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文檔簡介
5G智慧海洋發(fā)展研究報告
(2023年)
中國信息通信研究院無線電研究中心
中國移動通信集團有限公司
華為技術有限公司
2023年7月
前言
黨的二十大報告明確提出“發(fā)展海洋經(jīng)濟,保護海洋生態(tài)環(huán)境,
加快建設海洋強國”等要求,我國智慧海洋迎來前所未有的發(fā)展契機。
隨著新一代信息通信技術不斷涌現(xiàn),海洋領域各項信息基礎設施建設
和信息化應用進程持續(xù)加速,智慧海洋的賦能效應逐步顯現(xiàn)。
5G智慧海洋將以服務海洋經(jīng)濟發(fā)展和海洋生態(tài)環(huán)境保護為宗旨,
以5G為代表的新一代信息通信技術為支撐,以政府、企業(yè)和公眾為
服務對象,涵蓋自然資源、生態(tài)環(huán)境、農(nóng)業(yè)、能源、交通、旅游等涉
海領域,加快推進數(shù)字海洋信息基礎設施建設,推動海洋傳統(tǒng)行業(yè)數(shù)
字化、綠色化、智能化升級,催生一批海洋產(chǎn)業(yè)新業(yè)態(tài)、新模式與新
裝備,推動海洋經(jīng)濟與數(shù)字經(jīng)濟的深度融合與協(xié)同發(fā)展。
本報告由中國信息通信研究院、中國移動通信集團有限公司(含
中移灣區(qū)(廣東)創(chuàng)新研究院有限公司)和華為技術有限公司共同編
制,介紹了5G智慧海洋的發(fā)展背景,從海洋資源、生態(tài)環(huán)境、漁業(yè)
漁政、能源開發(fā)、海上交通運輸、海洋休閑旅游等方面,對我國5G
智慧海洋應用發(fā)展需求進行了梳理與分析;結合沿海、近海和遠海等
差異化需求,發(fā)揮5G廣覆蓋、高速率、低時延等技術優(yōu)勢,提出構
建5G海域立體覆蓋融合組網(wǎng)方案;從行業(yè)單位、終端設備、解決方
案等方面,開展5G智慧海洋產(chǎn)業(yè)生態(tài)發(fā)展研究。本報告最后提出加
快5G智慧海洋發(fā)展的幾點建議,鑒于5G智慧海洋領域當前處于發(fā)
展起步階段,我們對該領域的研究還有待于進一步深化,報告中存在
不足之處,敬請大家批評指正。
圖目錄
圖15G智慧海洋應用總體視圖.................................................................................6
圖2廣東省5G智慧海洋監(jiān)管項目架構...................................................................9
圖3海域生態(tài)環(huán)境監(jiān)測預警.....................................................................................10
圖4“閩投1號”海上牧場平臺.................................................................................12
圖5揭陽神泉5G海上風電項目.............................................................................13
圖6董家口海事局5G“云登輪”遠程船舶檢查......................................................15
圖7平潭智慧文旅綜合管控平臺............................................................................16
圖85G智慧海洋融合組網(wǎng)架構...............................................................................19
圖9海面5G700MHz+2.6GHz+4.9GHz組網(wǎng)示意圖............................................20
圖105G專網(wǎng)+高通量衛(wèi)星方案示意圖..................................................................22
圖11測試內(nèi)場和外場5G基站覆蓋信號效果范圍圖...........................................23
圖12海上船載基站通信解決方案..........................................................................23
圖135G警務無人船.................................................................................................25
圖14搭載5G模塊的坐底式深遠海智能化海珍品養(yǎng)殖網(wǎng)箱...............................28
圖155G+無人機高清視頻終端...............................................................................28
圖16浙江舟山在漁船上安裝5G+海洋衛(wèi)星寬帶的信號接收器.........................31
表目錄
表15G智慧海洋分場景網(wǎng)絡覆蓋需求....................................................................18
5G智慧海洋發(fā)展研究報告(2023年)
一、5G智慧海洋發(fā)展背景
智慧海洋是在海洋數(shù)字化的基礎上,應用智能化技術、先進裝備
技術發(fā)展而成的海洋高級系統(tǒng)形態(tài),是智慧科技產(chǎn)業(yè)和海洋各類活動
的結合。海洋對全球政治、經(jīng)濟、軍事等領域具有重要地位,是占據(jù)
經(jīng)濟發(fā)展和應對潛在戰(zhàn)爭的戰(zhàn)略制高點,美國、加拿大、日本、歐盟
等世界主要發(fā)達國家和地區(qū)高度重視智慧海洋建設,在海洋立體觀測
與通信系統(tǒng)、海洋空間數(shù)據(jù)基礎設施、數(shù)字海洋應用、海工裝備等領
域積極爭奪國際競爭主導地位。
(一)國家高度重視海洋強國生態(tài)環(huán)境保護
黨中央明確要加快建設海洋強國,推動綠色智慧生態(tài)文明建設。
習近平總書記強調(diào),“發(fā)達的海洋經(jīng)濟是建設海洋強國的重要支撐”
“要加快建設世界一流的海洋港口、完善的現(xiàn)代海洋產(chǎn)業(yè)體系、綠色
可持續(xù)的海洋生態(tài)環(huán)境,為海洋強國建設作出貢獻”。黨的二十大報
告提出要“發(fā)展海洋經(jīng)濟,保護海洋生態(tài)環(huán)境,加快建設海洋強國”,
強化海洋安全保障體系建設。中央網(wǎng)絡安全和信息化委員會在《“十
四五”國家信息化規(guī)劃》提出,要加強自然資源和國土空間的實時感
知、智慧規(guī)劃和智能監(jiān)管,打造智慧高效的生態(tài)環(huán)境數(shù)字化治理體系。
國務院多個部委出臺政策,推動智慧海洋加快發(fā)展落地實施。近
年,國家發(fā)展改革委、自然資源部、生態(tài)環(huán)境部、交通運輸部、農(nóng)業(yè)
農(nóng)村部、國家海洋局等多個部委發(fā)布文件,推動海洋領域數(shù)字經(jīng)濟融
合發(fā)展,涉及智慧漁業(yè)、智慧港口、智能航運、智慧旅游等領域,促
進海洋產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。2020年生態(tài)環(huán)境部印發(fā)《“十四五”海洋生
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5G智慧海洋發(fā)展研究報告(2023年)
態(tài)環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測網(wǎng)絡布設方案》,將建成以1359個國控海水質(zhì)量監(jiān)測
