5G技術在軍校的應用場景探究

夏晨 張然 陳權

摘要：第五代移動通信技術具有先進的技術優(yōu)勢和廣闊的應用前景，5G技術將與其他社會生產(chǎn)領域深度融合，帶來了全新的技術應用場景，深刻改變?nèi)藗兊纳a(chǎn)生活方式。研究這一技術在校園網(wǎng)中創(chuàng)新應用，具有一定的理論意義和實踐指導意義。本文介紹了5G技術的特點;重點分析5G技術在軍校校園中的應用場景創(chuàng)新以及對軍校教育事業(yè)發(fā)展的積極作用，同時指出推動這一進程中存在的困難與問題，并提出相應的對策建議。

關鍵詞：5G軍校應用;應用場景;創(chuàng)新

中圖分類號：G642? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）11-0242-03

1引言

2017年4月，國務院印發(fā)的《關于積極推進“互聯(lián)網(wǎng)+”行動的指導意見》中明確提出“探索新型教育服務供給方式”的目標任務。這意味著利用互聯(lián)網(wǎng)技術推動數(shù)字教育資源發(fā)展，提升網(wǎng)絡化教育服務已經(jīng)上升到了國家戰(zhàn)略層面，成為高校教育未來發(fā)展的必有方向和戰(zhàn)略選擇。作為為部隊培養(yǎng)新型軍事指揮人才的軍隊高校，應充分把握5G技術落地這一時代機遇，積極實施5G網(wǎng)絡嵌入戰(zhàn)略，使用適應5G技術的終端，構建校園物聯(lián)網(wǎng)架構，采用大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能技術開展精準識別，并利用可穿戴設備等新一代信息技術產(chǎn)品提供具體服務，有效實現(xiàn)線上線下教育資源的有效合力，推進在線開放課程教學質(zhì)量提升，推動高等教育服務模式變革。

2 5G技術特點

5G（The fifth Generation）即第五代移動通信技術，通信工程界和研究界一般將其稱為“5G技術”[1]，其實質(zhì)是一種通用型行業(yè)規(guī)范標準。在分析5G技術特點之前，我們有必要對5G之前已有的四代移動通信技術發(fā)展歷程進行梳理，這樣有助于更好地理解5G技術的發(fā)展邏輯和技術特點。

2.1? 5G移動通訊技術的特點

從總體上來看，5G技術有著以下幾個方面的特點：

1）高速率。與以前四代技術不同的是，5G技術利用的是高頻段，其傳輸速率高、傳輸效果好[2]。據(jù)相關研究表明，采用4G技術的移動網(wǎng)絡帶寬在100Mbps（兆比特每秒），而采用5G技術的移動網(wǎng)絡帶寬提高了近百倍，達到10Gbps（千兆比特每秒）。在5G的速率下，傳輸一個容量為1G的電子文件只需要兩秒左右的時間。這種高速率帶來了一系列性能優(yōu)點：通信時延更加縮短、連接數(shù)成規(guī)模提高、移動性大幅改善。

2）物聯(lián)性。如上所述，5G技術可以支持大規(guī)模的接入，具有較低的響應時延和大數(shù)據(jù)量的傳輸速度，這些都為了物聯(lián)網(wǎng)的實現(xiàn)奠定了基礎，大大擴展了終端種類和數(shù)量。5G技術的應用可以使得未來接入移動通信網(wǎng)絡中的終端不僅是我們今天的手機，還會有更多種類的產(chǎn)品。社會生產(chǎn)和生活逐步進入了“萬物連接、萬物智能”的時代。

3）安全性。5G在整體安全架構穩(wěn)定的基礎上，靈活地調(diào)整具體終端的接入認證原則和數(shù)據(jù)傳輸原則，可以滿足不同用戶對象所需求的認證管理模式，在數(shù)據(jù)安全、隱私保護以及防止惡意網(wǎng)絡攻擊上具有得天獨厚的優(yōu)勢。

