5G典型应用案例集锦
一、概述
5G，即第五代移动通信技术，一方面大幅提升个人用户高带宽移动互联网业务体验，创造出新的生活娱乐应用场景；另一方面契合大带宽、大连接、低时延等5G网络能力，与其他基础共性能力，如：人工智能、物联网、云计算、大数据和边缘计算等构成新一代信息基础设施，成为推动传统行业数字化转型升级与数字经济社会发展的重要基石。
从国际视角来看，目前5G在技术标准、网络部署等方面均取得了阶段性进展，新的应用场景与市场化探索也逐渐显现。《5G典型应用案例集锦》是中国移动研究院研究团队，基于当前国内外5G实际应用情况及未来发展趋势，综合研究形成的一份5G应用分析报告。
本报告涵盖个人应用与垂直行业应用。个人应用主要涉及文体娱乐行业，垂直行业包括政务与公用事业、工业、农业、医疗、交通运输、金融、旅游、教育、电力九大行业。
我们选取目前国内外已实施的典型应用案例，在此基础上提炼超高清视频、视频监控、VR/AR、无人机和机器人五个行业共性能力，总结出远程设备操控、目标与环境识别、超高清与XR（包含VR/AR等）播放、信息采集与服务四类5G共性业务。5G网络能力、基础共性能力、行业共性能力是构建5G共性业务的技术使能，5G在个人与垂直行业应用则是5G共性业务的具体表现。5G网络能力、基础共性能力、行业共性能力三者的结合，称为5G能力，其与5G共性业务及具体应用的关系如图1所示。
二、5G网络能力
5G具有三大网络能力：增强型移动宽带（eMBB，简称大带宽）、海量机器类通信（mMTC，简称大连接）及低时延高可靠通信（uRLLC，简称低时延）。当前，5G应用首先从大带宽场景开始，逐渐向大连接和低时延类渗透。十大行业对5G网络能力的依赖程度如图2所示。
大带宽：主要满足用户对高数据速率的业务需求，支持如超高清视频、VR/AR等新业态，广泛应用于文体娱乐、教育、旅游等行业；还用于安防监控、环境监测、产品检验等方面。
大连接：是5G三大能力中面向物联网业务的能力，对网络感知实时性要求低，但对终端密集程度要求高。广泛应用于公用事业、工业、农业、交通运输和电力等行业。
低时延：是5G区别于2G/3G/4G的差异化能力，广泛应用于医疗、交通、电力等对时延与可靠性要求较高的行业应用，如远程设备操控和安全监控等。
三、基础共性能力
基础共性能力包括人工智能、物联网、云计算、大数据和边缘计算五种能力。基础共性能力和5G网络能力相互融合，为5G应用开发与运营提供信息基础设施。
物联网：是将各种信息传感设备互联起来形成的网络，其中传感器采集信息，物联网专网传输信息，物联网平台处理信息、管理连接和传感器，终端呈现信息与应用。
云计算：提供海量数据存储与计算、多方数据汇聚共享能力。云计算为物联网平台和大数据提供基础的存储和计算能力，为人工智能算法提供强大的人工智能计算能力。
人工智能：是对人类智能的启发式模拟，机器学习是人工智能的核心和主要实现方式。人工智能包括人工智能算力和人工智能算法。
大数据：是需要专门软件处理的海量规模的数据，对环境、设备、交易、行为等进行洞察，对工作流程进行优化。大数据技术的意义不在于庞大的数据信息，而在于对这些含有意义的数据进行专业化处理。
边缘计算：将远离用户的云端存储和计算能力向用户边缘迁移，为5G应用提供比云计算更低时延的能力。边缘计算与云计算协同工作，边缘计算存储处理实时数据，云计算存储处理共享的海量数据。边缘计算为时间敏感的5G应用提供支撑。
四、行业共性能力
行业共性能力包括超高清视频、视频监控、VR/AR、无人机、机器人等。行业共性能力犹如5G应用中的神经末梢，担负着信息收集、展现与执行的重要作用，是5G垂直行业应用中的关键组成部分，例如：基于视频监控的智慧城市、工业园区安防管理；基于无人机的电力线路、林区农场远程巡检；基于AR技术的工业产品、目标人员检验识别等。5G网络能力与基础共性能力的融合，会使行业共性能力得到充分发挥，推进行业共性能力产品研发与产业升级。
