國(guó)網(wǎng)浙江杭州市蕭山區(qū)供電有限公司 金燁晨 於岳祥

基于遠(yuǎn)程遙控業(yè)務(wù)實(shí)際，5G網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用對(duì)保障操控活動(dòng)的有效性具有積極影響。結(jié)合遠(yuǎn)程遙控業(yè)務(wù)的特點(diǎn)，科學(xué)探究并落實(shí)5G網(wǎng)絡(luò)，不僅促使操控人員的控制信號(hào)良好地體現(xiàn)在機(jī)械設(shè)備上，同時(shí)操控人員能夠在千里之外對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)更為充分地了解[1]。

1 5G網(wǎng)絡(luò)

與4G技術(shù)相對(duì)比，5G技術(shù)的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在速度快，這也是5G網(wǎng)絡(luò)最基本的特點(diǎn)。通過提升網(wǎng)絡(luò)速度，用戶會(huì)具有更為良好的體驗(yàn)感。同時(shí)4G技術(shù)在面對(duì)VR以及超高清業(yè)務(wù)時(shí)，難以滿足其對(duì)于速度的要求，而5G技術(shù)能夠確保超高清業(yè)務(wù)的良好落實(shí)。一般情況下，5G技術(shù)基站峰值要在20GB/s，才能確保相關(guān)業(yè)務(wù)的良好落實(shí)，這里需要注意的是峰值速度不代表每個(gè)用戶所能得到的體驗(yàn)?；谖覈?guó)5G技術(shù)的快速發(fā)展，速度方面還可以進(jìn)行改進(jìn)，尚有很大的進(jìn)步空間。其次，5G技術(shù)還具有泛在網(wǎng)的特點(diǎn)。隨著5G技術(shù)的深入使用，業(yè)務(wù)適用范圍得到了相應(yīng)的拓寬，從而網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)得到了進(jìn)一步的豐富，由此能夠?qū)崿F(xiàn)更大范圍、更為有效的運(yùn)用。泛在網(wǎng)具體可以體現(xiàn)為兩個(gè)方面：廣泛覆蓋和縱深覆蓋。廣泛覆蓋指的是5G技術(shù)需要全面覆蓋到人類生活的各個(gè)區(qū)域，基于5G技術(shù)的全面覆蓋和使用，設(shè)置相應(yīng)的傳感器，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)環(huán)境和空氣有效的檢測(cè)，5G技術(shù)的檢測(cè)價(jià)值得到充分的發(fā)揮?？v深覆蓋則指的是在日常生活中隨處可見網(wǎng)絡(luò)的存在，但是為了深入挖掘網(wǎng)絡(luò)的價(jià)值，應(yīng)該將其落實(shí)到更高品質(zhì)的區(qū)域內(nèi)[2]。4G技術(shù)早已經(jīng)實(shí)現(xiàn)在眾多行業(yè)、日常生活中大范圍的使用，而通過5G網(wǎng)絡(luò)的使用普及，使得之前4G網(wǎng)絡(luò)無法滿足的區(qū)域得到相應(yīng)的改善，網(wǎng)絡(luò)品質(zhì)得以充分提升。從這一點(diǎn)來看，相對(duì)于速度，5G技術(shù)泛在網(wǎng)的特點(diǎn)更具有挖掘的價(jià)值，僅僅服務(wù)于小范圍的高速度網(wǎng)絡(luò)，無法充分體現(xiàn)出5G技術(shù)未來的發(fā)展價(jià)值，也無法讓更多人體驗(yàn)到5G技術(shù)的服務(wù)品質(zhì)。由此可見，5G網(wǎng)絡(luò)良好使用的保障為泛在網(wǎng)。最后，5G技術(shù)還有一個(gè)很重要的特點(diǎn)為低功耗。當(dāng)大規(guī)模的物聯(lián)網(wǎng)對(duì)于5G技術(shù)具有需求時(shí)，為了確保5G技術(shù)得到良好使用，就會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的功耗。在通信過程中，所使用的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品產(chǎn)生的能量過多，就會(huì)使得用戶產(chǎn)生相應(yīng)的抵觸，難以得到更廣范圍的落實(shí)?；诖?，5G技術(shù)很重要的一個(gè)特點(diǎn)就是低功耗。與此同時(shí)，低時(shí)延也是5G技術(shù)不可忽略的重要特點(diǎn)之一。5G技術(shù)先進(jìn)運(yùn)用的一個(gè)重要體現(xiàn)就是無人駕駛和工業(yè)自動(dòng)化。在進(jìn)行信息交流時(shí)，可以接受140ms左右的時(shí)延，但如果在無人駕駛或者工業(yè)自動(dòng)化中，這個(gè)時(shí)延就無法良好的滿足使用要求了。由此，5G技術(shù)的最低時(shí)延要在1ms以內(nèi)，亦或者還要更低，才能確保現(xiàn)代化作業(yè)的需求得到切實(shí)的滿足?；?G技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，能夠很好的對(duì)應(yīng)現(xiàn)代機(jī)械遠(yuǎn)程控制業(yè)務(wù)中存在的問題，促使遠(yuǎn)程遙控業(yè)務(wù)對(duì)于穩(wěn)定性和實(shí)時(shí)性的操控要求得到相應(yīng)的滿足。通過對(duì)遠(yuǎn)程遙控業(yè)務(wù)中的5G網(wǎng)絡(luò)使用進(jìn)行深入的探索和實(shí)踐，能夠確保施工的效率性和工作人員的安全性，從而切實(shí)提升項(xiàng)目的完成質(zhì)量[3]。

