摘要：隨著數據信息量的大幅度提升以及５Ｇ技術的發展，基于５Ｇ的邊緣計算技術，作為一種實時數據處理方式，具有廣闊的應用前景。先對５Ｇ、邊緣計算的特點進行了研究，然后研究這兩種技術在網關中的融合，基于變電站的業務背景提出基于５Ｇ的邊緣計算網關應用解決方案。
關鍵詞：５Ｇ網絡；邊緣計算；網關；電網應用
5G的邊緣計算網關應用解決方案在多個領域展現出了的潛力和。以下是對該解決方案的詳細闡述：
一、5G邊緣計算網關概述
5G邊緣計算網關是一種將5G網絡的高速、低延遲特性與邊緣計算的實時處理能力相結合的設備。它部署在網絡邊緣，靠近用戶和數據源，能夠實時處理和分析從各種設備傳輸來的數據，同時提供低延遲、高帶寬的網絡連接。這種網關不僅具備強大的計算能力和存儲資源，還支持多種通信協議和接口標準，能夠輕松接入各種傳感器、PLC、DCS、工業設備等，實現數據的實時采集和傳輸。
二、5G邊緣計算網關的應用領域
工業領域

預測性維護：通過部署5G邊緣計算網關，采集工業現場的生產數據，利用邊緣云構建的數理模型進行預測性維護，提前發現設備故障，減少停機時間。
工藝流程改進：結合實時數據分析，優化工藝流程，提高生產效率。
能效分析：對生產過程中的能耗進行實時監測和分析，提出節能降耗方案。

智能交通領域

交通監控：利用5G邊緣計算網關實時傳輸交通監控數據，及時發現交通擁堵、交通事故等問題，并采取相應的措施進行解決。
智能信號燈控制：通過云端對交通信號燈進行智能化控制，根據實時交通情況調整信號燈的燈光時序和配時方案，提高道路通行效率。
自動駕駛輔助：借助5G網絡連接路側單元(RSU)和車載單元(OBU)，實現車路協同通信，為自動駕駛車輛提供加準確的路況信息和交通信號燈信息。

智慧城市領域

環境監測：實時采集城市環境數據，如空氣質量、噪音水平等，為城市管理提供科學依據。
公共：結合視頻和數據分析，提高城市公共的應急響應能力。

三、5G邊緣計算網關的應用優勢
提升數據處理效率：將計算任務移動到網絡邊緣，減少的延遲，提高數據處理效率。
降低網絡延遲：5G網絡具有低延遲的特性，結合邊緣計算進一步縮短了數據處理和傳輸的距離。
改善用戶體驗：提供高速、低延遲的網絡連接和實時數據處理能力，用戶體驗。
推動產業：為產業提供了新的可能，推動各行各業的數字化轉型和升級。
四、具體解決方案示例
以中國移動的5G+邊緣計算解決方案為例：

平臺構建：中國移動通過邊緣計算能力平臺，在靠近物或數據的網絡邊緣側，通過5G專有網絡接入，就近提供邊緣智能的連接與計算服務。
數據采集與處理：邊緣數據采集設備具備豐富的協議適配能力，將采集到的各類多源異構數據進行格式統一和語義解析，并進行數據剔除、壓縮、緩存等操作后傳輸至云端。
智能應用部署：在邊緣側按需部署各類實時分析與反饋控制的智能應用，并提供邊緣應用開發所需的資源調度、運行維護、開發調試等各類功能。
行業應用：在工業、能源、交通等行業實現預測性維護、工藝流程改進、能效分析、生產協同等智慧工廠應用；在智能交通領域實現交通監控、智能信號燈控制、自動駕駛輔助等功能。

綜上所述，5G的邊緣計算網關應用解決方案在多個領域具有廣泛的應用前景和顯著的優勢。隨著技術的不斷發展和完善，相信未來會有多的應用場景和解決方案涌現出來。

圖１
５Ｇ邊緣計算網關系統
基于５Ｇ的邊緣計算，可以充分利用５Ｇ高速度、大容量和低時延的三個特點，實現數據的接入和處理，保證業務的實時性和有效性。
5、基于５Ｇ邊緣計算網關在電網中的應用
5.1業務背景
在電網傳輸中，變電站發揮著一個十分重要的作用———它是一個將電力系統中對電壓和電流進行交換，接收電能及分配電能的場所，它將發電機發出的電能升壓后饋送到高壓電網中。
隨著智能電網的發展，變電站中需要處理的信息越來越多，包括數據信息、視頻、信息等。變電站一般分布在人口相對較少的地區，又由于其情況時刻掌握以保證，所以需要人員實時監控內部各個部分情況。
在現代化的變電站中由于智能機器人等智能巡檢設備的加入，可以不用像以樣需要人力頻繁去現場監控，減少了一定的隱患并且提高了效率。但是智能巡檢機器人或者變電站智能終端傳送到監控的數據量不斷變大，消耗了大量的流量資源。