點位為基礎構架,涵蓋海洋環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測、海洋生態(tài)監(jiān)測、海洋專項
監(jiān)測、海洋監(jiān)督監(jiān)測四大類15個監(jiān)測項目的總體網(wǎng)絡布局和監(jiān)測點
位布局,基本實現(xiàn)對我國管轄海域的全覆蓋,構建海洋生態(tài)環(huán)境監(jiān)測
網(wǎng)絡。2021年12月國家發(fā)展改革委、自然資源部發(fā)布《“十四五”海
洋經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃》,明確要著力提升海洋科技自主創(chuàng)新能力,暢通陸
海連接,增強海上實力。2022年,生態(tài)環(huán)境部等六部委聯(lián)合印發(fā)《“十
四五”海洋生態(tài)環(huán)境保護規(guī)劃》,加強應急響應能力建設,發(fā)展衛(wèi)星、
無人機、無人艇等大面監(jiān)測能力,著力提升海洋生態(tài)調(diào)查工作效率和
覆蓋水平,并綜合應用遙感監(jiān)測、定點連續(xù)監(jiān)測、現(xiàn)場快速監(jiān)測、視
頻監(jiān)視監(jiān)控等先進技術,以及互聯(lián)網(wǎng)+、大數(shù)據(jù)、云計算、智能化等
科技手段,打造海灣生態(tài)環(huán)境智慧監(jiān)管平臺。
(二)沿海省市出臺文件推動數(shù)字海洋建設
近年為積極落實國家部署,福建、廣東、山東、浙江、海南等沿
海省市紛紛出臺海洋經(jīng)濟相關文件,推動數(shù)字海洋加快建設,在海洋
立體觀測網(wǎng)、海洋環(huán)境服務、海洋應急指揮和防災減災等領域取得顯
著成效,形成了一批數(shù)字海洋應用示范,為海洋信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展壯大提
供有力支撐。如:廣東省作為全國海洋生產(chǎn)總值位居首位的海洋經(jīng)濟
大省,在《廣東省海洋經(jīng)濟發(fā)展“十四五”規(guī)劃》中提出到2035年
全面建成海洋強省的長期目標,要求推動服務于航行保障、海上搜救、
環(huán)境監(jiān)測、生態(tài)調(diào)節(jié)、資源管理的海上新型基礎設施建設。福建省先
后印發(fā)《加快建設“海上福建”推進海洋經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展三年行動方
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5G智慧海洋發(fā)展研究報告(2023年)
案》、《福建省“十四五”海洋強省建設專項規(guī)劃》,強調(diào)要“高標準推
進涉?;A設施建設”,培育海洋信息等七大新興產(chǎn)業(yè),構建富有競
爭力的現(xiàn)代海洋產(chǎn)業(yè)體系。山東省2021年印發(fā)的《山東省“十四五”
海洋經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃》中明確“推動海洋產(chǎn)業(yè)與數(shù)字經(jīng)濟融合發(fā)展”,
將統(tǒng)籌推進海洋立體觀測網(wǎng)、海洋通信網(wǎng)絡、海底數(shù)據(jù)中心、海底光
纖電纜等基礎設施建設,加快海洋數(shù)字產(chǎn)業(yè)化和產(chǎn)業(yè)數(shù)字化,依托智
能航運技術創(chuàng)新與綜合實驗基地,進一步完善海上5G通信實驗網(wǎng)絡
平臺。海南省在《海南省創(chuàng)新型省份建設實施方案》指出,推動“智
慧海洋”工程試點建設,支持建設海洋信息感知、信息通信、海洋大
數(shù)據(jù)平臺、海洋綜合管理智慧應用、運維保障體系等為一體的智慧海
洋體系,為服務國家重大戰(zhàn)略保障區(qū)建設提供科技支撐。
(三)我國5G發(fā)展進入規(guī)?;P鍵階段
我國已建成全球規(guī)模最大的5G網(wǎng)絡。截至2023年4月,我國
5G基站總數(shù)達273.3萬個,占移動基站總數(shù)的24.5%,每萬人5G基
站達到19.5站,5G網(wǎng)絡覆蓋所有地級市、縣城城區(qū);5G行業(yè)虛擬專
網(wǎng)累計超過1.6萬個,在港口、醫(yī)院、礦山、園區(qū)、工廠、景區(qū)等重
點場景初步實現(xiàn)了規(guī)模部署和復制,為5G賦能行業(yè)應用規(guī)模發(fā)展夯
實基礎;5G移動電話用戶數(shù)達6.34億戶,占移動電話用戶的37.1%。
我國5G應用邁入規(guī)模發(fā)展關鍵期。2021年7月,工業(yè)和信息化
部等十部委聯(lián)合印發(fā)了《5G應用“揚帆”行動計劃》,為5G融合應
用發(fā)展指明了方向。5G在工業(yè)、采礦、電力、港口、醫(yī)療等垂直行
業(yè)融合應用規(guī)模復制,助力企業(yè)提質(zhì)增效、降本減排,截至2022年
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5G智慧海洋發(fā)展研究報告(2023年)
底,已有1700余家工廠企業(yè)、200余家采礦企業(yè)、250余家電力企業(yè)、
80余個港口、600余家三甲醫(yī)院實現(xiàn)5G商用落地。工業(yè)和信息化部
2023年6月數(shù)據(jù)顯示,5G融合應用已融入97個國民經(jīng)濟大類中的
60個,應用案例數(shù)超過5萬個,5G應用發(fā)展已經(jīng)進入規(guī)?;A段。
5G行業(yè)應用開始向核心環(huán)節(jié)縱深滲透。垂直行業(yè)的數(shù)字化業(yè)務
類型多、差異大,對網(wǎng)絡定制化的需求較高,5G開始通過“專網(wǎng)+應
用”深度融合融通,針對行業(yè)用戶需求和痛點,逐步從視頻監(jiān)控、數(shù)
據(jù)采集等依托5G大帶寬能力的通用場景,向遠程控制、工業(yè)質(zhì)檢等
對5G低時延、高安全能力有顯著需求的核心業(yè)務環(huán)節(jié)滲透,在企業(yè)
生產(chǎn)管理、生產(chǎn)流通等全生命周期發(fā)揮綠色安全、降本提質(zhì)增效等功
效,5G正持續(xù)深化與垂直行業(yè)核心環(huán)節(jié)的融合,推動垂直行業(yè)場景
質(zhì)變升級,助力行業(yè)數(shù)智化轉(zhuǎn)型和高質(zhì)量發(fā)展。
(四)5G+智慧海洋賦能海洋數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展
智慧海洋是實施海洋強國戰(zhàn)略的重要抓手,通過智能化信息技術
與先進海洋裝備技術以及與人類海洋活動的結合,實現(xiàn)對海洋安全權
益、綜合管理、資源開發(fā)、生態(tài)文明等活動的有效支撐,有效解決復
雜的海洋信息整合問題,改善海洋管控與海洋開發(fā)發(fā)展方式,提升海
洋強國發(fā)展的質(zhì)量。5G具有廣覆蓋、高速率、大容量、低時延等優(yōu)
勢,能夠支持高清視頻傳輸、海上無人裝備等高質(zhì)量應用,實現(xiàn)實時
快速信息反饋和遠程控制,并可根據(jù)實際需求靈活部署和配置網(wǎng)絡資
源,能夠適應復雜的海洋環(huán)境。未來5G將進一步推動構建空、天、
地、海、潛一體化的智慧海洋體系,與海事衛(wèi)星、高空平臺等通信方
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5G智慧海洋發(fā)展研究報告(2023年)
式深度融合,加快推動海洋傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)數(shù)字化、綠色化、智能化升級,
催生一批與新一代信息技術融合的海洋高端裝備新興產(chǎn)業(yè),培育基于
數(shù)字化的海洋產(chǎn)業(yè)新業(yè)態(tài)、新模式與新技術,推動海洋經(jīng)濟與數(shù)字經(jīng)