2 遠(yuǎn)程遙控技術(shù)

基于當(dāng)前社會(huì)發(fā)展需求，各種大型工程機(jī)械得到了廣泛地使用。面對(duì)不同的作業(yè)要求，尤其是危險(xiǎn)性比較高的作業(yè)場(chǎng)景，機(jī)械操控人員需要體現(xiàn)出更為先進(jìn)的技術(shù)能力，完善安全防護(hù)工作。操控人員在操控控制面板時(shí)，處在一個(gè)相對(duì)封閉的空間內(nèi)，所布及的范圍很小，無法清楚地掌控施工現(xiàn)場(chǎng)更為全面的情況，從而可能會(huì)出現(xiàn)操控失誤的問題，施工安全事故的發(fā)生幾率極大地提升。無論是施工質(zhì)量還是現(xiàn)場(chǎng)安全，對(duì)于施工作業(yè)來說都是最為重要的，基于這兩點(diǎn)目標(biāo)，遠(yuǎn)程遙控技術(shù)需要達(dá)到更高的標(biāo)準(zhǔn)，才能確保更為廣泛的使用。在遠(yuǎn)程遙控業(yè)務(wù)當(dāng)中，視頻圖像成為了操控工作的重要保障，通過不斷優(yōu)化圖像的分辨率，并引進(jìn)VR技術(shù)，促使遠(yuǎn)程遙控作業(yè)得到了極大的改善。除此之外，要不斷延伸遠(yuǎn)程遙控的距離，從而在面對(duì)一些危險(xiǎn)性比較高的工作區(qū)域，操控人員也能夠在安全區(qū)域?qū)ζ溥M(jìn)行良好的操控，而距離的延長(zhǎng)就需要更為先進(jìn)的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)作為支持?，F(xiàn)階段所使用的相關(guān)無線傳輸技術(shù)都具有一定的弊端，比如ZIGBEE、433技術(shù)無法傳輸帶有視頻圖像的數(shù)據(jù)；Wi-Fi技術(shù)很容易受到外部干擾，難以進(jìn)行長(zhǎng)距離數(shù)據(jù)傳輸。