除以上三點之外，5G技術還具有低能耗、網(wǎng)絡虛擬切片、網(wǎng)絡分發(fā)和邊緣計算等應用型特點，可以預見5G技術將實現(xiàn)通信技術的新突破，形成萬物高速、高效、高安全性連接的全新應用格局。

2.2 教育信息化發(fā)展歷程

我國教育信息化發(fā)展經(jīng)歷了從“點”到“線”，連“線”成“面”，再從“面”到“體”的發(fā)展過程。信息化首先在局部和部門內(nèi)部展開，比如實驗室局域網(wǎng)的建設、校園一卡通的應用，這些可以看作是“點上的應用”。隨著網(wǎng)絡的發(fā)展，逐步建立各種業(yè)務信息系統(tǒng)，比如各類數(shù)字化監(jiān)控、慕課平臺，這些可以看作是“線上的延伸”，其后，為了實現(xiàn)信息資源共享和業(yè)務工作協(xié)同，在“點”和“線”的基礎上，開始建立“面”上的應用，比如“智慧教室”“智慧實驗室”。隨著各個層面、方面應用的完善，逐步實現(xiàn)多層面垂直一體化，并最終使業(yè)務得到立“體”化支撐。

3 5G技術在軍校校園中的應用場景創(chuàng)新

結合我院現(xiàn)有的網(wǎng)絡環(huán)境和教學資源建設狀況，5G技術在高校教育中的應用場景創(chuàng)新主要體現(xiàn)在以下兩個方面。

3.1 整合管理資源，改變校園管理方式

教學是高校工作的首要任務，智慧校園已經(jīng)將電子書包、VR技術等高科技引入到日常教學中，但與之緊密相連的教學資源整合及學校后勤管理卻相對滯后。由于數(shù)據(jù)信息不暢通，各自領域的數(shù)據(jù)成為一個個“信息孤島”，不同機構和部門“分散作戰(zhàn)”，降低了學校管理的效率。針對這些情況，利用5G技術的智慧校園通過整合相關資源，實現(xiàn)業(yè)務交互，精細化校園管理。這主要通過以下幾個途徑。

1）教學管理部門可以利用5G網(wǎng)絡的高速性，實現(xiàn)不同種類數(shù)據(jù)互聯(lián)互通、互享互傳，全面加強學員各類數(shù)據(jù)收集和整理。比如收集學員的知識優(yōu)勢點、學習時間分布、生活習慣、身體狀況等信息，再具體到學生的各類生活細節(jié)，這些不同渠道產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)將數(shù)字化學員的“形象”，對學生的評價標準也將由單純的學業(yè)成績拓展為個人品德、性格愛好、身體素質(zhì)、創(chuàng)新能力及交往能力等各方面，對于學員的學習規(guī)劃安排及畢業(yè)后的崗位分配也有積極的參考價值。

2）后勤管理和服務保障部門可以利用5G網(wǎng)絡的終端兼容性與安全性，利用大數(shù)據(jù)和人工智能模型，精準識別各類教職員工差異化需求，有針對性地開展膳食設計、器材管理、安全巡檢等新型應用，建立日常綜合服務體系，推進后勤保障服務智能化水平[3]。新建覆蓋營區(qū)道路、場地、場館、庫所、等重點部位的物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境，連接探測器、攝像頭、讀卡器、RFID等設備。綜合運用物聯(lián)網(wǎng)感應器、攝像頭、手環(huán)等感應終端，采用影像集成技術實現(xiàn)遠程管控;對各類設施設備運行情況進行遠程動態(tài)監(jiān)控。智慧會議室具有會議自動簽到、會議發(fā)言自動識別、會議記錄自動生成的功能。

3）精細化健康管理，對軍隊院校來說，學員的日常軍事訓練較多，訓練中傷病也時有發(fā)生。目前缺乏有效安全的健康監(jiān)控硬件，相關軟件配套也沒有搭建起來，學校無法第一時間獲知他們的狀況，難以及時給予他們專業(yè)的醫(yī)療護理，平時也難以有針對性地給予他們基本健康監(jiān)管。這就需要對學員各類數(shù)據(jù)進行更精細化的收集。

