5G互联转运系统研发及应用实践

5G互联转运系统研发及应用实践

莫异强,王羽，李振兴，蓝天，刘霄，林海

中国移动通信集团设计院有限公司广西分公司   广西  南宁市  530001

摘要：5G时代的到来标志着信息技术发展已经迈入了新的阶段，5G无线网络技术也让通讯领域获得了长足的进步。5G无线通信技术作为新一代通信技术，具有高速、低延时和大容量等特点，为智慧城市交通管理带来了巨大的机遇和挑战。利用5G网络对原有重症救护车进行改造,在救护车内装载5G脉搏一号,基于用户面功能锚点（UPF）对5G网络进行弹性切片,实现与转运系统的稳定高效互联。基于此，本文主要对5G互联转运系统研发及应用实践进行分析，仅供参考。

关键词：5G；互联；转运系统

引言

随着全球城市化进程的不断加速，智慧城市建设已成为解决城市管理和发展难题的重要途径。在智慧城市中，交通管理作为一个关键领域，对城市的运行效率、资源利用和居民生活质量起着至关重要的作用。对5G互联重症救护车进行改造可能改变这一现状,5G技术采用云基础架构、边缘智能服务、虚拟网络内核等技术,可以实现人与物、物与物的快速互联,使网络、终端、无线进一步整合。基于5G技术对重症救护车进行改造,可以提高急诊救治的及时性、转诊的安全性,以及急危重症患者转运过程中的安全性,做到“上车即入院”,创新院前急救和院外转运医疗服务模式。

1 5G技术概述

5G是面向我国未来移动通信需求而开发研制出的新一代移动通信系统，结合移动通信系统的发展演变规律，5G具有超高的频谱利用率和能效，在数据传输效率、资源利用率以及反应速度等方面所表现出来的优异性能，相较于4G移动通信系统来讲，提升不止一个量级，尤其是在数据传输延时、网络系统安全性能以及用户使用体验方面，提升更为显著。5G移动通信技术将会与其他无线技术之间进行深度的融合，共同构建起全新一代的无线通信网络，从而满足我国社会未来10年互联网流量提高1000倍的发展需求，在此基础之上，5G移动通信系统的应用也将遍布于各个领域之内，而其对大量传感器和M2M设备的通讯支撑能力也将成为5G技术发展的一个重要方向。

2 5G通信技术在医疗救援中的应用优势

2.1 5G通信技术

5G通信技术是第五代移动通信技术的简称，相较4G通信系统，5G通信系统在各方面均实现了显著的突破。第一，5G通信技术最高可实现10Gb/s的传输速率，比4G传输速度快100倍，数据传输能力更加强大。第二，5G技术能够实现全范围网络信号覆盖，如停车场、深山等传统通信信号易被阻隔的地区也能使用网络。第三，5G网络的网络延迟仅1ms，4G网络的网络延迟则为30～70ms，这一低延时特点大幅缩短了网络响应时间，促进了远程医疗、无人驾驶等领域的发展，确保智能系统可在第一时间接收、传输各类指令。第四，5G通信系统的能源消耗更低，可支持大规模物联网运转，实现万物互联，将各类终端、传感器连入网络，可实现智能化实时管控，提高用户体验，高质量满足用户需求。

2.2 5G通信技术在医疗救援中的应用优势

首先，将5G通信技术应用于医疗救援，能够显著提升医疗数据传输效率和医疗服务水平，也有利于控制网络建设成本。其次，医疗救援需要使用众多传感和视频监控设备，5G通信技术在其中的应用可充分发挥网络密集性优势，通过增加基站外天线数量，提高通信系统灵活性和容量。5G天线技术可实现对空覆盖，适应医疗救援无人机使用要求，保障实时救援工作顺利开展。最后，5G通信技术可实现高频传输，扩大网络覆盖范围，降低网络间的干扰，有利于构建满足医疗需求的局域网络，同时也可基于此革新医疗设备，缩小医疗设备体积，降低能耗，保障医疗救援。