5G網(wǎng)絡(luò)作為最新的移動(dòng)通信技術(shù)，具備eMBB、mMTC、uRLLC業(yè)務(wù)?；?G網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程遙控業(yè)務(wù)通常具有以下特點(diǎn)：第一，系統(tǒng)帶寬大。操控人員在開展遠(yuǎn)程機(jī)械操作工作時(shí)，想要具有更為真實(shí)的感知體驗(yàn)，需要清晰度更高的圖像，這就需要系統(tǒng)帶寬能夠切實(shí)滿足這一點(diǎn)要求。5GeMBB業(yè)務(wù)的下載速率比較高，通常在4K以上的高清VR顯示要求都能夠切實(shí)滿足，從而操控人員對(duì)于遠(yuǎn)距離施工現(xiàn)場(chǎng)的真實(shí)感受得以極大地優(yōu)化。第二，支持范圍廣。點(diǎn)對(duì)點(diǎn)遠(yuǎn)程技術(shù)在使用時(shí)存在一定的弊端，其只能滿足有限范圍內(nèi)的操作作業(yè)。而基于對(duì)5G等蜂窩移動(dòng)通訊的良好使用，通信子系統(tǒng)所能涉及的范圍被極大地拓寬，實(shí)現(xiàn)更為遠(yuǎn)距離的控制作業(yè)，機(jī)械的適用性更高，操控人員的安全需求得到了切實(shí)的滿足。蜂窩技術(shù)的使用建立在授權(quán)頻譜上，能夠有效避免信號(hào)受到干擾的問題，只要處在無線網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境下，就能落實(shí)良好的機(jī)械操作工作。第三，操作時(shí)延低。遠(yuǎn)程操作時(shí)延在合理的范圍內(nèi)，才能促使遠(yuǎn)程操控作業(yè)良好開展，操控指令能夠及時(shí)的落實(shí)到機(jī)器中，5G通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)的最小時(shí)延能夠保障在1ms內(nèi)，充分滿足了實(shí)時(shí)性操控的需求[4]。

3 基于5G網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程遙控業(yè)務(wù)實(shí)踐

基于對(duì)5G技術(shù)和遠(yuǎn)程遙控技術(shù)的深入分析可以得知，在5G網(wǎng)絡(luò)的推動(dòng)下，遠(yuǎn)程遙控業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)了快速地進(jìn)步以及更為先進(jìn)的發(fā)展。由此，5G網(wǎng)絡(luò)得以良好地落實(shí)在各項(xiàng)遠(yuǎn)程遙控作業(yè)當(dāng)中，以某5G遠(yuǎn)程遙控項(xiàng)目為例。操作人員距離配電站約為100km，操作人員通過良好利用5G網(wǎng)絡(luò)，與位于現(xiàn)場(chǎng)的機(jī)器設(shè)備進(jìn)行聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)對(duì)配電開關(guān)/環(huán)網(wǎng)柜、配電線路機(jī)器人巡檢的實(shí)時(shí)操控，并能夠得到現(xiàn)場(chǎng)真實(shí)的、全面的信息。

3.1 組織架構(gòu)

在5G網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)之上完善的遠(yuǎn)程遙控方案組織架構(gòu)主要涉及到以下內(nèi)容：配電開關(guān)/環(huán)網(wǎng)柜、配電線路機(jī)器人巡檢。配電站與操作區(qū)之間具有100km的距離，在作業(yè)現(xiàn)狀設(shè)置配電線路機(jī)器人巡檢，其自身具備高清攝像頭。支持5G通信終端以及5G網(wǎng)絡(luò)良好落實(shí)的設(shè)備和技術(shù)分別為CPE設(shè)備、NSA組網(wǎng)以及邊緣計(jì)算技術(shù)。通過對(duì)高清攝像頭以及VR攝像頭的良好使用，對(duì)所得的現(xiàn)場(chǎng)高清圖像進(jìn)行拼接和編碼壓縮，利用5G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，操作人員能夠在遠(yuǎn)端控制室得到更為全面且高清的現(xiàn)場(chǎng)圖像。通過在配電站設(shè)置相應(yīng)的巡檢機(jī)器人，進(jìn)行相應(yīng)的巡檢工作，在保障現(xiàn)場(chǎng)得到有效管理的同時(shí)，也無需工作人員實(shí)際深入到現(xiàn)狀。通常巡檢內(nèi)容包括設(shè)置顯示屏的工作參數(shù)，控制人員為機(jī)器人發(fā)送相應(yīng)的指令，而機(jī)器人根據(jù)所得到的指令執(zhí)行巡檢工作。操控人員通過對(duì)圖像進(jìn)行相應(yīng)地分析，并作出相應(yīng)的操控，5G網(wǎng)絡(luò)會(huì)將操控人員所下達(dá)的控制信號(hào)實(shí)時(shí)傳輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)的機(jī)器設(shè)備。其具備相對(duì)應(yīng)的5G通信終端，當(dāng)終端收到來自遠(yuǎn)程控制室的控制信號(hào)后，信號(hào)在執(zhí)行單元的支持下，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)總線信號(hào)的良好接收[5]。與此同時(shí)，操控人員通過傳感器以及5G網(wǎng)絡(luò)，能夠?qū)崟r(shí)掌握并清晰配電開關(guān)/環(huán)網(wǎng)柜、配電線路機(jī)器人巡檢的工作狀態(tài)。除此之外，環(huán)網(wǎng)柜以往所采用的手動(dòng)控制，由于環(huán)網(wǎng)柜可能會(huì)出現(xiàn)的短路或者爆炸等事故，因此人工操作是很危險(xiǎn)的，基于5G網(wǎng)絡(luò)的使用，通過遠(yuǎn)程遙控的方式，能夠切實(shí)保障工作人員的安全性，而遠(yuǎn)程遙控系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)分、合閘的操作，同時(shí)可以調(diào)整點(diǎn)控的位置。

