多產(chǎn)業(yè)鏈、多系統(tǒng)集成的煤礦智能化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)無人化煤礦生產(chǎn)。圖6-53煤礦智能化趨勢6.3.1煤礦行業(yè)洞察煤礦行業(yè)痛點(diǎn)（1）作業(yè)環(huán)境艱苦，人員安全問題突出。（2）招工難，礦石運(yùn)輸成本高，人工操作效率低。（3）規(guī)章制度齊全，缺乏有效監(jiān)管手段，人力巡查成本高、效率低。（4）當(dāng)前ICT系統(tǒng)，煙囪式網(wǎng)絡(luò)、部署維護(hù)成本高，嚴(yán)重制約了數(shù)據(jù)流通。主要表現(xiàn)為：礦山應(yīng)用間點(diǎn)對點(diǎn)集成，耦合度高，系統(tǒng)接口難以管理與運(yùn)維，數(shù)據(jù)集成時(shí)效性差；大量設(shè)備對接困難，IT-OT無法融合，難以對海量設(shè)備數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與建模；適配云戰(zhàn)略，潛在帶來跨云接口、消息集成復(fù)雜度增加、可靠性與安全成為挑戰(zhàn)；跨集團(tuán)、供應(yīng)商、精煉廠之間系統(tǒng)跨網(wǎng)集成，帶來集成安全、協(xié)議轉(zhuǎn)換挑戰(zhàn)。6.3.2

5G應(yīng)用場景及網(wǎng)絡(luò)需求分析高清視頻監(jiān)控當(dāng)前的視頻監(jiān)控系統(tǒng)大部分是礦業(yè)企業(yè)在早期部署的，具有基本的監(jiān)控功能，但是存在幾個(gè)常見的問題：1.固網(wǎng)傳輸，部署攝像頭不靈活，在有限的地方部署；2.視頻攝像頭分辨率不高，導(dǎo)致拍攝的視頻畫面或者圖片不清晰，不容易做出準(zhǔn)確的判斷；3.針對移動(dòng)場景的監(jiān)控，還需要人工進(jìn)行巡檢，消耗人工成本。實(shí)時(shí)監(jiān)控礦區(qū)人員、環(huán)境及生產(chǎn)安全，需要在關(guān)鍵位置部署高清攝像頭，實(shí)現(xiàn)礦區(qū)作業(yè)可視可管。通常需要在每2千米采煤巷道部署30～50個(gè)攝像頭，每20千米輸煤皮帶部署50～100個(gè)攝像頭，綜采面部署20～30個(gè)攝像頭。為實(shí)現(xiàn)礦區(qū)清晰可見，使用1080P高清攝像頭，單個(gè)攝像頭需要2～8Mbps帶寬。6.3.2

5G應(yīng)用場景及網(wǎng)絡(luò)需求分析統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)接入井下6大系統(tǒng)包括采煤系統(tǒng)、運(yùn)輸系統(tǒng)、掘進(jìn)系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)和機(jī)電系統(tǒng)如圖6-54所示，各系統(tǒng)設(shè)備商自集成通信系統(tǒng)，用于信號(hào)采集和傳輸。各系統(tǒng)獨(dú)立組網(wǎng)，缺乏歸一融合平臺(tái)，運(yùn)維復(fù)雜，演進(jìn)困難。面對礦區(qū)大量傳感器、礦區(qū)檢修人員通信、視頻監(jiān)控等業(yè)務(wù)，5G作為統(tǒng)一的通信網(wǎng)絡(luò)，消除信息孤島，利用5G網(wǎng)絡(luò)超大連接能力和超大帶寬實(shí)現(xiàn)人、機(jī)、環(huán)境海量數(shù)據(jù)上傳。圖6-54井下6大系統(tǒng)6.3.2