超高清视频：超高清视频的典型特征就是高速率与大数据量，按照产业主流标准，4K、8K视频传输速率一般在50Mbps与Mbps以上，4G网络己无法完全满足。5G网络的大带宽能力成为解决该场景需求的有效手段。当前4K、8K超高清视频与5G技术结合的场景不断出现，广泛应用于文体娱乐等行业，成为市场前景广阔的基础应用。
视频监控：通过摄像头和传输网络，将采集的视频信息传送到视频监控云平台或边缘计算平台（提升响应时间），与人工智能融合，可用于目标与环境识别。视频监控与5G的大带宽、低时延能力相结合，有效提升视频监控与目标环境识别的传输和反馈处理速度。
VR/AR：是近眼现实、感知交互、渲染处理、网络传输和内容制作等信息技术相互融合的产物，高质量VR/AR业务对带宽、时延要求不断提升，速率从25Mbps逐步提高到1Gbps，时延从30ms降低到5ms以下。伴随海量数据和计算密集型任务转移到云端，未来“CloudVR/AR”将成为VR/AR与5G融合创新的典型范例。5G大带宽、低时延能力，可有效解决VR/AR传输带宽不足、互动体验不强和终端移动性差等痛点，推动媒体行业转型升级。
无人机：5G网络赋予无人机超高清视频传输（50-Mbps）、低时延控制（10-20ms）、远程联网协作和自主飞行等重要能力，可以实现对无人机设备的监视管理、航线规范、效率提升。5G无人机将使无人机群协同作业和7x24小时不间断工作成为可能，在农业、安防、环保、电力等行业有巨大发展空间。
机器人：当前，机器人产业方兴未艾，各种形态的机器人已开始在不同行业应用。5G大带宽、低时延的网络能力，将使机器人性能得到巨大提升，信息回传速度、反应及时度、行动可靠性与控制精准性都有较大提升，还可将大部分计算放到云端打造云化机器人，数据安全性也将得到有效保障。未来，5G机器人会在工业、医疗、安防等行业发挥更大作用。
五、5G共性业务
5G网络能力、基础共性能力和行业共性能力的融合，为5G应用开发和运营提供使能。5G在各行业的应用各有特性，但根据它们的共性可归纳为4类5G共性业务：远程设备操控、目标与环境识别、超高清与XR播放、信息采集与服务（参见表1）
远程设备操控：操作人员利用5G的大带宽和低时延能力，结合人工智能、边缘计算、云计算和大数据，在人工或机器感知识别远方环境后，对远端的设备进行操作和控制。该类业务可用于危险环境中的设备操作、提升设备操控效率、解决专家资源不足的问题，例如工业中的远程操控，农业中的农机操控，医疗中的远程诊断与远程手术，交通中的远程驾驶、龙门吊操控、无人叉车操控等。
目标与环境识别：利用5G的大带宽和低时延能力，将传感设备（固定安装、或安装于无人机、机器人的摄像头，人员佩戴的AR眼镜，以及激光雷达等其它传感设备）感知的环境或目标物信息，传送到云或边缘计算平台，利用人工智能以及大数据能力，识别环境或目标物。该类业务可用于公共场所（城市、小区、园区、景区、博物馆、影院和校园）和交通工具内（公交车、城轨、火车）的智能安防(目标人员识别、车辆识别、危险品识别等)，公共基础设施（桥梁、涵洞、道路、铁路）和工业设施（工业生产设备，电力设备与线路等）的形变与质量监测，环境（河流、湖泊、森林等）监测，工业制造产品的质量检验，医疗中的诊断与手术识别等。
超高清与XR播放：利用5G的大带宽和低时延能力，将存储于云平台和边缘计算的超高清视频、VR/AR内容，通过超高清显示屏、VR头盔、AR眼镜呈现给用户。该类业务可广泛应用于政务大厅、银行、景区、酒店、博物馆、电影院等公共场所，教育、体育、展会演出、云游戏等服务行业。
信息采集与服务：利用5G的大连接能力，将传感器感知的环境信息和设备状态信息，交易过程中收集的用户行为信息与工作流程信息，在云计算平台汇聚和共享，通过大数据处理，对环境、设备、交易、行为、流程等进行洞察、决策与优化，并将结果呈现在终端设备上。该类业务广泛应用于政务、工业、农业、交通、金融、旅游、电力等行业的用户服务、经营决策、流程优化与监控管理。
六、5G典型应用领域
目前在国内外市场，5G相关应用已开始在部分行业出现，包括政务与公用事业、工业、农业、文体娱乐、医疗、交通运输、金融、旅游、教育和电力10大行业、35个细分应用领域（参见表2）。5G应用是5G共性业务在不同行业、细分应用领域及应用场景中的具体应用。
