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摘 要：上海市天然气主干网5G工业无人机巡线是5G垂直行业的新型应用项目，这种新型业务对网络能力提出了更高要求，体现在超低时延、超高速率及超远覆盖。利用5G中低空覆盖技术、高速移动技术、基站切换技术、边缘计算协同技术，最终高质量满足了巡检业务需求，大大减少人工成本，极大提升了工作效率和问题发现效率。为5G市场的发展提供了解决方案，提升了市场竞争力。
关键词：5G；无人机；边缘计算
doi：10.12045/j.issn.1007-3043.2020.01.003
概述
2018年，上海联通与上海天然气管网公司签署天然气主干网 5G 无人机巡线战略合作协议。为推动合作项目尽快上线，上海联通与中国联通研究院组建联合项目组，选定在崇明岛开展试验。在网络方面，建成天然气主干网沿线 5G 无人机专网，覆盖长度超过100 km。在终端方面，按照飞行高度 400 m 和飞行速度 120 km/h 的设计方案，完成机载任务计算机和 5G CPE的集成，挂载4K超高清光电吊舱，支持4K超高清视频流的实时编码及传输。在实时操控方面，为满足5G 无人机实时操控和 4K 超高清视频实时回传的需求，网络侧部署边缘云 MEC，与云端无人机业务平台有效协同，端到端时延低于20 ms。
1.1 无人机巡检优势
工业管线巡检是指对供电线路、输油管道、燃气管道等进行定期检查。早期，工业管线的巡检以人力巡检方式为主。由于此类设施大多处于环境恶劣的区域，传统的人工巡检方案受环境及天气等影响，工作量大、工作效率较低、成本较高，且存在一定的人身安全风险。为了弥补人力巡检的局限性，无人机巡检应运而生。
1.2 首个商用5G无人机项目
中国信通院发布《5G无人机应用白皮书》，从无人机应用场景和通信需求、4G 网络能力、5G 网络能力、网联无人机终端通信能力、5G 应用案例、无人机安全飞行、标准进展等方面阐述了 5G 无人机应用的情况，标志着5G无人机技术已完成实验环境测试。
上海联通与天然气管网公司签订《5G无人机战略协议》，天然气主干网 5G 工业无人机巡线于 2019 年 3月31日首飞成功，成为全球首个商用5G无人机业务，获得客户高度认可。无人机巡检范围包括83 km管道中心两侧 200 m 内的房屋、建筑、水库等的占压，通过5G传送所拍摄影像资料，进行实时对比分析判断控制保护区变化情况。
本项目的三大亮点在于：主要实现识别控制保护区范围，并针对此范围开展巡查工作；项目主要实现三大功能，一是自动巡检，使用无人机巡线方案后，显著提升效率、降低成本。从原本的人工作业需要12 h，缩短至2 h，效率提升6倍；并保障了作业人员人身安全。二是智能分析，实时传送所拍摄的 4K 高清影像资料，通过智能识别技术，对无人机前后 2 次拍摄影像资料进行对比分析，判断控制保护区变化情况；三是实用价值，工业无人机采用航空柴油供能，具备飞行时间长、距离远的特点，通过5G网络完成80 km超长距离飞行控制，行业实用价值远高于小型电池驱动无人机。