5G應(yīng)用場景及網(wǎng)絡(luò)需求分析遠(yuǎn)程設(shè)備操控井工煤礦中需要遠(yuǎn)程操控的設(shè)備主要包括掘進(jìn)機(jī)和采煤機(jī)，露天煤礦中需要遠(yuǎn)程操控的設(shè)備主要包括電鏟和礦卡。掘進(jìn)機(jī)的遠(yuǎn)程控制可分為視頻流、狀態(tài)流和控制流。為提供可靠的人工異常干預(yù)—緊急停止功能，視頻+控制總延遲要求不超過500ms，其中視頻子系統(tǒng)的平均延遲450ms，控制鏈路的RTT延遲最大不超過50ms。建議保證控制鏈路優(yōu)先，在異常干預(yù)時(shí)，避免網(wǎng)絡(luò)擁塞造成的延遲。掘進(jìn)機(jī)的遠(yuǎn)程操控對網(wǎng)絡(luò)的需求見下表：

類型規(guī)格應(yīng)用層指標(biāo)（KQI）基本網(wǎng)絡(luò)需求上行攝像機(jī)6路標(biāo)準(zhǔn)1080P（可配置2～8Mbps，至少2Mbps），視頻（300ms抖動(dòng)緩存），無卡頓2Mbps×2.5×6×0.8=24Mbps激光雷達(dá)2個(gè)在本地工控機(jī)采樣，遠(yuǎn)程控制可視化1Mbps數(shù)據(jù)采集1路周期50ms的數(shù)據(jù)采集500kbpsTCPACK1路對應(yīng)下行控制信息，需保證ACK傳輸優(yōu)先，不受影響網(wǎng)絡(luò)擁塞影響30kbps上行總帶寬26Mbps下行電機(jī)控制1路周期50ms，1.4KB300kbpsRTT＜50ms@99.99%6.3.2

5G應(yīng)用場景及網(wǎng)絡(luò)需求分析遠(yuǎn)程設(shè)備操控采煤機(jī)的遠(yuǎn)程控制如圖6-55所示，同樣分為視頻流、狀態(tài)流和控制流。視頻流：采煤機(jī)本地安裝2個(gè)高清攝像頭，遠(yuǎn)程操作平臺(tái)的監(jiān)控主機(jī)，基于作業(yè)場景實(shí)時(shí)拉取相應(yīng)的畫面，并實(shí)時(shí)顯示2個(gè)攝像頭畫面。狀態(tài)流：遠(yuǎn)程操作平臺(tái)的工控機(jī)HMI實(shí)時(shí)顯示接收來自采煤機(jī)PLC和雷達(dá)等的傳感器數(shù)據(jù)，主要信息包括：機(jī)身與巷道中軸線偏移角、機(jī)身俯仰角、傾角等?？刂屏鳎航Y(jié)合遠(yuǎn)程操控平臺(tái)上的HMI畫面和視頻畫面，操作員執(zhí)行控制動(dòng)作，產(chǎn)生PLC控制指令，并下發(fā)到采煤機(jī)本地執(zhí)行PLC，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)采煤機(jī)控制。圖6-55遠(yuǎn)程控制采煤機(jī)6.3.2

5G應(yīng)用場景及網(wǎng)絡(luò)需求分析遠(yuǎn)程設(shè)備操控和遠(yuǎn)程操控挖掘機(jī)一樣，遠(yuǎn)程操控采煤機(jī)要求控制鏈路的RTT延遲最大不超過50ms。采煤機(jī)的遠(yuǎn)程操控對網(wǎng)絡(luò)的需求見下表：

類型數(shù)量應(yīng)用層指標(biāo)（KQI）基本網(wǎng)絡(luò)需求上行攝像機(jī)2路標(biāo)準(zhǔn)1080P（可配置2～8Mbps，至少2Mbps），視頻（300ms抖動(dòng)緩存），無卡頓2Mbps×2.5×2×0.8=8Mbps數(shù)據(jù)采集1路周期50ms的數(shù)據(jù)采集500kbpsTCPACK1路需保證ACK傳輸優(yōu)先，不受影響網(wǎng)絡(luò)擁塞影響30kbps上行總帶寬9Mbps下行電機(jī)控制1路周期50ms，1.4KB300kbps,RTT＜50ms@99.99%6.3.25G應(yīng)用場景及網(wǎng)絡(luò)需求分析遠(yuǎn)程設(shè)備操控采煤區(qū)是露天煤礦的核心作業(yè)區(qū)域，主要包括大型吊斗鏟挖掘作業(yè)、多電鏟同時(shí)采掘和礦卡運(yùn)輸作業(yè)類型，在露天煤礦場景