濟的深度融合與協(xié)同發(fā)展。
5G智慧海洋推進海洋領域新型信息基礎設施建設。由于海洋環(huán)
境的復雜性和遠離陸地的特殊性,傳統(tǒng)海域通信面臨帶寬和速率低、
成本高、移動性差等問題。5G可以有效解決有線技術移動性差、組
網(wǎng)不靈活、特殊環(huán)境鋪設困難場景的網(wǎng)絡部署問題,通過與云計算、
大數(shù)據(jù)、人工智能、增強現(xiàn)實/虛擬現(xiàn)實等新興技術的深度集成,打造
云、網(wǎng)、邊、端一體化的泛智能基礎設施,加速海洋領域新型基礎設
施服務能力升級。
5G智慧海洋賦能海洋領域各行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型發(fā)展。5G智慧海洋
將深入海洋領域各垂直行業(yè)實現(xiàn)融合發(fā)展,如在海洋漁業(yè)、濱海旅游、
涉海服務、海洋生態(tài)環(huán)保、海洋預報減災、海洋遠程執(zhí)法等領域,通
過增強生產(chǎn)要素協(xié)同性和產(chǎn)業(yè)鏈條完整性,助力傳統(tǒng)海洋產(chǎn)業(yè)提質(zhì)增
效和轉(zhuǎn)型升級,保障海洋產(chǎn)業(yè)安全穩(wěn)定高效運行,加快推動海洋產(chǎn)業(yè)
體系現(xiàn)代化實現(xiàn)。在新模式方面,5G助力探索形成可循環(huán)、可持續(xù)、
效益顯著的海洋領域商業(yè)模式,如引入5G技術助力漁民在海上通過
直播帶貨等形式拓寬產(chǎn)品銷路,實現(xiàn)傳統(tǒng)漁業(yè)產(chǎn)業(yè)振興發(fā)展。
5G智慧海洋催化海洋裝備數(shù)字產(chǎn)業(yè)化價值提升。5G智慧海洋將
帶動海洋領域傳統(tǒng)裝備設備的進一步優(yōu)化升級,大大推進海洋信息技
術裝備國產(chǎn)化進程,增強我國海洋數(shù)字產(chǎn)業(yè)競爭力,更好更安全地服
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5G智慧海洋發(fā)展研究報告(2023年)
務智慧海洋各項應用。5G智慧海洋將催化國內(nèi)一批海洋裝備高技術
攻關突破與產(chǎn)業(yè)化進程,如海洋信息感知技術裝備、新型智能海洋傳
感器、智能浮標潛標、無人航行器、智能觀測機器人、無人觀測艇、
載人潛水器、深水滑翔機等,加速推動我國智慧海洋工程體系化建設
及海洋電子信息技術產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。
二、5G智慧海洋應用需求分析
(一)5G智慧海洋應用總體視圖
當前,5G智慧海洋應用涉及多個涉海領域,如自然資源、生態(tài)
環(huán)境、農(nóng)業(yè)、能源、交通運輸、旅游等,可將應用服務分類如下:
來源:中國信息通信研究院
圖15G智慧海洋應用總體視圖
1)海洋資源保護領域,在海域資源保護中,5G多用于海域監(jiān)測
管理、海洋觀測調(diào)查以及災害應急處置;在海島資源保護中,5G主
要應用于海島監(jiān)測管理和特殊用戶海島保護。
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5G智慧海洋發(fā)展研究報告(2023年)
2)海洋生態(tài)環(huán)境領域,通過5G+生態(tài)環(huán)境調(diào)查評價、5G+海洋生
態(tài)保護、5G+污染監(jiān)測防治等應用,實現(xiàn)對海洋生態(tài)環(huán)境的數(shù)字化監(jiān)
測;另一方面,通過5G+海洋傾廢污染監(jiān)管、5G+陸源污染監(jiān)管、5G+
工程環(huán)保監(jiān)管等應用,實現(xiàn)對海洋污染的監(jiān)管執(zhí)法。
3)海洋漁業(yè)漁政領域,在漁政管理中,5G主要可用于漁船管理、
作業(yè)監(jiān)管;在漁業(yè)漁政養(yǎng)殖捕撈-冷鏈運輸-海產(chǎn)銷售的全生命周期中,
5G將賦能實現(xiàn)智慧養(yǎng)殖捕撈、漁船監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)測、精準養(yǎng)殖決策、
智能化冷鏈倉儲、線上創(chuàng)新交易等應用。
4)海洋能源開發(fā)領域,當前5G在油氣開發(fā)和海上風電等場景的
應用較多,主要支撐智能勘探、開采監(jiān)控、遠程操控、智能管輸、自
動巡檢運維、電子圍欄、機組檢測等安全保障類應用。
5)海上交通運輸領域,在海事監(jiān)管中5G賦能海運監(jiān)測保障、智
能預警、走私查辦等應用;在應急救援中5G當前主要應用于海上搜
救、海上溢油應急處置;同時5G實現(xiàn)船舶數(shù)智化水平提升,推動船
岸協(xié)同、船舶自主航行、機艙監(jiān)控等應用創(chuàng)新。
6)海洋休閑旅游領域,5G主要賦能游客服務和體驗提升,用于
景區(qū)巡檢、緊急救援、VR觀光、AR導覽等行業(yè)應用,以及視頻娛
樂、個人直播、云游戲、應急呼叫等信息消費應用。
(二)5G+海洋資源保護領域
面對“越界捕撈、海域使用、海島保護”等方面問題,自然資源
管理部門加強5G與海上寬帶、人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等信息通
信技術結合,提升對海洋資源保護與開發(fā)利用監(jiān)管能力,實現(xiàn)海域和
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5G智慧海洋發(fā)展研究報告(2023年)
海島資源全自動、全天候、實時的綜合監(jiān)管防護。
具體而言,5G+海洋資源保護領域可分為兩大類場景:一是海域
資源保護場景中,5G結合雷達、攝像頭、無人機等物聯(lián)網(wǎng)感知終端,
可及時監(jiān)測識別定位越界捕撈、盜采等違法違規(guī)行為,輔助監(jiān)管人員
快速處置、高效執(zhí)法,構建高水平的海洋資源綜合監(jiān)管體系;海洋觀
測調(diào)查應用5G技術,能夠進一步完善國家全球海洋立體觀測網(wǎng)建設,
提升對重大自然災害的感知能力,協(xié)助海洋科學調(diào)查與勘測,結合人
工智能技術實現(xiàn)全局高效分析和細節(jié)精確處置;災害應急處置應用基
于5G回傳的高清圖像及視頻,結合地理信息系統(tǒng)GIS能夠?qū)崿F(xiàn)快速
準確定位,及時完成自然災害或人為事故的事前預警防范、事中高效
處理和事后快速取證。二是海島資源保護場景中,5G支持海島及周
邊海域高清監(jiān)控畫面實時傳輸,對海島資源開發(fā)利用活動進行監(jiān)督管
理;同時結合衛(wèi)星通信對領海基點、偏遠海島、無人海島開展特殊用
途海島的監(jiān)控和管理,提升可靠性和實時性。
應用實踐:廣東5G+海洋自然資源監(jiān)管
廣東省海洋綜合執(zhí)法總隊基于5G及無線電、衛(wèi)星、專線網(wǎng)等多
網(wǎng)絡互聯(lián)互通的通信基礎設施,搭建“一張網(wǎng)、一片海、一朵云、一
張圖、一大廳、一平臺、N應用”的智慧海洋綜合執(zhí)法架構,建成空、
天、陸、海一體化監(jiān)測體系,開展行政執(zhí)法管理、漁港漁船管理、漁
業(yè)捕撈管理、資源開發(fā)保護、海域海島管理、海洋環(huán)境保護、海洋預
報減災、應急救援處置等多場景應用,全面提升海域綜合感知能力,
實現(xiàn)監(jiān)管部門高效管理、統(tǒng)籌指揮、精準決策。
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5G智慧海洋發(fā)展研究報告(2023年)
來源:中國移動
圖2廣東省5G智慧海洋監(jiān)管項目架構
(三)5G+海洋生態(tài)環(huán)境領域
面向近海環(huán)境污染嚴重、海洋生態(tài)系統(tǒng)受損等問題,海洋生態(tài)環(huán)
境管理部門推動5G與遙感、人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等信息通信
技術深度融合,強化海洋生態(tài)環(huán)境監(jiān)測管理和污染防治能力提升。
