5G+智慧校园建设解决方案.docx

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1、1 .项目概述1.1 .项目背景现阶段，有不少院校都提出了建设“智慧校园的理念，利用网络资源，融合时下热门的人工智能技术，使得学校业务管理变得更加透明化、自动化，并将校园安防系统融合到校务管理当中，打造智能、人性、安全的校园环境。从最开始的人防、物防，再到技防，校园安防企业以及安防系统的根本出发点是保证校园的安全，随着新技术的出现及落地，以实现校园管理更加智能、校园生活更加便捷，校园安全更有保障的智慧校园系统已经成为现实。工信厅联通信函【2021】233号指出，为深入贯彻党中央、国务院关于加快5G发展、加强教育信息化工作的决策部署，加快推进5G应用“扬帆”行动计划(2021-2023年)实施，

2、促进5G与教育融合创新发展，按照“育人为本、多方协同、问题导向、深度融合”的原则，工业和信息化部、教育部联合开展“5G十智慧教育”应用试点项目申报工作。通知指出，5G+智慧校园应利用5G网络升级校园信息基础设施，构建5G、光纤宽带、无线局域网融合的校园网络，实现校园设施、资源、师生的智能高速全连接，为学生的学衣食住行提供便利服务。深化平安校园建设，通过感应数据分析、音视频智能监测、自动校园巡逻等手段实现校园内主要区域24小时监测全覆盖，通过人群动态感知等技术对校园霸凌、意外危险等事件进行预警处置，提升校园安防综合水平。支持绿色校园建设，根据实时环境变化对水电、照明、空调等能源系统实现智能化调度

3、。对实验室、图书馆、体育场等校内设施及师生活动空间实行精细管理，为学生提供在线预约等便捷服务，提高校园资源利用率。开展共享校园应用，在校园内的科研环境、实训环境间基于5G等技术实现资源共享，打造无边界科研实验环境，促进教学科研人员基于授权模式下快速获取较差研究资源，合理利用试验成果。1.2 .项目目标基于5G技术，融合物联网、云计算、大数据等，加强兰州大学校园安防管控信息化建设,提升校园实时视频监控、校园师生进出入管控、车辆进出入管控、消防管控等方面的管理水平，促进校园和谐发展。2 .需求分析2.1 .校园安防管控强化需求智慧校园安防监管以物联网、云计算、大数据分析等先进技术为核心，充分利用高

4、度智能化的人脸识别解决方案，灵活配置，从而满足校园不同安防场景的需求。传统校园安防监管的缺点是学校覆盖面积广泛，且人口流动性比较大，常见的安全隐患如下团1、监控效率低，校园流动人员数量大，监控点多，网络带宽不足、视频清晰度不高;安保人员无法同时盯住上百个视频画面，亦无法保证24小时有效监控;消耗大量人力成本，事故处理效率低。2、监控联网实现不易，学校覆盖面积广、且常常扩张院校，有线监控部署成本高，部分区域存在监控死角，不易察觉;此外，监控系统没有与公安部门实现联网共享，一键式报警没有实现，一旦发生事故意外，应急能力不强。3、校园设施安全事故，来自危、旧建筑物，狭窄的通道、楼道，故障体育器材，化

5、学实验室等。目前，校园安防管控整体水平还有待进一步提升，建设高效、智能、顺应时代发展的校园安防管理体系是校园信息化建设的当务之急。2.2 .校园消防管控强化需求学校属于人员密集场所，也是火灾高发的单位，因学校是国家人才升级计划实施的载体，一直以来都是全社会关注的焦点，校园火灾的发生会造成很大的经济损失和恶劣的社会影响，然而校园建筑老旧，线路老化，消防设施不齐全，监管不到位等问题引起的火灾时有发生，高校防火监督工作”点多面广“。随着信息化进程加快，火灾隐患数量不断增加，消防通道违法占用现象层出不穷;消防隐患排查依赖现场督察，校园消防监督员人少事多，防火监督工作超负荷;消防设施检测以人工现场巡检为

6、主，效率低下。灭火救援面临报警信息单一、定位不准，火场情况不明、被困人员、危化品分布无法准确掌握，缺乏有效现场指挥手段等困境;血与火的消防救援，需要有新的科技手段来支撑。基于5G+物联网+视频监控技术，可以实现视频巡检、告警联动和视频指挥，满足对消防设备远程巡检、火灾隐患及时报警、火场情况实时掌握的要求。3 .解决方案3.1 .总体思路为进一步规范完善兰州大学校园智能化安全建设，以使校园安全防范系统符合安全、规范、适用等基本要求，依据有关法律、法规、规范标准，校园智能化安全建设进一步完善包括对高校内人、车、物、校园重要事件的管理等，人的管理主要是保证校内教职工及学生日常在校安全，车辆的管理主要