6.1政务与公用事业
当前，5G在政务与公用事业中的应用主要体现在：智慧政务、智慧安防、智慧城市基础设施、智慧楼宇和智慧环保5个细分应用领域，它们与5G共性业务的关系如表3所示。目标与环境识别（安防、基础设施形变识别、环境监测）、信息采集与服务（智慧城市、园区、楼宇、环保管理，政务信息服务）是5G在政务与公用事业中的主要应用，智慧政务还用到超高清与XR播放。
6.2工业
当前，5G在工业中的应用主要体现在：智能制造、远程操控、智慧工业园区3个细分应用领域，它们与5G共性业务的关系如表4所示。远程设备操控（工业生产设备、物料运送设备）是5G在工业中的主要应用，另外还采用目标与环境识别（产品检验、工业园区安全管控）、信息采集与服务（工业生产管理和园区管理）。
6.3农业
当前，5G在农业中的应用主要体现在：智慧农场、智慧林场、智慧畜牧和智慧渔场4个细分应用领域，它们与5G共性业务的关系如表5所示。目标与环境识别（农场的农作物监测，林场的森林资源、病虫害、野生动植物、森林防火监测，畜牧的草场监测、牲畜疫情与生长监测；渔场监测、水产品生长情况监测）和信息采集与服务（农业生产管理、水质监测）是5G在农业中的主要应用，智慧农场也采用远程设备操控（农机设备）。
6.4文体娱乐
当前，5G在文体娱乐中的应用主要体现在：视频制播、智慧文博、智慧院线和云游戏4个细分应用领域，它们与5G共性业务的关系如表6所示。目标与环境识别（活动现场、博物馆与院线的安全监控、基于人脸识别的智能检票）和超高清与XR播放是5G在文体娱乐中的主要应用。
6.5医疗
当前，5G在医疗中的应用主要体现在：远程诊断、远程手术和应急救援3个细分应用领域，它们与5G共性业务的关系如表7所示。远程设备操控（远程机器人超声、远程机器人手术）、目标与环境识别（手术识别、病情识别）是5G在医疗中的主要应用。
6.6交通运输
当前，5G在交通运输中的应用主要体现在：车联网与自动驾驶、智慧公交、智慧铁路、智慧机场、智慧港口和智慧物流6个细分应用领域，它们与5G共性业务的关系如表8所示。目标与环境识别（车辆环境识别，公交、铁路、机场、港口与物流园区的安防监控）、信息采集与服务（交通运输管理和用户信息服务）是5G在交通运输中的主要应用，另外车联网与自动驾驶、智慧港口和智慧物流还采用远程设备操控（车辆的远程驾驶，港口龙门吊、物流园区无人叉车与分拣机器人的远程操控）。
6.7金融
当前，5G在金融中的应用主要体现在：智慧网点和虚拟银行2个细分应用领域，它们与5G共性业务的关系如表9所示。目标与环境识别（网点安全监控、用户身份识别）、信息采集与服务（银行业务管理、储户信息服务）是5G在金融中的主要应用，另外虚拟银行还用到超高清与XR播放。
6.8旅游
当前，5G在旅游中的应用主要体现在：智慧景区、智慧酒店2个细分应用领域，它们与5G共性业务的关系如表10所示。目标与环境识别（景区与酒店的安防监控）、超高清与XR播放（景区、酒店）和信息采集与服务（景区管理与用户信息服务、酒店管理与用户信息服务）是5G在旅游中的主要应用。
6.9教育
当前，5G在教育中的应用主要体现在：智慧教学、智慧校园2个细分应用领域，它们与5G共性业务的关系如表11所示。其中，智慧教学采用超高清与XR播放，智慧校园采用目标与环境识别（安全监控）、信息采集与服务（教学与设备、宿舍管理、学生信息服务）。
6.10电力
当前，5G在电力中的应用主要体现在：智慧新能源发电、智慧输变电、智慧配电和智慧用电4个细分应用领域，它们与5G共性业务的关系如表12所示。目标与环境识别（新能源发电设备的监控，输变电、配电设备和线路的监控）、信息采集与服务（发电、输变电、配电和用电管理，用户用电信息服务）是5G在电力中的主要应用。
七、总结
随着5G网络建设进入快速期，5G应用创新不断深化，涵盖的应用领域与应用规模也不断扩大。5G作为市场热点，得到业界高度
联系电话：