具體而言,5G+海洋生態(tài)環(huán)境領域可分為兩大類場景:一是生態(tài)
環(huán)境監(jiān)測場景中,5G將與物聯(lián)網(wǎng)相結合,進一步增強海洋生態(tài)環(huán)境
監(jiān)測網(wǎng)絡感知能力,有助于實現(xiàn)海洋全學科、全要素、全覆蓋、全天
候的生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)采集,提高海洋環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測評估效率,為海洋生
態(tài)保護修復提供有力支撐。二是污染監(jiān)管執(zhí)法場景中,5G支持入海
閘壩、排污口、碼頭等重點區(qū)域監(jiān)測裝置數(shù)據(jù)實時回傳處理,對陸源
入海排污情況和海岸工程施工關鍵指標進行自動化監(jiān)控、閉環(huán)管理。
此外,通過5G網(wǎng)絡整合地方水利局、環(huán)保局等部門視頻監(jiān)控和物聯(lián)
感知資源,精準控制重點海域排污總量,提升對海洋工程施工單位的
監(jiān)管效能,為發(fā)現(xiàn)、報告和制止海洋非法傾廢行為提供數(shù)據(jù)支撐和技
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5G智慧海洋發(fā)展研究報告(2023年)
術保障。
應用實踐:福建寧德三都澳5G+海洋生態(tài)環(huán)境監(jiān)管
福建省寧德市基于海域全覆蓋5G網(wǎng)絡搭建智慧海洋管理平臺,
支持多種終端感知設備接入,實現(xiàn)三都澳海域生態(tài)環(huán)境監(jiān)管全流程可
控,包括高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)對島嶼、島礁、岸灣、入海排污口等全海
域生態(tài)環(huán)境進行實時監(jiān)測和全景管理,AI智能預警系統(tǒng)實現(xiàn)海漂垃
圾監(jiān)管和治理的高效聯(lián)動,進一步增強寧德市全海域生態(tài)環(huán)境可視化、
動態(tài)化管理能力,提升轄區(qū)海域塑料污染治理水平。
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圖3海域生態(tài)環(huán)境監(jiān)測預警
(四)5G+海洋漁業(yè)漁政領域
為保護和合理開發(fā)利用漁業(yè)資源,在推動海洋漁業(yè)養(yǎng)殖捕撈和海
產(chǎn)品加工流通高質(zhì)量發(fā)展中,5G可通過與衛(wèi)星通信、人工智能、大
數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等信息通信技術結合,構建天、空、岸、海、底一體化
的漁業(yè)管理體系,促進漁業(yè)生產(chǎn)全生命周期階段提質(zhì)增效降本。
具體而言,5G+海洋漁業(yè)漁政領域可分為兩大類場景:一是漁政
管理場景中,漁港部署的5G高清攝像頭與漁船數(shù)據(jù)庫連接,基于影
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5G智慧海洋發(fā)展研究報告(2023年)
像智能識別船舶類型、是否在冊等信息,實現(xiàn)漁船漁港動態(tài)監(jiān)控;依
托5G網(wǎng)絡全天候監(jiān)測漁船海上作業(yè)狀況,實時掌握船舶位置和告警、
臺風路徑等生產(chǎn)作業(yè)信息,在休漁期和臺風期間指揮調(diào)度船舶回港,
維護漁業(yè)生產(chǎn)秩序和漁民生命財產(chǎn)安全。二是漁業(yè)產(chǎn)銷場景中,如養(yǎng)
殖捕撈環(huán)節(jié),5G結合無人機、傳感器等終端設備,可實現(xiàn)海洋牧場
少人化或無人化駐守,實時傳輸養(yǎng)殖海域的海洋水文氣象、海洋環(huán)境
等數(shù)據(jù),完成海上牧場環(huán)境的精細化感知和智能化決策。冷鏈運輸環(huán)
節(jié),5G助力冷鏈運輸全流程管控,結合VR、AR、數(shù)字標牌等技術
實現(xiàn)智慧倉儲無人值守,以及跨國冷鏈的遠程協(xié)作。海產(chǎn)銷售環(huán)節(jié),
5G支持海產(chǎn)品捕撈實時直播和遠程交易,并結合AR/VR等新型終
端,為購買方透明化展示全流程漁業(yè)生產(chǎn)鏈,打造海產(chǎn)品電商銷售新
模式。
應用實踐:“閩投1號”5G+海上牧場
福建省“閩投1號”通過平臺5G網(wǎng)絡全覆蓋,拉通聲納、光學、
視頻等多種探測感知技術,支持實時視頻監(jiān)控、水質(zhì)監(jiān)測、海流氣象
監(jiān)測,結合自研AI算法對多維度數(shù)據(jù)統(tǒng)籌分析,系統(tǒng)性評價生產(chǎn)和
運營狀況,實現(xiàn)溫度、水質(zhì)的自動調(diào)節(jié)以及餌料的精準投放,提升漁
業(yè)管理水平,推動深海養(yǎng)殖高質(zhì)量發(fā)展。
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5G智慧海洋發(fā)展研究報告(2023年)
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圖4“閩投1號”海上牧場平臺
(五)5G+海洋能源開發(fā)領域
面對海洋油氣開發(fā)、海上風電等海洋能源工程中海洋環(huán)境惡劣、
設備運維成本高、從業(yè)人員安全風險大等痛點,5G可結合人工智能、
大數(shù)據(jù)分析、圖像識別等信息通信技術,加快提升勘探、開采、輸送、
儲存等各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的智能化水平,加強工程安全保障。
具體而言,5G+海洋能源開發(fā)領域可分為兩大類場景:一是海洋
油氣開發(fā)場景中,5G將貫穿勘探、開采、輸送等全流程環(huán)節(jié),如勘
探環(huán)節(jié),實時回傳物探船相關數(shù)據(jù)并進行預處理,提升海洋油氣勘探
作業(yè)及數(shù)據(jù)分析效率;開采環(huán)節(jié),5G為鉆井平臺、導管架平臺等設
備平臺提供數(shù)據(jù)實時穩(wěn)定傳輸,支持5G無人機或機器人智能化巡檢
及部分設備遠程操控;輸送環(huán)節(jié),通過5G對生產(chǎn)數(shù)據(jù)、設備狀態(tài)、
環(huán)境信息實時采集與傳輸,輸送管道狀態(tài)監(jiān)測、泄漏檢測、地質(zhì)災害
監(jiān)測等功能。二是海上風電場景中,5G將支撐設備建設運維全過程
安全效能提升,如建設環(huán)節(jié),通過電子圍欄系統(tǒng)保障施工及附近水域
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5G智慧海洋發(fā)展研究報告(2023年)
船舶航行安全,解決建設期間施工安全隱患;運維環(huán)節(jié),5G可覆蓋
海上風電場及風機塔筒內(nèi)部,通過5G無人機、風電場專用機器人等
終端設備,進行風電葉片檢測、風機塔筒清洗、海上升壓站巡檢,實
現(xiàn)主動預警、智能決策、自動巡檢、智能管控等可視化輔助功能,提
高設備感知能力、缺陷發(fā)現(xiàn)能力、狀態(tài)管控能力、主動預警能力和應
急處置能力。
應用實踐:揭陽神泉5G+海上風電
揭陽前詹風電公司聯(lián)合揭陽移動通過5G基站天線調(diào)優(yōu)和超遠覆
蓋技術,實現(xiàn)間隔10余海里的神泉一、神泉二海上風電場5G連接,
總體覆蓋超過1000平方公里海域,利用5G大帶寬、低時延特性,支
撐海上風電機組運行狀態(tài)實時監(jiān)測,助力風電葉片檢測、風機塔筒清
洗、海上升壓站巡檢等運維環(huán)節(jié)智能化,并結合大數(shù)據(jù)技術開發(fā)電子
圍欄系統(tǒng),保障風電場建設期間施工及附近水域船舶航行安全。
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圖5揭陽神泉5G海上風電項目
(六)5G+海上交通運輸領域
