5G技术在航运业中的应用趋势及对策建议

肖飞 张长远

中国交通通信信息中心 北京 100011

1 5G关键技术特征

1.1 5G技术变革

2018年6月，面向商用的5G国际标准正式发布，向全球大规模应用5G技术迈出了关键一步。5G提供了前所未有的用户体验和物联网连接能力，将成为全面促进经济社会数字化转型的关键基础设施。与4G相比，5G能以一种全新的网络架构，提供超大带宽(峰值10Gbit/s)、超低时延和超多连接，实现网络性能新的跃升，开启万物互联的新时代[1]。

1.2 5G产业链价值

5G的普及将促进国家和社会的全面移动化和数字化，将在未来10-20a内成为全球经济持续增长的助推器。据中国信息通信研究院《5G经济社会影响白皮书》测算，预计到2030年，5G将直接为我国经济总产出贡献6.3万亿元，间接带动我国经济总产出10.6万亿元；将直接增加就业机会800万个，间接增加就业机会1150万个。

2 5G在全球航运业中的创新应用趋势

2.1 5G+船舶局域网

5G技术的高速率、低延迟特性能使船舶内部、船-船、船-岸和船-航标等之间的互联互通变得更加高效和通畅[2]。同时，5G技术可支持更多的终端节点，实现大规模、大范围传感监测数据的并发采集，所有的设备、货物、人员、管线和岸基设施等都能进行高速互连互通，形成5G通信环境下一个泛在的物联网。未来可探索在船端安装5G空中基站，结合卫星通信系统，搭建船舶局域网，快速、简单、高效地构建全船无线网络，有效降低传统的网络布线成本，极大地缩短部署时间。目前，马士基集团和爱立信公司已开始尝试类似的解决方案，为集装箱船构建船联网，解决移动通信问题，提供船载维护服务等。

2.2 5G+北斗综合通信

5G与北斗卫星通信系统相结合的船联网应用技术系统，可实现实时向船舶发送气候信息和危险预警信息，必要时能对船舶进行指挥、调度、动员和救援。该系统不仅能为各类船舶提供精确的位置定位和通信功能，而且能为相邻海域（水域）的船舶提供实时组网通信、信息传达和港口信息等增值服务。北斗卫星通信系统与5G相互融合，共同构成全球无缝覆盖的海、陆、空、天一体化全球综合通信网，满足航运企业的多种业务服务需求，这是未来通信发展的一个重要方向。

2.3 5G+船舶自动驾驶

C-V2X（以蜂窝通信技术为基础的V2X技术）对于车辆自动驾驶而言至关重要。对于自动驾驶来说，船舶自动驾驶远比车辆自动驾驶复杂。船舶的航行场景可分为内河运输、近海运输和远海运输 3 种[3]。

（1）对于内河运输和近海运输场景（长江、珠江、近海等），岸侧的移动通信基站信号可覆盖，5G与C-V2X相结合，可很好地支持船与船、船与航道、船与货物和船与人的互联互通，实时掌握人员、船舶、场景、设备和货物的状态，使安全、智能、高效的航行过程得以预见。

（2）对于远海运输场景，基于5G和北斗卫星通信系统的C-V2X技术，能进一步弥补自动驾驶的缺陷，实现高清视频信息实时回传、船舶远程控制和船舶自动驾驶控制等功能，提高船舶航行与作业的智能化水平和效率。

3 航运企业应用5G的对策建议

（1）把握国家战略政策机遇，重点布局多元化的智慧航运业务。航运企业应牢牢把握国家推动航运智能化、建设一流港口和航运强国的战略机遇，以及5G等关键技术的发展机遇，创新商业模式和服务模式，积极布局多元化、现代化的智慧航运业务，包括提供全自动化的码头堆场装卸运输业务、船舶货运物流追踪监控业务、航运公共信息服务业务和航运设备全生命周期监管运维服务业务等，达到降低企业运营成本，提高生产运营效率和拓展盈利空间的目的[4]。

（2）加快推动航运业与5G、AI等关键技术的融合创新研发。航运企业应把握航运与5G、AI等关键技术的融合和创新应用趋势，投入资源加快启动基于5G、北斗卫星通信和物联网等技术的信息基础设施研发，在全面感知、泛在互联、港车协同智能化系统构建等相关技术的研发试验中尽早抢占技术高地，提高核心竞争力。目前，全球各大航运企业正在积极开展技术创新应用研究。例如：马士基研发无人集装箱船，并在船上开展AI动力感知和态势感知技术等方面的试验；挪威威尔森集团和康士伯联合，建立全球首家无人船航运公司Massterly；瓦锡兰针对智能/无人船研发自动靠泊系统等。

4 结语

当前，全球航运业尚处于智能化发展初期，在全球货运压力增大、船舶大型化和航运产业过剩压力凸显的情况下，5G、北斗卫星通信、人工智能和大数据等技术的加速发展和融合应用为航运业的转型升级提供了机遇。全球航运企业要把握战略与技术机遇，结合自身业务布局和发展规划，及时做好5G技术路线选择，重视新技术研发和平台化部署，提高核心竞争力，积极打造具有世界影响力的智能航运品牌。