7、针对校内车辆乱停乱放、超速违规等问题的智能化管理，物品管理主要是学校的重点区域(如财务室，重点实验室)内的贵重物品等的智能化管控，校园安全管理主要是针对学校公寓、宿舍、图书馆等，事件管理主要是防火，防盗，食品安全、学校重大群体活动和应急事件指挥等的管理。3.2 关键技术3.2.1. 5g1、概念第五代移动通信技术(英语：5thGenerationMobi1.eCommunicationTechno1.ogy简称5G)是具有高速率、低时延和大连接特点的新一代宽带移动通信技术，是实现人机物互联的网络基础设施。国际电信联盟(ITU)定义了5G的三大类应用场景，即增强移动宽带(eMBB)、超高可靠低时

8、延通信(UR1.1.C)和海量机器类通信(mMTC)。增强移动宽带(eMBB)主要面向移动互联网流量爆炸式增长，为移动互联网用户提供更加极致的应用体验；超高可靠低时延通信(UR1.1.C)主要面向工业控制、远程医疗、自动驾驶等对时延和可靠性具有极高要求的垂直行业应用需求；海量机器类通信(mMTC)主要面向智慧城市、智能家居、环境监测等以传感和数据采集为目标的应用需求。2、5G无线关键技术5G国际技术标准重点满足灵活多样的物联网需要。在OFDMA和MIMO基础技术上，5G为支持三大应用场景，采用了灵活的全新系统设计。在频段方面，与4G支持中低频不同，考虑到中低频资源有限,5G同时支持中低频和高频

9、频段,其中中低频满足覆盖和容量需求，高频满足在热点区域提升容量的需求，5G针对中低频和高频设计了统一的技术方案，并支持百MHz的基础带宽。为了支持高速率传输和更优覆盖，5G采用1.DPC、PoIar新型信道编码方案、性能更强的大规模天线技术等。为了支持低时延、高可靠，5G采用短帧、快速反馈、多层/多站数据重传等技术。3、5G网络关键技术5G采用全新的服务化架构，支持灵活部署和差异化业务场景。5G采用全服务化设计，模块化网络功能，支持按需调用，实现功能重构；采用服务化描述，易于实现能力开放，有利于引入IT开发实力，发挥网络潜力。5G支持灵活部署，基于NFV/SDN,实现硬件和软件解耦，实现控制和

10、转发分离；采用通用数据中心的云化组网，网络功能部署灵活，资源调度高效；支持边缘计算，云计算平台下沉到网络边缘，支持基于应用的网关灵活选择和边缘分流。通过网络切片满足5G差异化需求，网络切片是指从一个网络中选取特定的特性和功能，定制出的一个逻辑上独立的网络，它使得运营商可以部署功能、特性服务各不相同的多个逻辑网络，分别为各自的目标用户服务，目前定义了3种网络切片类型，即增强移动宽带、低时延高可靠、大连接物联网。4、4G改变生活，5G改变社会第五代移动通信技术(简称5G)是最新一代蜂窝移动通信技术，也是继4G(1.TE-A.WiMax)、3G(UMTS、TE和2GGSM之后无线网络的又一次演进。相

11、比4G网络，5G网络数据流量密度提升100倍.设备连接数量提升10-100倍，用户业务速率提升10-100倍，端到端时延降低5倍，可以为无线网络用户提供IGbps以上的业务带宽、毫秒级的超低时延以及每平方公里百万量级的连接密度。5G网络的典型特征是大带宽、高可靠低时延、海量连接，这使人与人之间通信，开始转向人与物的通信，机器与机器之间的通信成为可能。高可靠低时延5G不仅体现在无线侧的变革，还将推动业务解决方案端到端演进。虚拟园区网络在低时延特性基础上，提供了安全、专用的网络环境；网络切片实现从无线终端到业务平台端到端的服务质量；云网协同实现业务系统部署、优化的自动化与弹性，优化业务运营的效率和

12、成本。“4G改变生活，5G改变社会”，5G的到来将使人类的生产、生活方式发生深刻的变革，再次解放巨大的社会生产力，也将对安防产业的生产方式带来新的变化。5、教育领域应用5G在教育领域的应用主要围绕智慧课堂及智慧校园两方面开展。5G+智慧课堂，凭借5G低时延、高速率特性，结合VR/AR/全息影像等技术，可实现实时传输影像信息，为两地提供全息、互动的教学服务，提升教学体验；5G智能终端可通过5G网络收集教学过程中的全场景数据，结合大数据及人工智能技术，可构建学生的学情画像，为教学等提供全面、客观的数据分析，提升教育教学精准度。5G+智慧校园，基于超高清视频的安防监控可为校园提供远程巡考、校园人员管

