廣東電網(wǎng)廣州供電局研制的兩棲帶電作業(yè)機(jī)器人依托5G網(wǎng)絡(luò)行動(dòng)自如、起降靈敏。 徐濤 攝
5G讓智能巡檢又穩(wěn)又快。圖為深圳供電局500千伏鵬城站智能巡檢機(jī)器人正在工作。 黃志偉 攝
“4G改變生活，5G改變社會(huì)。”不同于傳統(tǒng)4G網(wǎng)絡(luò)“一條管道、盡力而為”的工作模式，在5G時(shí)代，運(yùn)營(yíng)商可以基于統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施提供差異化體驗(yàn)的“虛擬專用網(wǎng)絡(luò)”，以適配不同行業(yè)用戶多樣化業(yè)務(wù)場(chǎng)景對(duì)網(wǎng)絡(luò)的需求。
電網(wǎng)行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略對(duì)電力通信網(wǎng)提出了更高要求，而5G“大帶寬、低時(shí)延、廣連接”的三大原生特性，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)切片、邊緣計(jì)算等創(chuàng)新技術(shù)，能夠很好地匹配泛在、靈活、經(jīng)濟(jì)、安全、可靠的電力通信需求。
南方電網(wǎng)公司自2017年已開展5G+智能電網(wǎng)應(yīng)用研究，攜手各方共建5G+智能電網(wǎng)生態(tài)圈。今年初，進(jìn)一步明確，與國內(nèi)電信運(yùn)營(yíng)商合作，促進(jìn)雙方在5G應(yīng)用領(lǐng)域的互補(bǔ)與粘合。
在5G的加持下，智能電網(wǎng)的應(yīng)用場(chǎng)景被抱以巨大的想象空間。南方電網(wǎng)計(jì)劃的5G+智能電網(wǎng)示范應(yīng)用場(chǎng)景就有五十多個(gè)。那么，這些應(yīng)用場(chǎng)景究竟有哪些？又將帶來哪些顛覆性的改變呢？
5G+智能巡檢
機(jī)器人即刻“起飛”
在500千伏深圳變電站，深圳供電局工作人員在手提電腦上輕輕一點(diǎn)，站內(nèi)的巡檢機(jī)器人瞬間自如地開始工作。只見它沿著設(shè)定的軌跡緩緩前進(jìn)，頭部攝像頭不時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)設(shè)備上的開關(guān)、壓板、指示燈、儀表等進(jìn)行識(shí)別和讀數(shù)，與以往不同的是，此次擔(dān)任信號(hào)傳輸?shù)?ldquo;使者”是5G網(wǎng)絡(luò)。
5G是新一代信息通信技術(shù)升級(jí)的重要方向，具有“大帶寬、低延時(shí)、廣連接”的優(yōu)勢(shì)。借助5G技術(shù)，巡檢機(jī)器人在接受信息和任務(wù)指令、傳輸高清視頻流時(shí)更加快捷，有效地提升了巡檢效率。
巡檢是變電站運(yùn)行安全的重要保障。隨著經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展，電網(wǎng)規(guī)模越來越大，輸變電設(shè)備的數(shù)量也越來越多，智能巡檢機(jī)器人便應(yīng)運(yùn)而生，500千伏深圳變電站5G巡檢機(jī)器人更是南方電網(wǎng)首例。
“以往，變電站的智能巡檢機(jī)器人應(yīng)用只能通過4G或WiFi網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。受4G和WiFi技術(shù)的上行帶寬不足、時(shí)延高、安全性不足等限制，巡檢機(jī)器人難以大范圍推廣。”深圳供電局相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹道，“而5G解決了這些問題。”
5G網(wǎng)絡(luò)的速率是4G網(wǎng)絡(luò)的幾十倍。數(shù)據(jù)信息從網(wǎng)絡(luò)一端傳輸?shù)搅硪欢怂钑r(shí)間低至1毫秒，快到“無感”。這使巡檢機(jī)器人不僅能夠?qū)崟r(shí)接受信息和任務(wù)指令，還能實(shí)時(shí)把高清視頻圖像回傳至指揮中心，對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀況進(jìn)行分析和診斷，巡檢和運(yùn)維效率大幅提升。
在東莞供電局500千伏縱江站，5G無人機(jī)停機(jī)坪的建成揭開了全程自動(dòng)無人機(jī)智能化巡視作業(yè)的新篇章。在疫情期間，該局在變電站特巡工作中運(yùn)用“機(jī)器人+無人機(jī)”對(duì)站內(nèi)設(shè)備實(shí)行“上天入地”式巡檢，并應(yīng)用智能巡檢技術(shù)——5G無人機(jī)停機(jī)坪進(jìn)行保供電工作。
