5G網絡在物流行業中的應用研究

□ 葛 虎，鄭 琰

(南京林業大學 汽車與交通工程學院，江蘇 南京 210037)

5G網絡的出現克服了4G在帶寬、時延、可靠性和接入特性上仍然不能完全適應人工智能、物聯網、云計算等熱點技術的諸多不足，給各行各業帶來了許多便利。而與通信技術密不可分的物流業正享受著5G網絡帶來的“紅利”，利用5G網絡的優點推動物流各環節設施設備等的智能化，實現人、車、貨、倉等網絡一體化，開啟一個全新的萬物互聯時代。萬物互聯是物流行業質的飛躍，是其變革性的機遇，而5G網絡是其根本推動力。因此，本文將在簡要分析5G網絡在物流領域應用的優勢的基礎上，深入探討其在物流體系的具體應用情況，并為了推動物流服務更好地發展，嘗試對物流企業在應用5G網絡方面提出建議。

1 5G網絡的概述

1.1 5G網絡的發展狀況

從1980年僅能用于語音傳輸的1G網絡誕生到2019年擁有全新網絡架構的5G商用元年，通訊網絡技術經歷了歷時39年的性能躍升，5G網絡與前面1、2、3、4G相比，不僅以更高的速率、更寬的帶寬來進一步提升用戶的網絡體驗，同時還將滿足未來“信息隨心而至、萬物觸手可及”的應用需求。目前，除了消費領域，國家將加快5G網絡技術在養老、醫療、教育等方面的普及應用，而5G網絡技術將重塑各行業發展的新格局。

在醫療保健行業上，5G將激發其卓越的創新實踐應用潛力，通過高帶寬、低時延等優異性能給遠程醫療提供了更好的技術實現條件，為整個醫療服務帶來革命性創新；在教育行業上，5G網絡技術將通過全息信號傳輸打造了全受眾、全時域、全空域的教學體驗，更實現了優質教育資源的遠程分配，解決了我國區域教育資源分配不均的難題；而在物流行業上，5G網絡將結合現代熱點技術降低社會物流成本，如結合MEC助力物流業務優化，并與IOT一起推動物流高度互聯，配合云計算技術實現倉運配一體化等，全面推動我國物流行業的高效發展[1]。

1.2 5G網絡的特點及在物流領域的應用優勢

5G網絡將滲透未來社會的各個領域，并成為戰略性目標，關鍵在于其具備五大優點：傳輸時延性低、傳輸安全性高、數據傳輸速度高、海量接入性、功耗較低。而正是這些優勢使5G網絡不斷推動智慧物流業的發展。

5G網絡的傳輸低時延意味著物流企業運輸環節的無人駕駛、無人配送方案成為可能，以1ms或更低的時延和較高的通信可靠性實現全自動化物流運輸以及實時的視覺系統操控；傳輸安全性高的應用優勢體現在物流信息處理環節，5G網絡考慮到了底層信息安全問題，而在4G安全參考架構的基礎上增加了虛擬網元安全、網絡開放接口安全等實體，在信息傳輸時高度加密，不僅保護了物流企業內部數據，也給特殊客戶提供了安全通道，提高了消費者滿意度；數據傳輸速度高是指5G網絡以每秒10GB的上傳下行速率提供給用戶高速數據傳輸的橋梁，給物流企業的“VR分揀實訓”員工課程培訓帶來極佳的感受和體驗，也保證高校進行“物流VR/AR教育云+端”模式教學，信息的高速傳輸讓整個物流系統節點環環相扣，高效運作[2]；海量接入性是5G網絡結合物聯網技術將人們衣食住行的各方面智能化終端設備和應用網絡體系融入智能物流體系中，保證物流每個節點均能被中心實時監控和跟蹤，從而提升物流服務質量；5G網絡的低功耗特性將使射頻通信、傳感網等無線傳感器網絡廣泛應用于物流行業，如接入5G網絡的低能耗監控器能長時間監測冷鏈運輸中的溫度、濕度等，從而避免冷鏈“斷鏈”損失。5G網絡以其得天獨厚的五大優勢應用于物流領域，將為人們提供更豐富的物流服務，使物流業打破局限全面智能化升級轉型。

2 5G網絡在物流體系中的具體應用

2.1 基于5G網絡的智能化物流倉儲

當前，由于4G網絡技術下的智能倉儲建設費用高、投資回報時間長等原因，在物流市場中企業還是較多地采用傳統自動化倉儲，但傳統自動倉儲有著阻礙企業發展的致命缺點：信息管理效率低、信息不對稱、數據信息泄露等。物流倉儲環節的全面智能化需要得到推進，而低時延、低能耗的5G網絡與高效率的機器人結合將是必然趨勢。

在貨物入庫環節，企業可使用接入5G網絡的VR掃描監控設備，實時將入庫信息傳輸到終端，并形成云端數據庫，方便進行數據交互和工作進度監督；在盤點環節，如遇銷售旺季雙十一退換貨品時，繼續采用傳統盤點方式就容易出現實際庫存與系統錄入數量信息誤差，產生信息不對稱等問題，且重新盤點時間長將直接影響銷售環節的銜接。而在貨物盤點托盤中接入具有海量接入特性的5G網絡，將實現貨物線上線下實時清算、智能搜索、按期歸類等高效盤點作業，為盤點工作提供有力的數據傳輸幫助；在出庫環節，利用5G網絡技術的可靠性、低時延、高速傳輸、海量接入等特性，保證自動巷道堆垛機能進行科學的倉儲布局、AGV小車能合理推理規劃路徑等，并按照客戶訂單信息快速準確地進行裝車發貨工作[3]。總的來說，5G網絡能為倉儲機器人提供理想的數據傳輸通信支撐，能使倉儲變得更加柔性化。