13、理、学生作息管理、门禁管理等应用，解决校园陌生人进校、危险探测不及时等安全问题，提高校园管理效率和水平；基于A1.图像分析、GIS（地理信息系统）等技术，可对学生出行、活动、饮食安全等环节提供全面的安全保障服务，让家长及时了解学生的在校位置及表现，打造安全的学习环境。3.2.2. 边缘计算边缘计算指在靠近物或数据源头的网络边缘侧，融合网络、计算、存储、应用核心能力的开放平台，就近提供边缘智能服务，满足行业数字化在敏捷连接、实时业务、数据优化、应用智能、安全与隐私保护等方面的关键需求。全球智能手机的快速发展，推动了移动终端和“边缘计算”的发展。对物联网而言，边缘计算技术取得突破，意味着许多控制将

14、通过本地设备实现而无需交由云端，处理过程将在本地边缘计算层完成。通过5G物联网基站和传感器、采集器，对校园内的公共设施进行统一管理实现停车场、路灯、垃极桶等的智慧管理，对教学场所电器设备进行联网化智能化管理，可节省15的校园用电量。根据校园教学和管理的场景，可不断扩展其他物联网应用，如智慧消防、智慧井盖、安防监控等等。3.2.3. 机器视觉机器视觉是人工智能正在快速发展的一个分支。简单说来，机器视觉就是用机器代替人眼来做测量和判断。机器视觉系统是通过机器视觉产品（即图像摄取装置，分CMOS和CCD两种）将被摄取目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，得到被摄目标的形态信息，根据像素分布和

15、亮度、颜色等信息，转变成数字化信号;图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。通过A1.智能摄像机机器视觉技术，抓取多目标面部多项特征，进行多目标情感计算，利用MEC技术，结合多种统计手段，空间时间横向对比，通过A1.智能分析，提高学习效能。如何使用机器视觉给校园管理带来便捷，概括起来有以下几点：1、定位引导，即给机器指令告诉他去什么地方拿东西；2、自动装配，即把东西放到指定地方；3、缺陷检测，这是属于视觉检测类，是由视觉检测系统完成，对产品各种缺陷比如大小不一样、位置不同、有和无、损伤等的检测；4、测量，这也是属于视觉检测，是对目标产品几何形状的

16、测量；5、识别，对人脸进行识别分析，对产品进行识别比如字符、图表等。3.2.4. 大带宽与安防5G采用了大量新技术和新架构以提高用户带宽，可以实现单用户IGbps以上的业务带宽，实现“超级上行，解决大容量、高分辨率视频信号的回传问题。在安防行业，视频清晰度要求不断提高。摄像机从最开始的标清，发展到准高清720P,高清1080P,甚至出现4K、8K超高清。视频传输带宽也越来越高，对于采用4096*2160分辨率、H.265视频编码的单路4K视频，其带宽需求为10-20Mbps,而对于采用8192*4320分辨率、H.265视频编码的单路8K视频，其带宽需求约为40-60MbpSo对于一些AR、V

17、R、超高清视频等新型移动业务，4G网络已经不能满足需求，必须采用更大带宽的5G网络来承载。清晰度更高的画面与更丰富的视频细节是5G给视频行业带来的新价值。3.2.5. 高可靠低时延与安防5G技术通过改良空口数据子帧长度、下沉用户面应用（MEC和边缘计算）、优化组网路径等多种新技术,新架构，可实现业务的超低时延，低至IOms以内，响应速度事快。时延对于VR/AR安防、移动巡检、机器视觉等场景意义重大。毫秒级的时延可以大大降低VR/AR使用者的眩晕感;可以实现无人机/机器人图像实时回传和远程操控，高效完成巡检任务，避免设备失控;可以支持机器视觉和工业控制等新型工业应用场景：通讨回传的视频和图像，A

18、算法可以实时决策、反向控制生产流程。3.2.6. 边缘计算MEC与安防在大型工业和产业园区，5G将替代传统Wifi和有线连接，为生产、生活提供连接服务。为了实现园区通信的实时性和数据安全性，5G+边缘计算的“虚拟园区专网”部署模式将被广泛采纳。5G园区专网中，通过无线方式获取的业务数据将在园区专属的核心网边缘云（MEC）中处理，数据将不会在公网中传输,从而确保5G业务数据的端到端隔离和安全性。由于MEC已经部署在企业园区附近，从园区基站到专属核心网的物理传输距离被大大缩短，可以将传统组网模式下几十甚至几百亳秒的业务时延降低到亮秒量级。对干T业生产环境中的安防和视觉系统，5G园区专网将大大提高视