以往，變電站、輸電線路設(shè)備巡視，須出動(dòng)多名技術(shù)人員駕車攜帶無人機(jī)奔赴各巡視點(diǎn)操作，巡視影像需帶回辦公場(chǎng)所進(jìn)行數(shù)據(jù)拷貝后才可供后方專家查看分析。而現(xiàn)在只需要值班人員下發(fā)“保供電巡視”任務(wù)命令，無人機(jī)即可自動(dòng)執(zhí)行巡視任務(wù)，在飛回停機(jī)坪自動(dòng)更換電池期間，依托5G網(wǎng)絡(luò)大帶寬特性，以700兆比特每秒的高速率將高清巡視影像自動(dòng)、實(shí)時(shí)回傳至主站，使得后臺(tái)指揮人員、技能技術(shù)專家等也能一同“跟隨”無人機(jī)進(jìn)行巡視。
這打通了巡視現(xiàn)場(chǎng)與后方團(tuán)隊(duì)的銜接壁壘，還能極大減少巡維人員現(xiàn)場(chǎng)拷貝數(shù)據(jù)與現(xiàn)場(chǎng)操作無人機(jī)工作，為輸電、變電基層班組減負(fù)。
廣州供電局創(chuàng)新研制的兩棲帶電作業(yè)機(jī)器人是集在線巡視和帶電作業(yè)為一體的神器，當(dāng)工作人員操作遙控器時(shí)，機(jī)器人騰空而起，可以穩(wěn)穩(wěn)當(dāng)當(dāng)?shù)?ldquo;掛”在離地近30米的導(dǎo)線上，當(dāng)有飄掛物時(shí)，機(jī)器人還可以沿著導(dǎo)線軌道平穩(wěn)走向飄掛物，機(jī)械臂上的刀具飛速旋轉(zhuǎn)，三下五除二就把金屬飄掛物拿下。
“這種機(jī)器人能上天飛、下地走，避免了人工高空登塔帶電作業(yè)帶來的安全隱患。”廣州供電局電力調(diào)度控制中心通信科科長(zhǎng)孫磊說，“兩棲帶電作業(yè)機(jī)器人原本也可以用，但是有一定的局限性，傳統(tǒng)的WiFi技術(shù)存在跨區(qū)中斷的弊端，非電力業(yè)務(wù)對(duì)基站資源的擠占導(dǎo)致4G無法充分滿足業(yè)務(wù)承載需求，在5G的加持下，可以滿足網(wǎng)絡(luò)的連續(xù)覆蓋和大帶寬，從而大大提升使用效果。”
5G+應(yīng)急通信 打造抗災(zāi)保電高速公路
隨著社會(huì)飛速發(fā)展，人們對(duì)電力保障的要求越來越高。應(yīng)急通信技術(shù)則是搶險(xiǎn)救災(zāi)、各類保供電的信息交互神經(jīng)中樞。
東莞供電局以電力應(yīng)急通信保障車為核心，在廣東移動(dòng)優(yōu)質(zhì)5G網(wǎng)絡(luò)支撐下，實(shí)現(xiàn)了保電工作的3個(gè)“實(shí)時(shí)”——保電作業(yè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)回傳、保電現(xiàn)場(chǎng)情況實(shí)時(shí)查看、現(xiàn)場(chǎng)指揮實(shí)時(shí)溝通，從而實(shí)現(xiàn)應(yīng)急中心值班人員對(duì)保電現(xiàn)場(chǎng)全程現(xiàn)場(chǎng)可視、數(shù)據(jù)可看、決策可指揮。
這些基于5G網(wǎng)絡(luò)搭建的應(yīng)急指揮中心、應(yīng)急指揮車、便攜式終端間的互聯(lián)通信系統(tǒng)，為保電作業(yè)提供了一種移動(dòng)式、高速、即時(shí)的數(shù)據(jù)傳送方式，使無人機(jī)保電巡視工作較以往人工拷貝方式減少至少4小時(shí)的數(shù)據(jù)拷貝時(shí)間，大大提高保電巡視工作效率。
去年12月12日，中國移動(dòng)聯(lián)合南方電網(wǎng)、華為公司和廣東省電信規(guī)劃設(shè)計(jì)院在深圳完成了5G電力應(yīng)急通信測(cè)試。測(cè)試模擬地震、雨雪、洪水、故障搶修等災(zāi)害環(huán)境下的電力搶險(xiǎn)救災(zāi)場(chǎng)景，通過應(yīng)急通信車搭載5G基站進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)支援，為現(xiàn)場(chǎng)多種大帶寬多媒體裝備提供大帶寬回傳能力，支撐現(xiàn)場(chǎng)高清視頻集群通信、指揮決策。
測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)部署集群通信設(shè)備、高清攝像頭、無人機(jī)等多類型終端，通過接入電力應(yīng)急通信車搭載的5G基站連入5G網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)集群通信，并充分利用5G大帶寬的優(yōu)勢(shì)，將多路高清視頻回傳至遠(yuǎn)端的指揮中心，實(shí)現(xiàn)指揮中心對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況的實(shí)時(shí)監(jiān)控，為指揮決策提供重要依據(jù)。