3 5G互联转运系统研发及应用实践

3.1 5G互联重症救护车功能

5G医疗急救系统包括多功能除颤仪、便携呼吸器、全数多路心电监护仪和注射泵等急救医疗设备,可以监测患者的基本生命体征,包括心电监护、指尖血氧饱和度、脉搏频率、心率、呼吸频率等指标,除颤仪可以为心搏骤停患者除颤；系统可将生命体征仪中的画面转换为实时串流协议视频流（RTSP）,然后利用5G通信技术回传到急诊指挥室的智慧急危重症转运平台。针对专家远程会诊系统,车内配备全景摄像头、耳机、麦克风等相应的通信软件,在5G高带宽、低延时的技术支持下,实现救护车-急诊指挥舱-专家办公室的高清视频和高质量音频的信息互动。

3.2 5G实时显示系统

急诊指挥舱的医师可通过实时显示系统实时查看救护车内患者以及护理人员的情况,初步判断危重症患者病情,指导车内护士对患者进行救治。尤其某些病症异常严重的患者,护理人员配合主治医师的指导才能达到更好的救治效果。5G技术有高带宽低延时的特点,比传统4G网络更加稳定快速,并且画面回传的延迟更低,可以在极短的时间内响应车内与急诊指挥舱的互动。

3.3派车信息系统

急诊指挥总部对每辆救护车的出车情况进行登记存档,增设派车信息系统,在智慧急危重症转运平台上共有7个字段,分别是救护车车牌号、患者信息、患者主诉、随车医生、现场诊断、现场地址、送达目的地,便于急诊主治医师更好地了解患者情况,同时可以随车登记患者信息以及车辆的出车信息。

3.4百度地图实时位置回传系统

百度地图实时位置回传系统可以记录每辆救护车的实时位置以及车辆状态、预估距离、预估到达时间等,平台可显示每辆5G互联重症救护车的出车时间、到达现场时间、离开现场时间、到达医院时间。实时观测救护车的位置有助于急诊医生根据距离判断预估到达急诊的时间,同时可以更精准地判断需要在车上进行的操作。

3.5专家协同救治指挥平台

借助人工智能技术,传递、展示多种来源的数据,分别做成派车信息,可以清楚看到每辆救护车的出车情况。百度地图预估车辆到达时间,显示救护车的实时轨迹,方便医生了解实时情况。车内360°全景视频,院内专家能实时对抢救过程进行远程指导,达到专家协同救治的效果,5G互联重症转运平台专家协同救治。患者基本生命体征视频、患者实时心电图画面等基本情况可在大屏幕上清晰展示。

3.6键技术实现

针对5G互联重症救护车院外医疗业务与应用服务场景,需要为医院院外的终端或医护人员提供动态链接服务,为重症救护车提供广域动态的移动医疗业务。在医院5G院内医疗专网设计方案的基础上,院外5G动态医疗专网增加了位于医院外的、非固定医疗服务场所的重症救护车5G终端访问方案,以5G医疗动态弹性专网方式提供实时的服务水平协议（SLA）保障的连接能力,在高速移动情况下,SLA速率也可以保障连续且稳定。5GCPE医疗终端使用签约的医院5G医疗专网专属的用户识别卡（SIM）,接入5G核心网并配置专属切片。数据导入锚点UPF进行卸载,卸载后的医疗数据通过UPF与医疗边缘云之间的专线接入院内5G医疗边缘云,车内配置高清视频编码器（TC-310VVGA）,可以通过5G网络对采集和编码设备参数进行充分设置,将患者基本生命体征的实时视频回传,从而实现院外5GCPE医疗终端访问远程医疗应用。

结束语

本研究设计的5G互联重症转运系统提升了急救效率,应用效果良好,实现了“将医院搬进救护车”的愿景。传统重症急救转运过程只能在救护车内做到基础的急救,而5G互联重症转运系统实现了患者“上车即入院”,原来很多必须在医院诊室才能进行的操作,现在可以在患者上车的第一时间同步准备,到达医院后开启绿色通道无缝衔接救治,节省了大量时间,保障了患者的生命安全。

参考文献

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[5]何铭欣.5G移动通信传输网络建设策略分析[J].通讯世界，2020（05）.

作者简介：莫异强（1983-）男，汉族，广西南宁人，本科，中级工程师，主要从事移动通信无线网络咨询设计工作。