19、频业务的安全性和实时性，适配重丰富的业务场景。3.2.7. 海量物联与安防到2023年，广域物联网设备预计将达到41亿个，短程物联网设备将达到157亿个，物联网的应用和市场空间将远超传统人与人的互联。5G所具备的海量物联通信（m1.MTC）特性将为物联网络提供坚实的基础。物联网应用可以分为宽带物联和窄带物联两大范畴：宽带物联使得以视频为主的安防业务范围进一步扩大，超越空间的限制，获取更加丰富的内容;窄带物联为低功耗、高密度传感器的数据回传提供通道。5G海量物联特性使业务平台获取更详实的环境、身份、工况信息。物联信息汇聚到安防云端决簧中心，可以极大拓展安防业务场景,不仅仅用于以人为主的监控场景,

20、还可以用于人、物、环境的协同控制与处理。决策中心通过更广泛、更多维度的参考数据，能够更全面地进行分析判断，做出更有效的决策行为。3.2.8. 协同与安防随着云计算的普及，各类业务平台的云化趋势越来越明显，越来越多的功能组件和接口将部署在边缘云和中心云内。平台云化不仅可以优化业务部署的效率和成本,还可以丰富生态，实现安防业务功能与不同业务场景的快速适配和应用。业务平台开放、云化还将催生算法市场、应用市场等新的商业形态，使视频业务应用更广泛、更活跃。除云资源池以外，安防业务端到端解决方案还包含5G、运营商专线等要素。随着“云网协同”技术架构的部署，可以快速打通5GCPE、入云专线、边缘云、中心云之

21、间的业务链条，实现业务快速开通和动态调整，满足智能安防业务的多样化需求。3.2.9. 更安全的5G网络为了适配垂直行业的各种场景，5G网络不仅提供基本通信功能，还需要考虑全面、差异化的安全服务。5G网络安全在架构上包括：保障通信及数据安全：提供机密性及完整性保护，保障语音及数据的通信安全，提供增强的隐私保护机制，保护用户隐私信息。支持异构接入安全：提供统一认证框架，支持多种接入方式和接入凭证，保证终端设备安全接入网络。保障新型网络架构安全：提供SDN/NFV安全机制，保障虚拟资源、软件资源、数据、管理及控制数据的安全；提供网络切片安全机制，切片安全隔离、安全管理。支持差异化安全：提供按需的安全

22、保护，满足多种应用场景的差异化安全需求。开放安全能力：支持数字身份管理、认证能力等的安全能力开放。除了安全架构方面的考虑，5G网络还建立了业务层面端到端的安全体系，包括安全管理体系、安全技术体系、安全合规体系以及安全运营体系，全方位提升网络安全防护能力。3.3 方案架构5G智慧校园建设通过以5G技术为基础的5G机器人、5G无人机、5G+AR/VR眼睛、智能高清摄像头等终端设备，结合物联网、云计算、大数据等关键技术，提升校园监控、门禁管理、人员管理、进出入车辆管理、校园火灾、烟感报警、区域入侵、周界报警等服务水平，打造一个更加和谐安全的校园。5G+智慧校园建设整体架构物联网云计算5G边缘计算大数

23、据5C人3.4 建设方案3.4.1. 5G+安防解决方案通过建设基于5G的平安校园场景，打造校园云端智慧管理大脑，实现人、车、设备的实时监控管理与智能分析，保障校园安全、高效运行。3.4.1.1. 5G智能安防巡检机器人3.4.1.1.1. 产品介绍一、简述5G安防巡检机器人可以实现对环境、人员、车辆、意外事件等要素的信息感知，在服务校园师生的同时有效保障校园安全。随着5G（Sth-Generation第五代移动通信技术）应用业务的不断成熟，5G在各行业的应用场景也不断丰富，为各行业的信息化带来新的技术动力。一个以数据挖掘和人工智能为代表的智能时代己经到来，构建智慧警务将是未来警务形态演进的必

24、然趋势。为了适应这种不可阻挡的发展潮流，我国安防机器人的发展也因此受到了公安机构的广泛支持，己在我国多省实现实战化部署，应对在当今新形势下的治安稳定。5G智能安防巡检机器人是指采用机器人作为人工巡检工作的补充，利用A1.图像分析技术、理解视频画面的内容，在巡检过程中实时进行人脸识别，获取周围人群的身份信息，一旦目标在场景中出现了违反预定义分析规则的行为，系统会触发预设置的联动规则，从而达到主动提醒的功能，并将收集到的画面信息通过5G网络实时回传到指挥中心，供远端指挥中心的安保人员实时获取现场的第一手信息，且5G安防巡检机器人可通过5G网络低时延的特性，接收指挥中心的远程控制，达到远程安防巡检、