“廣東多發(fā)臺(tái)風(fēng)等自然災(zāi)害，我們需要發(fā)達(dá)以及完善的通信網(wǎng)絡(luò)，將通信手段、通信措施延伸到每一個(gè)需要了解的細(xì)節(jié)。”廣東電網(wǎng)電力調(diào)度控制中心通信管理部副部長(zhǎng)付佳佳說。
將來，在5G技術(shù)的加持下，在自然災(zāi)害、保供電等特殊場(chǎng)景面前，將可以進(jìn)一步做到把全景狀態(tài)實(shí)時(shí)傳回指揮中心。“讓決策團(tuán)隊(duì)不在現(xiàn)場(chǎng)，但是仿佛身臨其境，以便集中智慧為下一步的工作作出科學(xué)決策。”付佳佳說。
他提到，運(yùn)用5G技術(shù)更可以形成一張“異構(gòu)通信網(wǎng)絡(luò)”，“異構(gòu)通信網(wǎng)絡(luò)”相當(dāng)于把多種技術(shù)、多種方式、多種設(shè)備組建在一起，充分發(fā)揮5G、衛(wèi)星、光纖、無線等通信技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，變成一張完整的為人們提供服務(wù)的通信網(wǎng)絡(luò)。
“在自然災(zāi)害等場(chǎng)景下，電網(wǎng)可以協(xié)同運(yùn)營(yíng)商，充分發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì)，融合多種通信技術(shù)共同組網(wǎng)，這樣既可以保證電網(wǎng)在應(yīng)急狀態(tài)下的通信需求，也可以幫助運(yùn)營(yíng)商在極端環(huán)境下快速恢復(fù)通信能力，它的價(jià)值不僅僅局限在電網(wǎng)。”付佳佳介紹。
5G+差動(dòng)保護(hù)
實(shí)現(xiàn)停電“零感知”
南方電網(wǎng)公司也與中國移動(dòng)、華為等通信領(lǐng)域領(lǐng)先的公司積極聯(lián)合，在產(chǎn)、學(xué)、研、用各環(huán)節(jié)通力合作，并在深圳開展5G智能電網(wǎng)應(yīng)用示范，其中，就包括年初在深圳坂田完成的全球首條5GSA網(wǎng)絡(luò)差動(dòng)保護(hù)配網(wǎng)線路測(cè)試。
“差動(dòng)保護(hù)是繼電保護(hù)里性能最優(yōu)越的保護(hù)之一，靈敏度和可靠性極高，被保護(hù)設(shè)備發(fā)現(xiàn)輕微的故障立馬可以啟動(dòng)保護(hù)并正確動(dòng)作，同時(shí)不影響其他設(shè)備正常運(yùn)行。”深圳供電局電力調(diào)度控制中心繼電保護(hù)部專責(zé)王廷凰介紹說。
這就好比，當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，差動(dòng)保護(hù)就像電網(wǎng)“大腦”，可對(duì)故障第一時(shí)間作出智慧判斷，快到0.02秒即可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)隔離，大幅降低配網(wǎng)故障供電恢復(fù)時(shí)間，真正實(shí)現(xiàn)停電“零感知”。
但差動(dòng)保護(hù)的應(yīng)用需將線路兩側(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，依賴于通信傳輸通道。經(jīng)過多年建設(shè)，電力主網(wǎng)已使用光纖直連實(shí)現(xiàn)差動(dòng)保護(hù)的覆蓋應(yīng)用。但是，35千伏以下配電網(wǎng)絡(luò)，由于點(diǎn)多面廣等客觀原因，一直無法大規(guī)模地推廣應(yīng)用。
“配電網(wǎng)絡(luò)包含輸電設(shè)備、變壓器、配電保護(hù)設(shè)備、輸電線路等，假如也按照鋪設(shè)光纖有線連接的方式去大規(guī)模部署的話，無論鋪設(shè)成本，還是建設(shè)難度都極大。”深圳供電局電力調(diào)度控制中心通信部專責(zé)龔立寬表示。
“4G的特性不能滿足我們差動(dòng)保護(hù)的要求，我們要求是在15毫秒之內(nèi)，現(xiàn)在5G低時(shí)延這個(gè)特性正好可以滿足。”深圳供電局電力調(diào)度控制中心通信部主管周建勇說，配網(wǎng)要實(shí)現(xiàn)差動(dòng)保護(hù)的突破，最重要就是通信手段升級(jí)，而5G正好是解決此問題的“藥方”。