海上交通運輸具備運輸量大、通過能力強、氣候條件影響顯著的
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5G智慧海洋發(fā)展研究報告(2023年)
特點,導致對交通運輸部門監(jiān)管能力提出全面、精細、快速反應的要
求,5G與人工智能、云計算、邊緣計算、網(wǎng)絡切片、北斗高精度定
位等信息通信技術應用在船舶上,能夠在保障海洋船舶安全航行的同
時,增強海上交通運輸全面實時監(jiān)管能力。
具體而言,5G+海上交通運輸領域可分為三類場景:一是海事監(jiān)
管場景中,通過5G網(wǎng)絡能夠?qū)⒉渴鹪诖?、航標、航道沿途等處?/p>
各類終端設備、傳感設備連通,對航運業(yè)務全要素進行全面感知、自
動監(jiān)測、智能預警,提升安全監(jiān)督管理以及船舶航海保障能力,協(xié)助
相關執(zhí)法單位實時監(jiān)測、精準定位、快速查辦海上走私。如北海航海
保障中心青島通信中心依托5G網(wǎng)絡探索落地智能航運、無人船通信
保障、海事智慧監(jiān)管、智慧航道等應用,進一步提升監(jiān)管執(zhí)法效率。
二是應急救援場景中,針對水上交通事故、海上溢油等船舶污染事故
等突發(fā)事件,5G還能夠支持海上精準定位搜救以及應急指揮決策,
進一步完善海上應急處置體系建設。三是智慧船舶場景中,5G為海
洋船舶信息化、智能化提供大帶寬數(shù)據(jù)傳輸及高可靠遠程控制保障,
實現(xiàn)智慧航運領域內(nèi)船岸通信、船舶遠程控制及自主航行、智能化機
艙監(jiān)控等創(chuàng)新應用,推動航運業(yè)數(shù)字化和智慧化轉(zhuǎn)型升級。
應用實踐:山東青島海事局5G+遠程船舶檢查
山東青島董家口海事局通過5G實時視頻傳輸技術有力支撐“云
登輪”遠程船舶檢查應用,船員穿戴可視終端設備,按照執(zhí)法人員要
求取出船舶燃油樣品并封存上交,實現(xiàn)執(zhí)法人員登船檢查同等效果,
解決了國際航行船舶登輪檢查受限問題。
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5G智慧海洋發(fā)展研究報告(2023年)
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圖6董家口海事局5G“云登輪”遠程船舶檢查
(七)5G+海洋休閑旅游領域
為加快推動海洋休閑旅游產(chǎn)品迭代升級,提升游客休閑享受到海
洋豐富自然資源和人文景觀的科技含量,5G可催生云端直播、AR/VR
全景旅游等新體驗應用,促進海洋旅游產(chǎn)品服務加快創(chuàng)新。
具體而言,5G+海洋休閑旅游領域可分為兩大類場景:一是游客
服務場景中,5G可與攝像頭、傳感器結合實時監(jiān)控景區(qū)狀況,幫助
涉旅企業(yè)加強監(jiān)測管理能力,與無人機等新型終端結合實現(xiàn)無人化、
自動化巡檢以及應急呼救等,保障游覽秩序和游客安全,并在突發(fā)情
況下及時進行救援。二是體驗提升場景中,到訪海上景區(qū)的游客對通
信和娛樂存在較大需求,5G可實現(xiàn)個人直播、視頻娛樂、云游戲等
創(chuàng)新服務,還可助力海洋景區(qū)探索落地VR觀光、AR導覽等新產(chǎn)品、
新服務,為游客提供新鮮有趣的游覽項目。
應用實踐:福建平潭5G+智慧文旅
服務平潭基于5G“一張網(wǎng)”搭建智慧文旅綜合管控平臺,在平
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5G智慧海洋發(fā)展研究報告(2023年)
潭國際旅游島為游客提供5G+AR/VR、5G+高清視頻、5G+實時直播
等應用,為游客提供新的講解和觀看方式,并幫助無法坐船游覽的游
客實現(xiàn)遠程觀看海景;此外,通過5G+視頻監(jiān)控+AI技術,保障游客
在游船上的安全,提升景區(qū)管理和應急的能力。
來源:網(wǎng)絡資料整理
圖7平潭智慧文旅綜合管控平臺
三、5G智慧海洋網(wǎng)絡建設分析
當前,海洋領域的傳統(tǒng)通信方式主要包括衛(wèi)星通信、海底光/電纜
通信以及在沿海地區(qū)已鋪設的Wi-Fi、2G/4G地面移動通信網(wǎng)絡等,
未來5G將發(fā)揮其廣覆蓋、高速率、低時延等技術優(yōu)勢,通過與2G/4G、
衛(wèi)星、Wi-Fi等多技術融合共同構建全海域覆蓋網(wǎng)絡,高質(zhì)量地滿足
沿海、近海和遠海等各類通信業(yè)務需求,進一步深度賦能海洋各領域
各行業(yè)的智慧應用。
(一)智慧海洋5G網(wǎng)絡建設難點分析
由于海洋場景在環(huán)境特征、業(yè)務需求等方面與陸地場景存在較大
差異,5G網(wǎng)絡部署面臨范圍廣、容量高、部署難等建設難點,且海
洋領域各行業(yè)的5G業(yè)務場景及需求有所差異,需有針對性地開展5G
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5G智慧海洋發(fā)展研究報告(2023年)
建設設計方案部署。
一是沿海熱點場景網(wǎng)絡質(zhì)量要求高。以往海洋的通信網(wǎng)絡建設中,
海岸基站僅需保障沿海區(qū)域的語音業(yè)務和中低速數(shù)據(jù)傳輸即可,通信
業(yè)務類型受限。隨著近海船只規(guī)模增加、業(yè)務量變大,海洋領域大量
的數(shù)字化應用向智慧化發(fā)展演進,如海洋養(yǎng)殖、船只監(jiān)管等行業(yè)應用,
以及直播帶貨、視頻娛樂等個人應用加快普及,對視頻業(yè)務的需求增
大,如單用戶上行速率需求達到6Mbps左右,對近海熱點區(qū)域和場
景的5G網(wǎng)絡覆蓋服務質(zhì)量提出新挑戰(zhàn)。
二是離岸較遠海域的網(wǎng)絡建設覆蓋難。盡管部分離岸距離較遠海
域上船只密度顯著低于沿海區(qū)域,但外海漁業(yè)、能源開采監(jiān)測、海上
實時監(jiān)控等業(yè)務要求持續(xù)穩(wěn)定的通信網(wǎng)絡覆蓋。陸地沿岸基站信號傳
輸受地球曲率影響,隨著離岸距離增加,網(wǎng)絡覆蓋和質(zhì)量隨之變差,
船載終端易脫網(wǎng),海域通信主要依靠衛(wèi)星和海岸基站有限的移動通信
覆蓋能力,尤其遠海及部分近海區(qū)域通信網(wǎng)絡覆蓋依托衛(wèi)星通信進行
補盲,存在體驗差、資費貴等痛點。
三是海洋復雜環(huán)境網(wǎng)絡建設挑戰(zhàn)大。由于海域基站的站址高度高、
小區(qū)覆蓋面積大,海上組網(wǎng)小區(qū)間干擾的范圍和強度相對陸地更加嚴
重,且海洋立體組網(wǎng)涉及終端類型較多,包括船載終端、無人機等,
易造成小區(qū)間干擾導致接入穩(wěn)定性下降,對前期網(wǎng)絡建設規(guī)劃及抗干
擾技術要求較高。此外,海上基站離岸距離遠,施工地點大多距離海
岸幾十公里以上,設備運送需要人工配合潮汐時間進行搬運,施工難
度和安全隱患較大,深入海面的網(wǎng)絡設施施工、供電和維護均面臨一
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5G智慧海洋發(fā)展研究報告(2023年)
定挑戰(zhàn)。
(二)智慧海洋5G網(wǎng)絡建設總體思路
為滿足海洋領域各行業(yè)各領域的差異化場景需求,當前我國運營
商從離岸距離、用戶類型、業(yè)務需求等角度出發(fā),將海域網(wǎng)絡劃分為
沿海(離岸0~20km)、近海(20~40km)、遠海(40~100km)和超遠
海(100km以上)四類區(qū)域,以“沿海體驗優(yōu)、近海信號穩(wěn)、遠海呼
得著”為建網(wǎng)目標,構建5G海域立體覆蓋融合組網(wǎng)網(wǎng)絡,并利用5G
站點的環(huán)形覆蓋特點,有效規(guī)避基站間同頻干擾,提升海上通信保障
能力,保證智慧海洋5G網(wǎng)絡高質(zhì)量建設。
表15G智慧海洋分場景網(wǎng)絡覆蓋需求
沿海近海遠海
離岸約20公里范圍離岸約20~40公里范圍離岸約40~100公里
定義
海域海域范圍海域
主要漁排漁民、游客、錨海洋監(jiān)管、漁業(yè)執(zhí)法、無島礁、海上鉆井平
用戶地船員、直播帶貨人島嶼覆蓋、近海漁民臺、風電場作業(yè)人員