25、自动安防巡检的效果，大大节省了人力资源成本。5G巡检机器人技术，不仅用于视觉检测类的业务体验，也作为人员、车辆等对象的辅助管理手段，全面提升校园安防管理工作水平。二、创新优势5G安防巡检机器人可以实现对环境、人员、车辆、意外事件等要素的信息感知，在服务校园师生的同时有效保障校园安全。为此，安防机器人需具备自主移动、区域巡逻、自主避障、人脸识别、多模态人机交互、警情识别等功能。（一）结合具体应用场景和实战要求，安防机器人系统划分为四个方面：1.任务部署系统，通常是装备指控平台和机器人本体的指挥车，方便将机器人本体快速部署于任务现场。2 .数据操控指挥平台，实现机器人编队控制，警务功能信息汇总的信

26、息平台系统。3 .安防机器人本体，执行安防任务的机器人平台，包括移动平台载体和警务功能模块。4 .安全的网络通讯系统，实现机器人本体与数据操控指挥平台的数据互联。（二）针对安防巡检机器人应用，在以下方面解决了4G网络下带来的痛点：1.网络服务质量保障差：安防巡检机器人是传感技术、人工智能以及互联网技术的典型融合应用，需要借助无线网络连接支撑以实现远程可视化监控以及人机协同作战能力。对于当前4G网络架构，传统网络设备硬件和软件紧耦合，难以为特定业务应用提供服务质量保障，致使应用感知较差，难以满足业务真实诉求。2 .无法实时监控：安防巡检机器人搭载多路高清摄像头，对网络传输的上行带宽及传输时延要求

27、较高。目前，4G网络带宽不足以支撑安防巡检机器人的实际业务应用，无法实现多路高清视频的实时回传需求。3 .移动性差安全性弱：安防巡检机器人采用Wi-Fi作为备选无线连接方案可实现视频实时回传的业务需求。但由于Wi-Fi不具备大范围覆盖能力，大幅限制了移动机器人的巡检能力。另一方面由于WiFi加密方式有很多不安全因素，难以满足校园移动警务的安全接入要求。三、实用性概述5G安防巡检机器人主要面向公共安全管理，可显著提升机器人的适用性。通过搭载多路高清摄像头实时回传监控，移动语音实时对讲，人脸AI快速识别，远程机器人巡检控制及远程驾驶功能，实现一终端多用途、监控无死角、移动巡检等多能力，以提升公共安

28、全服务和管理水平，真正意义上实现24小时不间断巡检。机器人的机动性可为用户实现重大活动或重大安保期间的不间断的实时监控，并将视频、音频和环境信息，无延迟的回传到后台指挥中心。机器人人搭载的A1.摄像机，能够对视频流和图片进行快速解析，提取出面部图像，实时的与校园业务系统各种数据库进行比对，如校园师生库、重点人员库、车辆预约库等，比对时间不超过2秒。目前采用机器人代替人力来进行安防巡检的补充在公安领域已经是成熟的方案，但是目前的巡检机器人多使用Wifi或者4G网络驱动。WIFI和4G网络传输具有不稳定性，低带宽性等问题，而安防类的机器人对于视频的清晰度，准确度，以及操控及时性要求较高，因此5G巡

29、检机器人在从前机器人巡检的基础上通过5G网络解决控制时延、传输视频清晰度等问题并且叠加全景摄像、A1.分析等功能，使安防巡检机器人科技更好地发挥其功能，更加实用、高效，市场接受度高。安防巡检机器人用于移动的巡检和安防，实现移动警示、实时监测、信息回传、危险分子识别等，可能够实现昼夜24小时，不间断的实时监控。使用机器代替人力是现代科技发展的方向和目标所在，通过采用搭载全景、Ak红外等能力的机器人代替安保人员进行巡视，不仅可以实现昼夜24小时不间断巡视，时刻关注校园内来往的人和车，通过人脸识别获取敏感人员；通过红外识别隐蔽地点是否藏有人员；通过行为分析，快速识别可能有不良动机的非正常人员，并在精

30、确识别后，及时向后端进行报警提示，方便后方安保人员及时定向处理相关问题。保障校园安全的前提下减轻安保人员的工作强度，解放劳动力。5G机器人一键远程控制一一扫图自动巡检5G机器人七路高清视频实时回传+人脸比对测试64bytes fOR 192.168.2S1.34： 4 byts f0R 1.2.14l.2Si.M: 64 bytes from 192.1M.2S1.34: X bytes fOR 192.168.2S1.)4: 64 bytes frR 192.U.2S1.34:64bytes f0R 1W.1.251.J4: 64 bytt fOR 192.16.251.J4: 64 byt