憑借超低延時(shí)，5G網(wǎng)絡(luò)可以代替光纖，精確運(yùn)用差動(dòng)保護(hù)技術(shù)快速隔離故障點(diǎn)，將故障隔離時(shí)間從秒級(jí)升級(jí)到毫秒級(jí)。最大限度地保障了用戶用電需求，同時(shí)也顯著提升配網(wǎng)管理效率。
5G網(wǎng)絡(luò)一項(xiàng)備受關(guān)注的特點(diǎn)在于切片技術(shù)。就像城市交通對(duì)不同車輛劃分不同車道實(shí)施分流管理一樣，差動(dòng)保護(hù)、智能巡檢等場(chǎng)景，都可以在5G電力切片技術(shù)下并行不悖。
5G電力切片技術(shù)，為電網(wǎng)海量數(shù)據(jù)傳輸提供了更加安全、可靠、實(shí)時(shí)、高效的通信網(wǎng)絡(luò)支撐，從而使得電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)更智能、電網(wǎng)企業(yè)更智慧，也給電力用戶帶來全新的體驗(yàn)。
南網(wǎng)傳媒全媒體記者 韓曉彤 通訊員 祝凱 劉卉 徐浩 鄒鐘璐 陳成聰
■ 觀點(diǎn)
為何說5G改變社會(huì)？
新基建大幕拉開，5G被寄予厚望。
在中國經(jīng)濟(jì)新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，5G建設(shè)相當(dāng)于是為下一輪科技創(chuàng)新做了一個(gè)打底的工作，無論是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+、車聯(lián)網(wǎng)還是各式的下游應(yīng)用，在萬物互聯(lián)的未來，都需要5G先行，扮演國內(nèi)新基建的龍頭。
新基建這一稱呼區(qū)別于舊基建，所謂“新”更多是新在科技含量。那么，5G到底與之前的網(wǎng)絡(luò)有何不同？5G在新基建中需要承擔(dān)什么樣的使命？
綜合來看，可以從三個(gè)方面來解釋5G的與眾不同。
第一，從技術(shù)角度看，5G具有更加先進(jìn)的技術(shù)特性，5G的接入速率、時(shí)延和連接密度等幾個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)，與4G相比有一個(gè)數(shù)量級(jí)也就是10倍的提升。
其次，從應(yīng)用角度看，5G提供了更全面、更豐富的業(yè)務(wù)應(yīng)用支撐，它定義了三大類業(yè)務(wù)場(chǎng)景，分別是eMBB，“增強(qiáng)移動(dòng)寬帶”，uRLLC，“高可靠低時(shí)延連接”，以及mMTC，“大規(guī)模機(jī)器通信”。
這三大類業(yè)務(wù)場(chǎng)景可以說涵蓋了今天能夠看得到的幾乎所有業(yè)務(wù)應(yīng)用領(lǐng)域，所以5G業(yè)務(wù)應(yīng)用范圍，比3G和4G有了很大的拓展。3G、4G主要是面向移動(dòng)寬帶，也就是我們今天經(jīng)常談的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)，但到了5G時(shí)代，應(yīng)用拓展到了高可靠低時(shí)延的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與車聯(lián)網(wǎng)以及mMTC物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景。
第三，從產(chǎn)業(yè)特性看，3G、4G面向移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)，尚處在消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)階段，應(yīng)用以面向個(gè)人用戶的生活和娛樂為主。與以往不同，5G時(shí)代互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展已從消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)邁入產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)階段，因此，5G的發(fā)展重心和業(yè)務(wù)增長(zhǎng)點(diǎn)將在產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，5G最重要的特點(diǎn)就是跟產(chǎn)業(yè)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)萬物智聯(lián)，推動(dòng)整個(gè)社會(huì)和行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，這是5G的最大價(jià)值所在，也是5G跟過去不一樣的地方。