5G的數(shù)據(jù)高傳輸率和終端兼容性使得以往相互獨立的醫(yī)療設備（如5G手環(huán)、血壓計、血糖儀等醫(yī)療型可穿戴設備等）融合在一個網(wǎng)絡架構下，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通，與后臺預警監(jiān)測管理系統(tǒng)相結合，持續(xù)地收集學員的身體運行和健康體征數(shù)據(jù)，并針對性地提供診斷與預警信息。通過5G網(wǎng)絡搭建起來的數(shù)據(jù)平臺可以準確掌握學員的實時健康情況和突發(fā)信息情況，針對個別個體的突發(fā)情況還可以第一時間制定應急方案，快速開展專業(yè)施救措施。在5G環(huán)境下的智慧校園內(nèi)，這些低延時、低能耗、快傳輸?shù)目纱┐髟O備和智能組網(wǎng)的急救呼叫設備可以對學員的身體健康進行監(jiān)測，幫助學員調(diào)整身體狀態(tài)和監(jiān)測疾病。

3.2 精準投送，豐富文娛活動

與物質(zhì)生活一樣，文娛活動是校園生活中的一個重要方面。軍校管理相對嚴格，學員參加校外各類活動的時間也相對較少，精神文化產(chǎn)品供給的質(zhì)量和數(shù)量將大大影響軍校學員的生活質(zhì)量。從當前情況來看，精神文化產(chǎn)品有限，文娛活動數(shù)量不多，質(zhì)量有待于提高，種類有待于豐富。造成這方面的原因主要有兩點：一是相關產(chǎn)品供給不夠，缺乏有質(zhì)量的文娛產(chǎn)品;二是相關技術服務不到位，難以實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)資源的精準推送。

在今后校園文化建設進程中，應該充分發(fā)揮5G技術文娛功能。

1）配合手機、IP電視、平板電腦等終端，通過大數(shù)據(jù)分析技術，精細識別年輕學員需求，精準推送具有特色的精神文化產(chǎn)品，擴展種類，豐富數(shù)量。建立反饋平臺機制，及時了解學員的滿意度和需求，更好地改進文娛產(chǎn)品供給水平。

2）5G技術還可以打破空間與時間限制，文化講座、各類校園社團活動可以通過5G網(wǎng)絡進行傳播。利用5G直播實現(xiàn)“現(xiàn)場參與”、利用視頻互動實現(xiàn)“跨區(qū)講座”、利用AR、VR技術實現(xiàn)“虛擬參觀”和“虛擬訪問”。可以做到不走出校園就可以參與各類新興活動，不再受各種外界因素的影響;也不再受特定時間的限制，可以無縫參與各種精神文化活動。同時，鼓勵線上傳播和線下活動相結合，讓虛擬的精神文化活動有現(xiàn)實支撐和依靠，提高學員參與公共文化服務建設的活躍度。為學員追逐夢想、實現(xiàn)自我提供一種獨特的體驗和表達。