31、s fro* 1.2.16t.25iM: 64 bytes fron 1M.1.2S1M: 64 byte* fOR 12.16.2S1.M: 64 byt* froR 192.16.251-M: 64 byts frOR 192.16.2S1 Mi 64 Kytet frx 192.32S1X: 64 byts fro* 19216U4: 64 byt ”8 192.16.251Ml ytt froR 1W.1M.2S1.M： 64 bytes fro 192.1M.251W: 4 byt* fOR l2.1.Mi.Mt 4 byt* frOR ll.lM* Jj, M bytt fro i

32、.m.f.叁; M oy11.16M.“1tcnff1.t2 ttl122 tlAe.6 r tCRp-eq183 ttl122 tUflS.3 m tCRpS4lM ttlm tUr12.2 IW ttl122 ttm24.2 mtcnp*SqlM ttl-2 ttwl.7 f S-Se787 ttlW2MUra-st-1M ttl122 tUw-l.2 m Icnp s191*9 ttl122 tl.4 * t0-*ZlX ttl122 ttm-12.7 RS Vcnp s*919S ttl122 ti*U n tCA(S*192 ttl122 Clm21.2 * ICNP-SZ“93 t

33、tl122 ttm-2J. lCf*Sl94 ttUlZ2 ttmlZ.* * U*-t919S ttlX22 ttm-Bw 尸:乂 *.m.2M ttl.122 tlm-.5 U2I2Zi tti-m tuw-u -lSlS” 实测亳秒级网络时延5G机器人一一亳秒级远程驾3.4.1.1.2. 具体应用场景34.1121.巡跚控基于视觉及传感器融合技术，通过5G实现云端实时计算，自主构建路径图;基于双目视觉云端导航避障，通过5G低时延特性，实时运动调整;基于云端大脑，自动识别和理解空间中不同物体的信息、位置、高度和大小，从而自主规划路径。5G云端机器人可在巡逻过程中，进行安全知识、学术讲座通知

34、、重要事件进行宣导;通过机器人强大的视频监控及视觉分析能力，可实现常规的设施巡检,道路、电气设施等的常态化检测，并可实时的对异常点进行预警、报修、接入人工客服等。3.4.1.1.2.2. 立体巡防将5G影像识别技术和精准定位技术结合，实现移动视频监控、自主定位导航;实现警用无人机自动巡逻、警用摩托车巡逻、单兵智能执法（AR眼镜+执法记录仪）立体巡防，可视化应急指挥。搭载A1.模块化智能可调节模组及OIS光学防抖镜的AR智能眼镜，可应用于人脸识别、车牌识别、移动执法和远程指挥调度，与警用装备直连，无线回传数据，实现信息可视化和信息实时互通，维护校园安全。3.4.1.1.2.3. 视觉识别及分析基

35、于5G网络实现人脸数据/模型的交换，实时分析监控与身份鉴别，实现大规模深度学习任务的并行化;通过5G云端机器人的监控摄像，利用云端大脑进行图像分析技术，可区分校园内部车辆和外部车辆，对违规停放的车辆进行识别和拍照，并能及时通知管理员或车主本人。3.4.1.1.2.4. 环境监测图像识另IJ5G云端机器人实时监控校园环境，可通过环境监测传感器对可燃气体、烟雾、PM2.5及温度、湿度进行常态化的实时监控，同时可搭载热成像仪对可以热源进行监测，结合30倍高清光学变焦摄像机及图像分析技术，可以对热源状态进行判断分析，并进行报警。3.4.1.2. 基于5G的无人机技术应用3.4.1.2.1. 无人机概念

36、多旋翼无人机因结构简单、操作方便、维修成本不高，具有空中悬停自动巡航、定点自动隆落等诸多功能，可以作为相关管理部门监管航直通航工作的空中平台。无人机系统配置有图像采集和传输系统，可实现空中存储和实时回传两种模式，可以通过5G网络完成遥感控制和数据回传，作为无线监控设备，可融合到相关部门的视频监控系统中，作为视频监控的一环与基他监控设备配合使用，方便搭载，可配合移动指挥、视频监控的效果，实现多方共同执行任务，可广泛应用于巡逻、地段监测、实施通讯数据采集等。无人机通过数字微波技术将视频实时传输到地面站。当地面站被放置到监控中心时，可以通过HDMI和CVBS视频输出接口将视频传输到显示器上进行显示。