3.2 電力巡檢

輸電線的功率損耗程度非常大，當(dāng)有遠(yuǎn)距離輸電需求時(shí)，會(huì)用到大型電力變壓器，通過提升電壓，從而減小電流，有效避免輸電線路的損失，由此電力巡檢是非常重要的一部分?；?G技術(shù)的運(yùn)用，配電線路機(jī)器人巡檢得到了良好地落實(shí)。

機(jī)器人依據(jù)提前規(guī)劃的航線進(jìn)入巡檢點(diǎn)，基于機(jī)器人中所具有的高清攝像頭，能夠清楚掌握桿塔上絕緣子、導(dǎo)地線等相關(guān)情況，利用5G網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)街腔圻\(yùn)檢管控應(yīng)用群。在巡檢的過程中發(fā)現(xiàn)有安全隱患存在后，無人機(jī)將會(huì)自動(dòng)反應(yīng)進(jìn)行處理，從而有效解決其所具有的問題。通過對(duì)三維建模技術(shù)的良好運(yùn)用，形成的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，針對(duì)巡檢對(duì)象建立健全相應(yīng)的巡檢檔案，從而有效提升巡檢效率和質(zhì)量。在5G網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)之上，無人機(jī)針對(duì)相鄰基站進(jìn)行切換過程中，能夠極大程度上保障切換的連續(xù)性，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)精細(xì)的、全面的巡檢工作，同時(shí)將拍攝下來的高清視頻圖像傳輸?shù)焦芾砥脚_(tái)，智能系統(tǒng)會(huì)根據(jù)其進(jìn)行深入的分析，對(duì)其中存在的安全隱患落實(shí)深入的分析明確。巡檢機(jī)器人其所具有的高清鏡頭能夠確保配電柜上的文字、數(shù)字、指針都得到清晰的呈現(xiàn)，為遠(yuǎn)程監(jiān)控中心提供更為精確良好的數(shù)據(jù)信息[6]。通過良好運(yùn)用巡檢機(jī)器人，促使傳統(tǒng)形式下參與巡檢的工作人員解放出來，參與其他任務(wù)工作，在切實(shí)保障巡檢工作有效性的同時(shí)，工作人員的安全也得到了切實(shí)的保障。

3.3 性能指標(biāo)

在遠(yuǎn)程操控業(yè)務(wù)中的5G網(wǎng)絡(luò)使用性能指標(biāo)包括以下幾個(gè)方面：通信帶寬、通信時(shí)延、圖像穩(wěn)定。經(jīng)過對(duì)相關(guān)設(shè)備的分析，其通信帶寬上行速率、下行速率都達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)要求?；趯?duì)MEC的有效建設(shè)，端到端時(shí)延普遍在15ms以內(nèi)，遠(yuǎn)程遙控操控得以切實(shí)滿足?；趯?duì)5G網(wǎng)絡(luò)的有效落實(shí)，遠(yuǎn)程遙控過程中能夠確保傳輸?shù)膱D像清晰度和穩(wěn)定性，為操控人員提供了充分的支持。相對(duì)于4G網(wǎng)絡(luò)，5G網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)充分地體現(xiàn)在了帶寬、時(shí)延、穩(wěn)定程度等方面，從而控制信號(hào)和視頻圖像得到了良好的傳輸。

