5G技術在航運業中的應用趨勢及對策建議

肖飛 張長遠

中國交通通信信息中心 北京 100011

1 5G關鍵技術特征

1.1 5G技術變革

2018年6月，面向商用的5G國際標準正式發布，向全球大規模應用5G技術邁出了關鍵一步。5G提供了前所未有的用戶體驗和物聯網連接能力，將成為全面促進經濟社會數字化轉型的關鍵基礎設施。與4G相比，5G能以一種全新的網絡架構，提供超大帶寬(峰值10Gbit/s)、超低時延和超多連接，實現網絡性能新的躍升，開啟萬物互聯的新時代[1]。

1.2 5G產業鏈價值

5G的普及將促進國家和社會的全面移動化和數字化，將在未來10-20a內成為全球經濟持續增長的助推器。據中國信息通信研究院《5G經濟社會影響白皮書》測算，預計到2030年，5G將直接為我國經濟總產出貢獻6.3萬億元，間接帶動我國經濟總產出10.6萬億元；將直接增加就業機會800萬個，間接增加就業機會1150萬個。

2 5G在全球航運業中的創新應用趨勢

2.1 5G+船舶局域網

5G技術的高速率、低延遲特性能使船舶內部、船-船、船-岸和船-航標等之間的互聯互通變得更加高效和通暢[2]。同時，5G技術可支持更多的終端節點，實現大規模、大范圍傳感監測數據的并發采集，所有的設備、貨物、人員、管線和岸基設施等都能進行高速互連互通，形成5G通信環境下一個泛在的物聯網。未來可探索在船端安裝5G空中基站，結合衛星通信系統，搭建船舶局域網，快速、簡單、高效地構建全船無線網絡，有效降低傳統的網絡布線成本，極大地縮短部署時間。目前，馬士基集團和愛立信公司已開始嘗試類似的解決方案，為集裝箱船構建船聯網，解決移動通信問題，提供船載維護服務等。

2.2 5G+北斗綜合通信

5G與北斗衛星通信系統相結合的船聯網應用技術系統，可實現實時向船舶發送氣候信息和危險預警信息，必要時能對船舶進行指揮、調度、動員和救援。該系統不僅能為各類船舶提供精確的位置定位和通信功能，而且能為相鄰海域（水域）的船舶提供實時組網通信、信息傳達和港口信息等增值服務。北斗衛星通信系統與5G相互融合，共同構成全球無縫覆蓋的海、陸、空、天一體化全球綜合通信網，滿足航運企業的多種業務服務需求，這是未來通信發展的一個重要方向。

2.3 5G+船舶自動駕駛

C-V2X（以蜂窩通信技術為基礎的V2X技術）對于車輛自動駕駛而言至關重要。對于自動駕駛來說，船舶自動駕駛遠比車輛自動駕駛復雜。船舶的航行場景可分為內河運輸、近海運輸和遠海運輸 3 種[3]。

（1）對于內河運輸和近海運輸場景（長江、珠江、近海等），岸側的移動通信基站信號可覆蓋，5G與C-V2X相結合，可很好地支持船與船、船與航道、船與貨物和船與人的互聯互通，實時掌握人員、船舶、場景、設備和貨物的狀態，使安全、智能、高效的航行過程得以預見。

（2）對于遠海運輸場景，基于5G和北斗衛星通信系統的C-V2X技術，能進一步彌補自動駕駛的缺陷，實現高清視頻信息實時回傳、船舶遠程控制和船舶自動駕駛控制等功能，提高船舶航行與作業的智能化水平和效率。

3 航運企業應用5G的對策建議

（1）把握國家戰略政策機遇，重點布局多元化的智慧航運業務。航運企業應牢牢把握國家推動航運智能化、建設一流港口和航運強國的戰略機遇，以及5G等關鍵技術的發展機遇，創新商業模式和服務模式，積極布局多元化、現代化的智慧航運業務，包括提供全自動化的碼頭堆場裝卸運輸業務、船舶貨運物流追蹤監控業務、航運公共信息服務業務和航運設備全生命周期監管運維服務業務等，達到降低企業運營成本，提高生產運營效率和拓展盈利空間的目的[4]。

（2）加快推動航運業與5G、AI等關鍵技術的融合創新研發。航運企業應把握航運與5G、AI等關鍵技術的融合和創新應用趨勢，投入資源加快啟動基于5G、北斗衛星通信和物聯網等技術的信息基礎設施研發，在全面感知、泛在互聯、港車協同智能化系統構建等相關技術的研發試驗中盡早搶占技術高地，提高核心競爭力。目前，全球各大航運企業正在積極開展技術創新應用研究。例如：馬士基研發無人集裝箱船，并在船上開展AI動力感知和態勢感知技術等方面的試驗；挪威威爾森集團和康士伯聯合，建立全球首家無人船航運公司Massterly；瓦錫蘭針對智能/無人船研發自動靠泊系統等。

4 結語

當前，全球航運業尚處于智能化發展初期，在全球貨運壓力增大、船舶大型化和航運產業過剩壓力凸顯的情況下，5G、北斗衛星通信、人工智能和大數據等技術的加速發展和融合應用為航運業的轉型升級提供了機遇。全球航運企業要把握戰略與技術機遇，結合自身業務布局和發展規劃，及時做好5G技術路線選擇，重視新技術研發和平臺化部署，提高核心競爭力，積極打造具有世界影響力的智能航運品牌。