37、为了确保录像的安全性，无人机采集的信息除了通过5G网络回传至云服务器外，无人机的云台相机也可以内置SD卡,在某些环境下，当无线网络出现中断时也可以确保无人机所拍视频的完整性。3.4.1.2.2. 基于5G关键技术与能力的网联无人机无人机从军用开始扩展到民用，用途广泛且成本相对较低，也不存在人员伤亡的风险。目前5G作为新一代移动通信技术，以全新的网络架构，提供IOGbits以上的带宽、毫秒级时延、超高密度连接，实现网络性能新的跃升，将加速无人机网联化进程。一方面，5G提供高可靠、低时延、广覆盖的数据链系统，可助力形成民用无人机可识别、可监控、可追溯的技术管控体系，实现无人机一机一码的实名认证，实

38、时联网接入无人机云系统,实现无人机飞行动态的实时监控,有助于解决当前面临的监管、安全、控制等关键性难题。另一方面，5G网络的大带宽、低时延、高可靠等特点能够有效满足行业无人机对高清图传、精准定位、远程实时控制等需求，加速无人机在各行业领域的普及和应用。5G网联无人机的无人机终端和地面控制终端均通过5G网络进行数据传输和控制指令传输，并通过务服务器加载各类场景的应用。其中5G网络提供从无线网到核心网的整体网络解决方安，以各种复杂应用场景的网络实现。5G网络将提供增强移动宽带(eMBB,enhancedMobi1.eBroadband),高可靠低时延证(uR1.1.C,U1.traRe1.iab1

39、.e1.ow1.atencyCommunications)能力，全面提升速率.时延.覆盖等网络性能指标。此外，通过引入大规模天线(mMIM0),网络切片、移动边缘计算(MEC)等多项关键技术，将为无人机的覆盖和移动性增强、端到瑞业务质量保障、高效识别和管控等需求提供新的技术保隙章，从而全面保障智能化的网联无人机应用。3.4.1.2.3. 无人机技术应用分析，保障无人机无线通信无人机一般通过遥控系统进行控制，民用无人机与遥控器之间的数据传输，通常采用低功耗蓝牙或Wifi技术，受发射功率限制，只能在不超过500米的视距范围进行数据传输，且传输图像最大分辨率不能超过1080p,极大限制了无人机在行业

40、领域的广泛应用。IMT1.-2020(5G)推进组发布的5G无人机应用白皮书指出，4G能够满足现有的部分低速率，对时延不敏感的无人机应用需求，5G提供的大带宽、高可靠、低时延通信，能够很好地满足无人机行业应用需求。5G网络+边缘计算确保无人机行业应用传输需求。在普通的5G网络架构中，核心网部署位置高，传输需要经过多次路由，时延长，不能满足无人机超低时延的业务需求。一些区域性业务，全部放在云端处理并非完全有效，尤其是视频类业务，既导致传输带宽的浪费，又增加了传输时延。因此，传输时延和连接数量需求决定了5G业务的处理核心，不可能全放在核心网后端的云处理平台。边缘计算（MEe）使得运营商和第三方业务

41、可以部署在靠近用户附着接入点的位置，通过降低时正和负载来实现高效的业务分发。边缘计算服务器部署在网络边缘，把无线网络和互联网有效融合在一起，同时在无线网络侧增加计算、存储、处理等功能，构建边缘云，提供信息技术服务环境和云计算能力，将业务本地化，让区域性业务不必浪费资源在云端进行处理。由于应用服务和内容部署在网络边缘,这样便可以减少数据传输中的转发次数和处理时间，降低端到端时延，满足低时延要求。结合5G网络和边缘计算，构建适合无人机无线传输和数据处理的网络架构，将确保无人机行业应用的高可靠和低时延性。3.4.1.2.4. 基于5G的无人机大带宽视频传输在许多类型的无人机应用中（如巡检、监控、测绘

42、等），需要无人机配备分辨率达到4K甚至8K的高清摄像头，或者360度全景VR摄像头，从空中拍摄高清视频或者全景视频。另一方面，这些应用还需要将这些视频数据实时发送到服务器端，以便实时地对这些视频数据讲行处理这类应用需求，需要通信网络能够为终谱提供IOoM以上的实时传输能力。在5G中，通过引入大带宽载波、大规模天线阵列、高阶调制等技术，可以极大地提升频谱效率、降低信号干扰，从而提升单个用户的空口数据传输宽带。此外，以用户为中心的无边界网络架构，可以在核心网侧提供更高的数据传输速率。3.4.1.2.5. mMIMOmMIMO作为5G关键技术，通过在基站侧采用大量天线来提升数据速率和链路可靠性。mM