2.2 基于5G網絡的物流工業級視覺系統

目前，作為工業級視覺系統一部分的3D視覺物流分揀技術正在不斷研發，除了能提供人所能識別的物體形狀和距離信息，接入5G網絡使其傳感維度提升后還可使機器人具備柔性環境的作業能力，以更高精度、更快速度執行更復雜的分揀工作。可見，計算機視覺技術與5G網絡的緊密結合是推動物流業高效智能化的加速器。計算機視覺技術具有高適應性、高傳輸率以及超高精度分辨率，在物流系統繁忙作業時，人類由于自身或外界環境的影響會導致工作效率下降，而計算機視覺技術完全可代替人的視覺進行低成本且高效地作業。而計算機視覺技術作業時需要進行相關信息的處理，如物流分揀環節的圖像識別、生產線作業中的物品目標監測、貨物配送過程的流程跟蹤等，這些復雜的處理過程是在低時延、高帶寬的5G網絡技術輔助下進行高層語義操作的。5G網絡的接入能使工業化視覺系統能有效迅速地應對多變的外界環境，降低工作流水線的事故發生率，提高物流業各環節視覺分析的準確率和實時性[4]。

2.3 基于5G網絡的全自動化物流運輸

隨著工信部“旨在加快5G-V2X的車聯網產業發展”方案的提出，關于自動駕駛技術的研發迅速風靡車企、互聯網巨頭、物流企業，而基于5G-V2X車聯網技術實現的無人駕駛體系正是物流運輸環節的典型應用。車聯網是智能網聯汽車通過傳感器、RFID自動控制等技術與車、人、路、互聯網進行數據交互，而5G無線網絡信號以其龐大的帶寬、低時延的特性，提供給智能網聯車輛快速、安全、準確的信號反映，使未來路網進行數字化信息化改造。在車聯網技術實現的基礎上，自動駕駛、無人駕駛上路的夢想照進現實，而具有切片技術和低時延性的5G網絡技術是無人駕駛技術的奠基石[5]。根據調查，不少物流企業已推出5G無人駕駛配送方案，預測到2025年5G接入智能化網聯的汽車將會達到5030萬輛。物流企業不止步于地面無人駕駛物流運輸，同時接入5G網絡技術的無人機也將不斷得到推廣。5G網絡技術將會是全自動化物流運輸的商用契機，不僅使物流企業各環節積極順利運轉，還可增加消費者對網絡購物的信心，提升物流配送速度，滿足消費需求。

2.4 基于5G網絡的物流信息安全

據調查可知，整個物流體系涉及到許多方面的數據信息，包括用戶消費記錄、驛站收派件數據、商家訂單處理信息等，這些海量信息的儲存和分析利用需要借助具有隱私保護、身份鑒權、可證可溯優點的物聯網安全衛士——區塊鏈技術，來維護物流信息的安全傳輸。而區塊鏈技術實現的物流追蹤可視化需要強大的5G通信網絡技術的支持，高帶寬的5G網絡能夠保證區塊鏈技術在記錄、存儲和傳輸資金、產品和物流位置信息時不受外界干擾，高效完成數據的加密處理[6]。同時，能夠在區塊鏈上運行智能合約，不僅使得物流上游企業電商平臺及客戶的信息安全運轉，更使得物流體系服務流程透明化，提升了供應鏈數據的真實性及可靠性。總體來說，數字化智能物流即是信息物流，5G網絡和區塊鏈技術將加速物流信息安全管理數字化進程，打造信息安全新格局。

3 對物流企業利用5G網絡技術的發展建議

物流企業作為行業技術引領者，在規劃方案制定上應當大力促進5G基礎設施建設，所以應從以下幾個方面做起，推動5G網絡物流服務的積極發展。

一是與行業企業在競爭中合作，在合作中共贏。積極參與行業標準的建設，開放擁抱各個企業研發實驗的5G產品和服務[7]，攜手探索5G網絡應用新模式，融入5G物流產業鏈，打造5G企業產業融合平臺，共同建設開放合作的商業環境。

二是大力推進5G網絡技術的基礎設施建設及研究應用。物流各企業不應局限于現有5G網絡的應用，應充分利用5G網絡的低時延、低功耗、高帶寬等特性繼續深入探究5G網絡應用前景，同時借助我國人口密度的優勢和良好的網絡基礎，規劃好從4G到5G的物流基礎設施設備路線圖，逐步形成完善的5G物流商業體系。

三是積極配合國家政策，注重解決市場安全問題。在百舸爭流的龐大市場中，物流企業在圍繞“5G+智慧物流”的改革中，應該積極響應國家相關政策，不僅要以新技術新裝備緊跟市場，更要考慮潛在的新風險，以防遭到“黑客”攻擊，保證物流各環節數據信息等方面的安全。

4 結語

5G網絡商用時代的到來，不僅將促進了各行各業技術的跨越式進步，更將以其低時延、高傳輸安全性、高傳輸速率、海量接入性、功耗較低等優異特性運用于服務領域引領者——物流業當中，降低物流所有運營環節的技術成本，推動人、貨、車、倉、場等的一體化互聯，打造高智能、全自動、自決策的智能物流體系，5G網絡技術的應用將為物流行業帶來巨大的轉型升級，最終實現萬物互聯的裂變式發展。