業(yè)務上網(wǎng)、語音、漁排居視頻監(jiān)控、集群語音、數(shù)上網(wǎng)、語音、集群語
需求民IPTV據(jù)回傳、北斗定位音、北斗定位
覆蓋保障沿海區(qū)域5G網(wǎng)保障近海區(qū)域5G網(wǎng)絡信保障遠海區(qū)域VoNR
目標絡體驗優(yōu)秀號和體驗穩(wěn)定語音業(yè)務體驗連續(xù)
智慧海洋5G網(wǎng)絡將采取5G+衛(wèi)星+Wi-Fi融合組網(wǎng)方案,統(tǒng)籌考
慮熱點場景和偏遠地區(qū)的差異化需求,分區(qū)域覆蓋沿海、近海、遠海
三大場景,以高頻段組網(wǎng)滿足網(wǎng)絡容量需求、低頻段組網(wǎng)滿足覆蓋廣
度需求,實現(xiàn)智慧海洋全場景網(wǎng)絡覆蓋。
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5G智慧海洋發(fā)展研究報告(2023年)
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圖85G智慧海洋融合組網(wǎng)架構
考慮到海域各業(yè)務對網(wǎng)絡容量和覆蓋范圍需求不同,智慧海洋
5G網(wǎng)絡將以低頻段和中高頻段結合部署為主,并采用高頻段擴容方
式進一步保障5G網(wǎng)絡上下行高速體驗。此外,衛(wèi)星通信能夠在超過
5G覆蓋遠限的超遠海場景下滿足船只通信需求,并在沿海、近海和
遠海場景中作為5G網(wǎng)絡的補充。以中國移動為例,海洋5G網(wǎng)絡采
用700MHz+2.6GHz+4.9GHz多頻組網(wǎng)方式,可根據(jù)具體業(yè)務需求,
靈活選用頻段進行疊加;具體而言,充分利用700MHz低頻廣覆蓋優(yōu)
勢進行海域覆蓋,面向沿海高業(yè)務量場景按需部署2.6GHz補充容量,
針對超級熱點、大上行場景適當部署4.9GHz進一步解決容量需求。
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5G智慧海洋發(fā)展研究報告(2023年)
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圖9海面5G700MHz+2.6GHz+4.9GHz組網(wǎng)示意圖
(三)智慧海洋5G網(wǎng)絡建設部署方案
在沿海和近海區(qū)域,智慧海洋5G網(wǎng)絡依托低頻段保障網(wǎng)絡廣域
覆蓋,按需疊加中高頻承載熱點場景需求。以中國移動為例,通過利
用5G700MHz“黃金頻段”的廣覆蓋優(yōu)勢,能夠確保沿海偏遠區(qū)域網(wǎng)
絡連續(xù)覆蓋,有效滿足海上泛在業(yè)務需求。同時充分發(fā)揮2.6GHz
MassiveMIMO高容量、大帶寬能力,為行業(yè)單位、游客、漁民等用
戶提供高速、穩(wěn)定的上網(wǎng)體驗;針對2.6GHz仍無法滿足的智慧魚排、
無人機巡檢等應用,則通過4.9GHz頻段進一步解決容量需求,從而
更好支撐部分超級熱點場景。
在近海區(qū)域,智慧海洋5G網(wǎng)絡還將與Wi-Fi、船載直放站結合,
提供多種接入方式。為解決近海區(qū)域公網(wǎng)覆蓋難題,支撐安全監(jiān)管、
氣象監(jiān)測、電子圍欄等創(chuàng)新應用,可在無風電場/鉆井平臺/海洋牧場
等海上平臺部署5G基站,通過海底光纜打通基站和陸地運營商核心
網(wǎng)控制面和用戶面之間的鏈路,實現(xiàn)平臺周邊20-50公里范圍海域的
5G信號覆蓋,并與Wi-Fi、船載直放站相結合,為近海開放區(qū)域用戶
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提供兼?zhèn)涠喾N接入方式的網(wǎng)絡服務。
在遠海區(qū)域,智慧海洋5G網(wǎng)絡充分發(fā)揮低頻段覆蓋范圍優(yōu)勢,
結合高通量衛(wèi)星增強網(wǎng)絡覆蓋。高通量衛(wèi)星具備輻射功率大、頻譜效
率高、單位帶寬成本低的優(yōu)勢,能夠在5G無法覆蓋的超遠海等區(qū)域
輔助提供網(wǎng)絡服務。在40-100公里范圍的遠海區(qū)域,通常采用5G與
高通量衛(wèi)星相結合的部署方式,在島礁或艦船上建設衛(wèi)星系統(tǒng)和5G
基站系統(tǒng),通過衛(wèi)星系統(tǒng)實現(xiàn)船載基站信號轉(zhuǎn)發(fā)、鏈路自動尋星及跟
蹤,通過5G小基站系統(tǒng)為移動終端提供信號,地面核心網(wǎng)回傳通道
由基站BBU與衛(wèi)星系統(tǒng)調(diào)制解調(diào)器連接提供,實現(xiàn)寬帶互聯(lián)網(wǎng)服務,
解決傳統(tǒng)衛(wèi)星帶寬資源不足的痛點。
智慧海洋5G網(wǎng)絡可依托多種增強技術,按需擴展網(wǎng)絡能力。以
中國移動為例,基于上行SUL(SupplementaryUplink,上行增強)、
下行靈活CA(CarrierAggregation,載波聚合)等技術,可實現(xiàn)上下
行頻段解耦,提升傳輸速率,更大限度發(fā)揮5G700MHz優(yōu)勢,同時
通過2.6GHzTDD與700MHzFDD協(xié)同,同步提升用戶上下行體驗。
在沿海、近海區(qū)域部署回傳天線、信號增強設備、覆蓋天線,能夠?qū)?/p>
現(xiàn)陸地沿岸基站信號的覆蓋增強,進一步提升熱點區(qū)域網(wǎng)絡覆蓋質(zhì)量。
此外,5G智慧海洋還可為特殊應用場景提供安全專網(wǎng)。如在遠
海區(qū)域,針對無需與外部網(wǎng)絡互通的獨立島嶼和部分大型船只,可采
用5G專網(wǎng)+高通量衛(wèi)星組網(wǎng)方案,在本地部署的UPF/MEC或服務器
上完成應用處理,實現(xiàn)內(nèi)部互通;高通量衛(wèi)星在應急通信、回傳告警
及用戶訪問公網(wǎng)等場景提供互聯(lián)網(wǎng)接入,滿足多業(yè)務需求。
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5G智慧海洋發(fā)展研究報告(2023年)
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圖105G專網(wǎng)+高通量衛(wèi)星方案示意圖
實踐案例:南方海洋實驗室海上應用5G專網(wǎng)建設項目
南方海洋科學與工程廣東省實驗室(珠海)(簡稱南方海洋實驗
室)建設的珠海萬山海上測試場是珠海市重點項目,目標是圍繞智能
船艇、海洋無人系統(tǒng)、海洋儀器的關鍵核心技術,建設集研發(fā)測試、
檢驗認證、標準制定及國際交流合作一體的世界一流的海洋綜合測試
場。中國移動廣東公司珠海分公司采用2.6G+700M分層組網(wǎng)技術開
展測試場5G專網(wǎng)通信建設,探索海上船載基站通信解決方案,實現(xiàn)
近海、遠海5G分級錯層覆蓋,既保障近海的網(wǎng)絡容量,又滿足試驗
場邊緣40公里的5G通信需求,為南方海洋實驗室海上試驗測試提
供關鍵可靠的通信保障支撐,為海洋數(shù)字化創(chuàng)新及海洋無人裝備的規(guī)
模應用“鋪路架橋”。
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圖11測試內(nèi)場和外場5G基站覆蓋信號效果范圍圖
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圖12海上船載基站通信解決方案
四、5G智慧海洋產(chǎn)業(yè)生態(tài)分析
5G智慧海洋將5G技術擴展到海洋領域,不僅推動了行業(yè)數(shù)字
化的轉(zhuǎn)型升級,為信息消費帶來新賽道和新模式,同時也帶動海洋設
施裝備和相關解決方案的提質(zhì)升級。當前,5G智慧海洋產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈
初步形成,包括自然資源、生態(tài)環(huán)境、農(nóng)業(yè)、能源、交通等海洋相關
行業(yè)單位、行業(yè)終端設備廠商及解決方案提供商等。如2023年,福
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5G智慧海洋發(fā)展研究報告(2023年)
州市大數(shù)據(jù)發(fā)展管理委員會與交通運輸部東海航海保障中心福州通