43、IMO的典型应用场景一般是热点地区、高楼或者需要深度覆盖的区域，对于无人机通信而言，通过mMIMO手直面和水平面的波束赋形，信号可以在水平和垂直方向进行动态调整，形成精准的窄波束进行发送和接收，因此能量能够更加准确地集中指向无人机。对于下行链路，精准的窄波束一方面提高了无人机的覆盖，另一方面也减少了校园内或校园间的干扰。对于上行链路,既可以是基站侧形成接收波束，也可以是用户侧形成发送波束，从而既可以实现无人机上行大容量高清视频的传输，也可以减少无人机对地面终端的干扰。3.4.1.2.6. 部署优化无人机响应时延多接入边缘计算是ETSI标准组织提出的概念，是一种在相比中心DC(DataCente

44、r)更靠近终端用户的边缘位署提供用户所需服务和云端计算功能的网络架构，将应用内容和MBB核心网部分业务处理和资源调度的功能一同部到靠近终端用户的网络边缘，通过业务靠近用户处理，以及应用、内容与网络的协同，来提供可靠、极致的业务体验。通过部署MEC,数据流将不经过互联网直接在MEC网络下传输，去除了中间的边界网关、防火墙、互联网等节点，这有效提升无人机高清视频传输的时延，降低视频画面的延迟。3.4.1.3. 5G技术在校园专网建设中的应用可管、可控并能提供主动智能服务的网络是未来智慧校园发展的基础，5G的高带宽、低时延、广连接技术特性与网络切片、边缘计算等技术相结合，有效解决传统数字校园中网络重

45、复部署、数据存储的安全隐患、无法灵活应对业务需求、校园智慧性不足等问题。基于5G构建边.云融合的教育专网，将集中在远端云中心的服务从“核心下沉到“边缘，边缘计算和云计算相互协同既保障学校网络的服务质量和数据存储的安全，还使学校能灵活应对业务变化，高效利用学校大数据真正实现智慧教育。3.4.13.1. 智慧校园专网建设需求基于5G的智慧校园专网建设近年来，大数据、人工智能、云计算、虚拟现实、5G等新一代信息技术的发展和应用，为我国教育信息化发展带来全新动力，智慧校园势必将取代数字校园成为当今教育信息化领域发展的主流。许多学校在推进数字校园建设中已取得了较好的成绩，但仍存在亟待解决的问题，如烟囱式

46、建设，数据孤岛现象严重，网络灵活性差；校内感知设备零散分布，相互独立，学校难以统一管理；校园网络无法承载多路并发的高清视频、AR/VR课堂，阻碍教育业务的顺利开展；应用服务系统相互独立，系统数据难以支持个性化教育。由于传统数字校园采用多种网络混合的形式，如有线网、无线网、物联网、电视网、电话网等，使数字校园不仅面临网络异构互联等问题，也无法应对诸多新型应用场景的用网需求，因此只有改变数字校园的网络基础设施才能破解现阶段的难题，迈向智慧校园，而建设基于5G的教育专网不失为一种理想的解决方案。基于5G的教育专网是融合5G切片技术和边缘计算技术，满足教育单位业务、连接、计算、安全等需求的、可管可控可

47、感知的专用云网服务，具有高可靠、低成本、大并发、提供主动智能服务的特点，是未来学校的新型信息技术基础设施。由于用网场景的特殊性，学校对网络的覆盖范围与质量、时延性、数据安全性等性能指标要求较高，因此需要针对教育领域搭建灵活、便捷、安全、可靠、稳定、智慧化的教育专用网络，为智慧校园建设进行深层次赋能。智慧校园专网应满足以下需求：1）网络部署简洁、经济、灵活：统一学校的网络承载，使学校无需部署多种网络，降低学校网络异构互联的成本与复杂性。传统的数字校园中，不同业务场景需要部署多套物理设备，使网络管理工作异常复杂，5G网络通过软件与硬件解耦，实现软件定义网络。应用场景发生变化时，学校可通过软件设置重

48、构网络结构，而非挖沟、打洞、布线等基于实体空间改造网络，利用5G的技术特性，实现一次性部署网络多次重复使用，学校可通过网络管理平台界面的简单配置，实现灵活应对新业务场景的网络性能与功能要求，明显降低网络的运维成本与难度，提高网络的灵活性。2）安全可靠的用网环境：根据访问用户的身份、业务场景提供针对性的用网环境。针对学生群体，系统将所有数字内容分层管理，根据学生的年级、学习需求等提供针对性网络服务；针对教师群体，实现公私业务流动无缝切换实现灵活办公，同时还需保障数据的安全性。另外，鉴于数据存储在公有云存在较大泄漏隐患，校园网还需采用边-云融合的形式实现学校数据的专有存储和管理。3）灵活稳定的网络设施：针对不同业务场景提供特定的网络服务，尤其需要保障网络的稳定性。教育数据访问较集中的地方，如平板电脑教室、智