5G的技術(shù)特性跟當(dāng)今經(jīng)濟(jì)社會(huì)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的這種內(nèi)在需求結(jié)合起來，將能夠改變產(chǎn)業(yè)發(fā)展形態(tài)，就像大家經(jīng)常說的5G改變社會(huì)。
■ 5G應(yīng)用前瞻
消息
3G/4G時(shí)代，微信等社交應(yīng)用把短信徹底邊緣化，但5G時(shí)代，運(yùn)營(yíng)商“隆重”推出5G消息，希望能夠重塑“短信”昔日輝煌。
5G消息業(yè)務(wù)是終端原生基礎(chǔ)短消息服務(wù)的全新升級(jí)，依照交互方式大致可分為兩類：即個(gè)人用戶之間，以及企業(yè)與個(gè)人用戶之間的信息交互。對(duì)于個(gè)人用戶而言，5G消息將打破傳統(tǒng)短信對(duì)每條信息的長(zhǎng)度限制，內(nèi)容方面也將突破文字局限，實(shí)現(xiàn)文字、圖片、音頻、視頻、位置等信息的有效融合。
在5G時(shí)代，功能更強(qiáng)大兼具互聯(lián)網(wǎng)屬性的5G消息，將幫助運(yùn)營(yíng)商把短信業(yè)務(wù)重新喚醒，由于其同樣具有社交屬性，有可能幫助運(yùn)營(yíng)商打出一片新天地，蠶食第三方社交應(yīng)用的部分蛋糕。
視頻
5G高帶寬帶來視頻傳輸?shù)谋憷?，這為5G視頻的爆發(fā)創(chuàng)造了條件。4G時(shí)代，抖音、快手等小視頻應(yīng)用已經(jīng)廣受歡迎，在5G時(shí)代，有更好的網(wǎng)絡(luò)條件，5G視頻是最被期待的5G應(yīng)用之一。
游戲
5G網(wǎng)絡(luò)的大帶寬、低時(shí)延，被認(rèn)為將顛覆傳統(tǒng)游戲行業(yè)，會(huì)出現(xiàn)大量的云端游戲。
游戲放在云端平臺(tái)處理好，玩家們無需購買昂貴的高性能設(shè)備就可以體驗(yàn)一些大型重度游戲。手游、PC游戲、主機(jī)游戲等游戲有望在5G時(shí)代都被云端化。
智能制造
為了更好地迎合消費(fèi)者的需求、處理各式各樣的狀況，制造業(yè)需要對(duì)生產(chǎn)流程進(jìn)行更精細(xì)的控制，近年來出現(xiàn)了柔性制造的概念。
智能制造融合了5G、云計(jì)算和AI等技術(shù)，通過更加靈活高效的生產(chǎn)系統(tǒng)，能夠滿足柔性制造的需求，讓企業(yè)快速應(yīng)對(duì)快速變化的市場(chǎng)。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)和核心是通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)把設(shè)備、生產(chǎn)線、工廠、供應(yīng)商、產(chǎn)品和客戶緊密地連接融合起來。5G可以幫助制造業(yè)拉長(zhǎng)產(chǎn)業(yè)鏈，形成跨設(shè)備、跨系統(tǒng)、跨廠區(qū)、跨地區(qū)的互聯(lián)互通，從而提高效率，推動(dòng)整個(gè)制造服務(wù)體系智能化。
無人駕駛
無人駕駛，顧名思義，全靠信息化系統(tǒng)的智能駕駛來掌控車輛。在工業(yè)領(lǐng)域、特定園區(qū)，5G無人駕駛已經(jīng)得到了很多應(yīng)用。
智慧醫(yī)療
今年因?yàn)樾鹿谝咔椋?G等新科技被大量應(yīng)用在疫情防控和醫(yī)療領(lǐng)域。很多5G智慧醫(yī)療方案得到了應(yīng)用。多家醫(yī)院開展了基于5G網(wǎng)絡(luò)支持的遠(yuǎn)程手術(shù)、專家遠(yuǎn)程會(huì)診等等。
特定行業(yè)、特定企業(yè)定制解決方案
5G作為信息基礎(chǔ)設(shè)施，未來各行各業(yè)都將陸續(xù)用上5G、AI、大數(shù)據(jù)等新科技，從而形成針對(duì)特定行業(yè)、特定企業(yè)度身定制的解決方案。
如果說三大運(yùn)營(yíng)商5G網(wǎng)絡(luò)投資更多是拉動(dòng)通信行業(yè)的投資機(jī)會(huì)，那么5G應(yīng)用需要通信和IT技術(shù)融合來形成解決方案，這給IT行業(yè)帶來大量的機(jī)會(huì)。
南網(wǎng)傳媒全媒體記者 韓曉彤 綜合整理
評(píng)論