信中心、中國移動福建公司福州分公司共同簽署福州“5G+數(shù)字海洋”
戰(zhàn)略合作協(xié)議,福建省物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)協(xié)會同銳捷網(wǎng)絡股份有限公司、福
信富通科技股份有限公司等18家數(shù)字企業(yè)共同簽約成立了近海5G
產(chǎn)業(yè)生態(tài)聯(lián)盟。5G智慧海洋產(chǎn)業(yè)聚集效應正在逐漸形成,成為推動
海洋經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展的新引擎。
(一)5G+海洋資源保護領域
在行業(yè)單位方面,為推動海洋資源的高效合理開發(fā)利用與保護,
自然資源部及其直屬單位(如測繪研究中心、海洋減災中心、第一/第
二/第三海洋研究所等)、派出機構(如南海局、北海局、東海局)積
極推進5G智慧海洋建設,國家海洋信息中心具體負責制訂海洋信息
化相關發(fā)展戰(zhàn)略、政策和標準規(guī)范,組織實施國家智慧海洋等重大海
洋信息化工程,承擔國家海洋信息通信網(wǎng)的建設與運行,負責海域海
島動態(tài)監(jiān)管系統(tǒng)建設與運行,建設運行海洋生態(tài)預警監(jiān)測信息系統(tǒng),
承擔軍民兼用海洋環(huán)境信息保障服務。
在終端裝備方面,5G推動水下攝像機、海洋監(jiān)測儀器裝備、科
考船、執(zhí)法船、海巡艇、無人機等裝備迭代升級,有效支撐海洋科考
調(diào)查、海上執(zhí)法、現(xiàn)場巡檢和應急救援等應用。如珠海云州智能科技
股份有限公司研發(fā)制造的5G警務無人船可執(zhí)行海域巡邏偵查、警告、
驅(qū)離、水下探測等任務,對于夜間傾廢、走私、偷渡等違法行為進行
高效巡邏偵查和執(zhí)法取證,開展極端天氣、惡劣環(huán)境或落水人員的應
急救援救助。再如上海未海海洋科技有限公司、青島勵圖高科信息技
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5G智慧海洋發(fā)展研究報告(2023年)
術有限公司開發(fā)的5G+海洋監(jiān)測儀器裝備產(chǎn)品可實時和長期連續(xù)觀
測監(jiān)測大氣、海洋物理性質(zhì)、化學性質(zhì)、水層中的生物、海底巖石、
流體和微生物等。
來源:網(wǎng)絡資料整理
圖135G警務無人船
在解決方案方面,為維護海上秩序、促進海洋資源安全有效利用,
海域安防、海島管控、海洋資源開發(fā)保護等一系列解決方案已開發(fā)完
成。如青島海創(chuàng)智圖科技有限公司開發(fā)海域安防管理系統(tǒng),上海望海
大數(shù)據(jù)信息有限公司開發(fā)海上治安防控解決方案,有效打擊對海上資
源的非法偷盜、非法偷渡、非法勘探等活動。中船(浙江)海洋科技
有限公司開發(fā)無人島智能管控平臺,實現(xiàn)雷達、AIS、光電攝像機、
5G無人機等設備一體化接入。廣東海啟星海洋科技有限公司開發(fā)海
上溢油模擬分析系統(tǒng)、海洋災害態(tài)勢分析綜合展示系統(tǒng)、觀測網(wǎng)系統(tǒng)
運行維護保障管理平臺,支撐海洋資源調(diào)查監(jiān)測、開發(fā)、保護、應急
減災等服務。
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5G智慧海洋發(fā)展研究報告(2023年)
(二)5G+海洋生態(tài)環(huán)境領域
行業(yè)單位方面,為推動海洋生態(tài)環(huán)境保護實現(xiàn)高效合理的監(jiān)督管
理,生態(tài)環(huán)境部及其直屬單位(如國家海洋環(huán)境監(jiān)測中心)、派出機
構(如北海、東海、南海等海域生態(tài)環(huán)境監(jiān)督管理部門)積極發(fā)展5G
智慧海洋,推動海域生態(tài)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡建設,助力海洋生態(tài)保護與修
復監(jiān)管、重點海域綜合治理監(jiān)督協(xié)調(diào)、海洋污染事故與生態(tài)災害預警
應急等,生態(tài)環(huán)境監(jiān)測與科學研究中心具體負責各自海域內(nèi)生態(tài)環(huán)境
保護督察、執(zhí)法、糾紛調(diào)處、應急等信息化建設技術支持工作。
終端裝備方面,海洋環(huán)境監(jiān)測和保護管理相關儀器裝備通過5G
技術實現(xiàn)技術能力水平加快升級,相關產(chǎn)品已推出上市。如廈門計迅
物聯(lián)科技有限公司推出5G工業(yè)級環(huán)保數(shù)采儀,用于污染源監(jiān)測、污
水處理、廢棄監(jiān)測、生態(tài)流量下泄監(jiān)控等海洋環(huán)境監(jiān)測。青島羅博飛
海洋技術有限公司研發(fā)海洋監(jiān)測浮標,配備微波、4G/5G、衛(wèi)星等無
線通訊設備,通過搭載各類水文、水質(zhì)傳感器、氣象傳感器、聲吶等
裝置設備開展海洋環(huán)境監(jiān)測和保護相關數(shù)據(jù)采集服務。同方江新造船
有限公司在生產(chǎn)的海上執(zhí)法船上,通過光電跟蹤、視頻指揮等專用執(zhí)
法裝備配置VSAT或4G/5G模塊實現(xiàn)海陸信息互通。
解決方案方面,一些深耕大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等領域的高新技術企業(yè)
已開發(fā)海洋生態(tài)環(huán)境監(jiān)測、治理、執(zhí)法、監(jiān)管等應用系統(tǒng)。如深圳霧
智數(shù)據(jù)開發(fā)近岸海域海洋生態(tài)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng),實現(xiàn)海洋環(huán)境監(jiān)測點位
自動監(jiān)測、用船周期性現(xiàn)場采集等,推動海洋生態(tài)環(huán)境監(jiān)測體系建設。
四創(chuàng)科技有限公司開發(fā)了海洋環(huán)境綜合監(jiān)管平臺,實現(xiàn)海域各類污染
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5G智慧海洋發(fā)展研究報告(2023年)
源從源頭、污染、影響的全過程預防預控。河北省眾聯(lián)能源環(huán)??萍?/p>
有限公司在渤海新區(qū)建立海洋生態(tài)環(huán)境執(zhí)法監(jiān)管平臺,集成水質(zhì)生態(tài)
環(huán)境監(jiān)測、無人機影像巡查、海灣河口環(huán)保巡查、海水質(zhì)量評估及污
染源影響分析、主要排污企業(yè)視頻監(jiān)管等功能,形成了海域生態(tài)環(huán)境
治理新模式。在福建寧德,5G智慧海洋管理平臺的引入打造了智慧
海洋生態(tài)環(huán)境一站式監(jiān)管方案,實現(xiàn)全海域海漂垃圾可視化、動態(tài)化
管理。
(三)5G+海洋漁業(yè)漁政領域
行業(yè)單位方面,遠洋漁業(yè)、海水養(yǎng)殖、漁政執(zhí)法、漁船漁港、休
閑漁業(yè)等相關單位或機構積極推動5G智慧海洋建設,強化運用信息
手段確保遠洋漁業(yè)安全生產(chǎn)。近日,農(nóng)業(yè)農(nóng)村部、工業(yè)和信息化部等
八部委發(fā)布《關于加快推進深遠海養(yǎng)殖發(fā)展的意見》,隨著海洋牧場
建設綜合試點工作展開,一批自動化、智能化的“5G+海洋牧場”水
產(chǎn)養(yǎng)殖新模式逐漸形成。如山東榮成愛倫灣國家級海洋牧場通過5G
水下攝像系統(tǒng),開展5G+全景監(jiān)控實現(xiàn)海洋牧場“無人值守”,促進
海洋牧場生產(chǎn)方式智慧升級。
終端裝備方面,5G技術開始注入漁業(yè)漁政執(zhí)法設備、大型海洋
漁業(yè)養(yǎng)殖裝備,如在漁業(yè)執(zhí)法船上部署5G+AI+算力視頻監(jiān)測識別裝
備,速識別違法船舶以提升執(zhí)法效率;通過5G高清視頻或VR終端