3.4 效益分析

首先，實(shí)用性。基于對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)的充分利用，建立健全相應(yīng)的工業(yè)無線方案，網(wǎng)絡(luò)成本得到有效的降低，同時(shí)遠(yuǎn)程遙控技術(shù)的涉及范圍得以進(jìn)一步延伸，從而充分拓展了遠(yuǎn)程遙控的運(yùn)用項(xiàng)目。原有形式下的工業(yè)無線方案所使用的數(shù)傳電臺(tái)以及圖傳電臺(tái)，所耗費(fèi)的購(gòu)置成本很高。同時(shí)，通過對(duì)VR全景視頻技術(shù)的有效使用，在5G高帶寬能力的基礎(chǔ)上，能夠?qū)F(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況以視頻圖像的方式傳輸給操作人員，從而遠(yuǎn)程操控作業(yè)的有效性得到了切實(shí)的保障。其次，業(yè)務(wù)拓展。該項(xiàng)目作業(yè)方案所使用的是模塊化設(shè)計(jì)，控制模塊、通信模塊等皆基于通用模塊，而控制信號(hào)結(jié)合通用車載CAN總線，能夠良好地遷移到其他形式的遠(yuǎn)程控制場(chǎng)景當(dāng)中。除此之外，社會(huì)效益?；?G網(wǎng)絡(luò)開展的遠(yuǎn)程遙控業(yè)務(wù)，在國(guó)內(nèi)電力企業(yè)中使用比較少，其優(yōu)勢(shì)在于即便在惡劣的環(huán)境下也能實(shí)現(xiàn)良好地運(yùn)用，為之后全面性的無人操作奠定了發(fā)展基礎(chǔ)[7]。操控人員在安全區(qū)域通過對(duì)無線設(shè)備的使用，對(duì)遠(yuǎn)距離的配電開關(guān)/環(huán)網(wǎng)柜、配電線路機(jī)器人巡檢進(jìn)行相應(yīng)的操控，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)全方面的了解。在5G網(wǎng)絡(luò)的支持下，只要是在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，就能夠保障遠(yuǎn)距離操控的有效性，各種外部因素都不會(huì)對(duì)其產(chǎn)生沖擊。最后，品牌效應(yīng)。該項(xiàng)目通過將5G網(wǎng)絡(luò)良好落實(shí)到遠(yuǎn)程遙控業(yè)務(wù)當(dāng)中，能夠?yàn)槠髽I(yè)創(chuàng)造更多客戶，基于5G網(wǎng)絡(luò)的使用與更多行業(yè)伙伴建立良好的關(guān)系，而這些都是之后開展業(yè)務(wù)的潛在客戶，能夠?yàn)槠髽I(yè)帶來更多的效益?；?G網(wǎng)絡(luò)，對(duì)遠(yuǎn)程遙控業(yè)務(wù)進(jìn)行更為深入的探索和實(shí)踐，5G產(chǎn)業(yè)鏈得以進(jìn)一步的完善優(yōu)化，商業(yè)模式逐步成熟。結(jié)合相應(yīng)的宣傳和包裝，該產(chǎn)業(yè)鏈能夠得到更為良好地發(fā)展，并在企業(yè)內(nèi)形成相應(yīng)的品牌效應(yīng)。

結(jié)合當(dāng)前各項(xiàng)工程實(shí)際要求，在遠(yuǎn)程遙控業(yè)務(wù)中，有效運(yùn)用5G網(wǎng)絡(luò)，對(duì)優(yōu)化現(xiàn)代化機(jī)械控制具有直接影響。因此，應(yīng)立足于遠(yuǎn)程遙控業(yè)務(wù)實(shí)際，深入分析5G網(wǎng)絡(luò)，推動(dòng)遠(yuǎn)程遙控業(yè)務(wù)開展得到充分地的優(yōu)化，無線傳輸?shù)木嚯x得以進(jìn)一步延伸、信息傳輸?shù)那逦群蛿?shù)量得到相應(yīng)的提升。