4推進中存在的困難及對策性建議

5G技術在軍隊院校中的推廣應用有著廣闊的應用前景和明晰的創(chuàng)新點，但是也面臨著一些實際困難與問題，主要集中在以下幾個方面。

4.1 基礎設施優(yōu)化配套問題

當前軍隊院校信息化建設水平還有待于提高，硬件軟件水平跟不上日益增長的需求。一方面，由于5G技術運行的無線頻段更高，現(xiàn)有通信設備設置和連接能力還難以滿足實用化要求，網(wǎng)絡承載能力不足，4k/8k直播課堂、AR/VR課堂、4K高清監(jiān)控等新型業(yè)務對網(wǎng)絡帶寬提出更高的需求，這就需要大規(guī)模搭建5G網(wǎng)絡，對已有的網(wǎng)絡還需要進行大幅度改建。另一方面，整個5G應用設備投入就要上規(guī)模的投資;5G嵌入到智慧校園進程中適應5G技術的終端產(chǎn)品前期硬件成本較高，相關軟件和體系設計較為復雜，教育信息系統(tǒng)建設以及多網(wǎng)融合（機房眾多，軟件，硬件，病毒，數(shù)據(jù)恢復等各種敀障或問題）導致的建設、運維成本和對網(wǎng)管人員技能要求高，調(diào)試運行難度也較高[4]。這些因素阻礙了推進5G技術在智慧校園的功能快速發(fā)揮。

需要積極推進寬帶網(wǎng)絡光纖化改造，加快提升網(wǎng)絡通信能力，加強互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議第6版（IPv6）地址管理、標識管理與解析，大幅提高網(wǎng)絡訪問速率。積極探索建立私有云或租用公共云，引導信息化應用向云計算平臺遷移，優(yōu)化校園數(shù)據(jù)中心建設。

4.2 5G技術應用安全機制還不健全

一方面，切實高效的5G技術已經(jīng)在教學實踐中積極展開，并受到了良好的效應，另一方面，對智慧校園環(huán)境中的多種5G技術應用的安全機制的制定還需加強，這對構建安全校園網(wǎng)絡又是極其重要的。諸如跨校區(qū)的共享資源、學生信息等存在泄漏風險，教育大數(shù)據(jù)的匯聚也將進一步加劇數(shù)據(jù)安全風險。應該建立起專門的監(jiān)管指導部門，提升互聯(lián)網(wǎng)安全管理、態(tài)勢感知和風險防范能力，加強信息網(wǎng)絡基礎設施安全防護和信息保護[5]。建設高質(zhì)量的信息化教職隊伍，探索科學合理的應急機制，按照信息安全等級保護等制度和網(wǎng)絡安全國家標準的要求，加強關鍵領域重要信息系統(tǒng)的安全保障。重視融合帶來的安全風險，確保數(shù)據(jù)安全。完善網(wǎng)絡數(shù)據(jù)共享以應對5G網(wǎng)絡和人工智能等技術大規(guī)模應用情形下網(wǎng)絡安全新特點和新變化。

2019年以來，備受世人矚目的第五代移動通信技術（以下簡稱為“5G”或“5G技術”）應用落地進程持續(xù)加快。2019年11月1日，三大移動通信運營商頒發(fā)了5G套餐上線，這也標志著我國5G正式商用。2020年，隨著配套基礎設施和上下游產(chǎn)業(yè)鏈的完善， 5G技術還將推動教育變革和創(chuàng)新，帶來全新的技術應用場景，構建網(wǎng)絡化、數(shù)字化、個性化、終身化的教育體系，建設“人人皆學、處處能學、時時可學”的學習型社會，深刻改變?nèi)藗兊纳罘绞健＼婈犜盒e極應對新局面，在教育面向科研成果（學科建設和高新產(chǎn)業(yè)融合）轉(zhuǎn)換，教學模式創(chuàng)新（教育走向服務化，個性定制化），教師隊伍能力構建、教育教評督導以及平安校園等方面以5G技術的推廣應用為契機，積極推進各項5G應用項目，推動軍隊院校信息化建設的不斷發(fā)展。綜合運用大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)、人工智能、虛擬現(xiàn)實等新興信息技術，加大硬件集群、數(shù)據(jù)集中、應用集成力度，豐富完善信息資源，構建信息網(wǎng)絡全域覆蓋、信息資源統(tǒng)建共享、校情態(tài)勢實時感知、教學訓練模式創(chuàng)新、管理決策智能高效、綜合服務快捷便利的智慧校園。

參考文獻：

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[5] 李小平，孫清亮.基于第五代移動通信技術的網(wǎng)絡教育應用研究[J].電化教育研究，2019（1）：52-53.

【通聯(lián)編輯：王力】