開展海產(chǎn)品捕撈直播、直播帶貨等電商類應用。尤其近年深水網(wǎng)箱、
養(yǎng)殖工船等深遠海養(yǎng)殖裝備不斷創(chuàng)新,從傳統(tǒng)的養(yǎng)殖方式向智能化、
高效化方向轉(zhuǎn)變,部分地方成立深遠海養(yǎng)殖裝備產(chǎn)業(yè)發(fā)展創(chuàng)新聯(lián)盟,
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5G智慧海洋發(fā)展研究報告(2023年)
積極推動新型養(yǎng)殖裝備研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化推廣,推動遠洋漁業(yè)基地和海產(chǎn)
品捕撈加工船等新型海洋漁業(yè)裝備高水平建設。如山東煙臺長島在
“長漁1號”搭建5G海洋牧場主甲板平臺,推動深海自動化養(yǎng)殖。
國鮑1號是在長島建設的國內(nèi)首座坐底式深遠海智能化海珍品養(yǎng)殖
網(wǎng)箱,搭載5G信號站,配備了雷達看護設置和水質(zhì)、氣象、水溫等
大數(shù)據(jù)監(jiān)測裝置,實現(xiàn)對養(yǎng)殖網(wǎng)箱及海洋牧場全天候監(jiān)控監(jiān)測。
來源:網(wǎng)絡資料整理
圖14搭載5G模塊的坐底式深遠海智能化海珍品養(yǎng)殖網(wǎng)箱
來源:網(wǎng)絡資料整理
圖155G+無人機高清視頻終端
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5G智慧海洋發(fā)展研究報告(2023年)
解決方案方面,一些針對漁政執(zhí)法、漁業(yè)養(yǎng)殖的解決方案已相對
成熟。如霧實(福建)科技有限公司開發(fā)智慧漁港綜合管理平臺,提
供漁船進港-漁獲物定點上岸-水產(chǎn)品交易三位一體綜合監(jiān)管業(yè)務應
用和服務,助力漁政管理者海洋漁業(yè)監(jiān)管和治理能力提升。山東廣為
海洋科技有限公司開發(fā)海洋牧場綜合管理系統(tǒng),助力漁業(yè)從業(yè)者掌握
海洋牧場生態(tài)狀況、漁業(yè)資源狀況及生產(chǎn)運營狀況。
(四)5G+海洋能源開發(fā)領域
行業(yè)單位方面,為加快推進海洋油氣勘探開發(fā)的數(shù)字化、智能化
建設,國家能源投資集團有限責任公司、中國華電集團有限公司等電
力生產(chǎn)企業(yè)及中國海洋石油集團有限公司等油氣開采企業(yè)積極運用
5G改善海上通信穩(wěn)定性和實用性,滿足海上作業(yè)通信需求。如中國
華電集團有限公司在廣東省建成近海深水區(qū)海上風機5G基站,為打
造“智慧風場”提供強大的通信保障。中海石油(中國)有限公司湛
江分公司文昌氣田搭建海油領域首個5G+海上智能平臺試點油氣田,
將5G與海上平臺生產(chǎn)中現(xiàn)有通信傳輸系統(tǒng)、生產(chǎn)控制系統(tǒng)及服務管
理系統(tǒng)等結合,全面助力海上平臺向數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型。
終端設備方面,針對作業(yè)環(huán)境變幻多端的海上環(huán)境,一些海上風
電、石油、油氣的勘測、巡檢、開采、運輸?shù)人璧慕K端設備,如多
媒體融合通信終端、智能巡檢手持終端現(xiàn)已開始嵌入5G模塊。如深
圳市億道信息股份有限公司開發(fā)的5G平板電腦具有全密封、高耐摔
度和高強度保護等級,為海上石油勘測作業(yè)提供有力設備保障。亮風
臺(上海)信息科技有限公司、航天智控科技有限公司等開發(fā)5G網(wǎng)
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5G智慧海洋發(fā)展研究報告(2023年)
聯(lián)無人機、AR智能眼鏡等設備,協(xié)助作業(yè)人員快速檢測設備狀態(tài)。
解決方案方面,面向海上風電、海上油氣開采等建設運維開發(fā)的
全生命周期管理平臺、綜合運營管理平臺、風電運營中心管控平臺等
已陸續(xù)完成,全面推動海上能源領域與5G、互聯(lián)網(wǎng)+、大數(shù)據(jù)等信息
通信技術實現(xiàn)更加廣泛、更深層次的融合。如中信科移動通信技術股
份有限公司針對海上油氣開采領域開發(fā)5G海上智能平臺解決方案,
通過5G網(wǎng)絡為平臺上無線傳感器接入、井口平臺遠程操控、移動作
業(yè)/外操/應急救援提供安全可靠的無線傳輸服務,實現(xiàn)作業(yè)監(jiān)控、遠
程操控,支撐海上油氣平臺安全、高效生產(chǎn)。
(五)5G+海事監(jiān)管救援領域
行業(yè)單位方面,為增強海上搜救應急救援、船舶監(jiān)管、海事巡航
和通航環(huán)境等方面的信息化技術支撐能力,交通運輸部海事局、中國
海上搜救中心等部門及下屬地方機構(如上海、天津、深圳、連云港
等十多省市海事局及北海、南海、東海的航海保障中心等)積極推進
5G部署,為海上遇險安全應急、行政執(zhí)法、管理保障等提供高質(zhì)量
的通信服務能力。如2023年,交通運輸部東海航海保障中心福州通
信中心與當?shù)卣?、電信運營商共同簽署福州“5G+數(shù)字海洋”戰(zhàn)略
合作協(xié)議。福建海事局在寧德打造“5G海上執(zhí)法平臺”,幫助海事處
的工作人員進行海域現(xiàn)場的遠程巡查執(zhí)法,應急救援時將前端音視頻
實時回傳至后端指揮中心,大幅提升海事監(jiān)管執(zhí)法效能。
終端設備方面,除了配備在海事執(zhí)法船上的5G云臺攝像機、單
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5G智慧海洋發(fā)展研究報告(2023年)
兵執(zhí)法儀,船舶自動識別系統(tǒng)終端(AIS終端)、船載通信終端在原有
衛(wèi)星通信的基礎上集成5G寬帶模塊,為漁民和海上作業(yè)者實現(xiàn)與陸
地的上網(wǎng)和語音通信連接,以及各類船舶監(jiān)管、智慧海洋監(jiān)控。如福
建福大北斗通信科技有限公司、新諾北斗航科信息技術(廈門)股份有
限公司等開發(fā)的AIS終端集成了攝像頭、雷達、測深數(shù)據(jù)終端等,支
持包括5G、衛(wèi)星通信等多種形式在內(nèi)的數(shù)據(jù)采集接入。成都鼎橋通
信技術有限公司、廣州通則康威智能科技有限公司、鑫諾衛(wèi)星通信有
限公司、浙江波星通衛(wèi)星通信有限公司等研發(fā)基于蜂窩通信系統(tǒng)和衛(wèi)
星通信系統(tǒng)的船載通信終端,可滿足海上作業(yè)人員各類通信需求。
來源:網(wǎng)絡資料整理
圖16浙江舟山在漁船上安裝5G+海洋衛(wèi)星寬帶的信號接收器
解決方案方面,廈門星創(chuàng)易聯(lián)科技有限公司建設了智慧港口管控
平臺、智能遠程操控系統(tǒng)、智能碼頭感知系統(tǒng),實現(xiàn)了港口岸邊裝卸
系統(tǒng)、水平運輸系統(tǒng)和堆場裝卸系統(tǒng)無人化操作。華為技術有限公司
形成了全套智慧港口解決方案,助力實現(xiàn)碼頭生產(chǎn)自動化。中國移動
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5G智慧海洋發(fā)展研究報告(2023年)
建設了船舶動態(tài)監(jiān)管系統(tǒng),通過融合視頻、AIS(船舶自動識別系統(tǒng))、
雷達、北斗等信號數(shù)據(jù),向行業(yè)用戶提供船舶安全監(jiān)控預警、船舶智
能識別服務,同時能夠助力管理者掌握特定海域船只航行情況,有針
對性開展執(zhí)法工作。
五、加快5G智慧海洋發(fā)展建議
(一)加強涉海領域5G協(xié)同發(fā)展頂層設計
以建設海洋強國、發(fā)展海洋經(jīng)濟為核心目標,構建完善的5G智
慧海洋發(fā)展機制,統(tǒng)籌推進5G智慧海洋相關標準體系制定,組織探
索海洋場景5G融合技術適配與測試驗證,打造5G智慧海洋發(fā)展合
作交流平臺,強化海洋領域的
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