圖２
面向業務的５Ｇ邊緣計算解決方案
除了內部運維數據，從向用戶傳輸電力時，每天各個時段輸送的電量、不同地區所需電量也屬于大流量數據，導致處理數據加麻煩且任務量大。
5.2面向業務的５Ｇ邊緣計算解決方案
通過利用５Ｇ和邊緣計算的網關設備，能夠在邊緣設備即可將大量的數據存儲并進行初步處理，然后將非常重要的信息，例如有隱患的數據，發送到監控并提出警示信號，使得監管人員能夠發現并采取相應的措施，達到效率速度化。
根據電網的業務需求，可分為：低時延的智能配電、準確負控業務，多連接的低壓抄表、分布接入業務和大帶寬的巡檢機器、應急通信業務；結合５Ｇ邊緣計算的特點，各種類型的業務通過網關匯聚，接入到邊緣計算；根據業務的需要，進一步上傳到控制子站或主站。
面向業務的５Ｇ邊緣計算解決方案如圖２所示。
6安科瑞智能網關產品解決方案
6.1智能網關功能介紹
-- 終端設備與系統平臺間的數據交互橋梁

A:數據采集（支持串口、以太網，只需配置即可兼容支持標準電力規約的各類儀表）
B:數據上傳（支持往上海分類分項能耗平臺、寧夏電力需求側平臺、江蘇電力運維平臺、浙江電力運維平臺上傳數據），具有多平臺上傳能力；
C:邊緣計算（靈活的報警閾值設置、主動上傳報警信息、數據合并計算、斷點續傳、數據加密、4G路由）
D:遠程管理（遠程配置、遠程升級、遠程監視）

6.2 安科瑞智能網關產品介紹
6.2.1 Anet-2E4SM/4G系列導軌式智能網關

ANet-**/4G是安科瑞電氣股份有限公司*的一款帶全網通無線聯網功能的通用型智能 通信管理機，適用于國家公務安科瑞、企事業單位、公共機構、住宅商業樓宇、酒店餐飲商場等領域， 可滿足水、電、氣、油、冷量、熱量等各種形式的用量及能源能耗分項計量數據采集的需求。
該設備可用于以下應用場景：
?電力監控系統 ?電能質量系統 ?物聯網系統 ?電力需求側系統
?建筑能耗系統 ?遠程預付費系統 ?消防防護系統 ?智能建筑系統
技術特點

6.2.2Anet-2E4SM/4G模塊化智能網關

ANet-2E4SM模塊化通信管理機是安科瑞電氣股份有限公司*的一款通用型智能通信管理機，將傳統管理機的接口拆分成可拼裝搭配的模塊，其中主模塊可作為標準智能通信管理機立工作， 整個設備可通過串口、以太網、Lora無線、wifi無線等鏈路采集水表、氣表、電表、微機保護等設備 終端的數據，標配的8路無源干接點可實時采集門禁、水浸、煙感等開關量信息，可通過有線網絡、 WiFi網絡、4G網絡等鏈路上傳告警、實時數據等信息。主模塊搭配從模塊可靈活擴展，增加豐富的 應用場景，同時還可提供邊緣計算等需求。
該設備可用于以下應用場景：
?電力監控系統 ?電能質量系統 ?物聯網系統 ?電力需求側系統
?建筑能耗系統 ?遠程預付費系統 ?三方云平臺 ?泛在電力物聯網
?運維系統平臺 ?能源綜合管理平臺
技術特點

6.2.3AWT100系列簡易型協議轉換模塊

AWT100 數據轉換模塊是安科瑞電氣推出的新型數據轉換 DTU，通訊數據 轉換包括 2G、4G、NB、LoRa、LoRaWAN，GPS,WiFi,CE,DP 等通訊方式，下行接口提供了標準 RS485 數據接口， 可以方便的連接電力儀表、RTU、PLC、工控機等設備，僅需一次性完成初始化配置，就可以完成對 MODBUS 設 備的數據采集；同時 AWT100 系列無線通訊終端采用了功能強大的微處理芯片，配合內置技術，性能穩定。
可應用于行業領域如下：
■無線抄表；
■樓宇自動化與安防；
■機器人控制；
■電力配網監控、電力負荷監控；
■智能照明控制；
■自動化數據采集；
■工業遙控遙測；
■高速公路、鐵路；
■其他電力以及工控行業等
a）4G/NB/2G型號及技術參數

B）Lora/LoraWAN型號及技術參數

C)GPS/WIFI/CE/DP通訊型號及技術參數

D)典型應用方案

AWT100-LoRa無線通信終端典型應用

6.3Anet系列智能網關證書報告

7結語
本文對基于５Ｇ的邊緣計算網關及其在電網中的運用進行討論，結合變電業務介紹了５Ｇ網絡、邊緣計算在變電站中的應用方案。雖然５Ｇ技術還在起步階段，初步部署也是使用非立組網，并不能夠展現其特點（例如低時延），相信隨著５Ｇ及邊緣計算技體系的不斷完善，立組網部署５Ｇ技術逐漸成熟，能夠加準確、方便、快速地處理多的數據信息，達到提升率、降低時延的目的。

審核編輯 黃宇