NB-IoT在交通基礎(chǔ)設(shè)施安全監(jiān)測中的應(yīng)用探析

一、低功耗廣域網(wǎng)（Low Power Wide Area Network，LPWAN）初認識

1、超低功耗

設(shè)備與網(wǎng)路進行通信連接時，由于傳輸數(shù)量少、頻次低、平時設(shè)備處于睡眠狀態(tài)等，對設(shè)備電池電量消耗低，確保電池可以持續(xù)供電10年以上，滿足長期免維護需要。比如城市智能水表，一般只有在月底進行遠程抄表時才喚醒，其一次傳輸?shù)臄?shù)據(jù)只有數(shù)KB，具有數(shù)據(jù)小、頻次低的特征。

2、廣覆蓋深覆蓋

對網(wǎng)絡(luò)的要求，單基站的連接覆蓋范圍可以達到十幾公里，通過增強覆蓋，在惡劣環(huán)境下可以實現(xiàn)較好的信號穿透，信號可以實現(xiàn)上天入地，基本可以消滅信號覆蓋盲區(qū)的問題。

3、超大連接能力

單個基站的設(shè)備連接能力達到數(shù)萬甚至十萬個，相比于傳統(tǒng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)，連接能力得到大幅提升，可以有效支撐萬物互聯(lián)的需求。

4、低成本低帶寬

一方面是終端設(shè)備芯片的簡化設(shè)計，使內(nèi)置基于LPWAN標準通信模塊的設(shè)備整體成本降低，另一方面是數(shù)據(jù)傳輸?shù)牧可佟㈩l次低帶來的應(yīng)用方支付給網(wǎng)絡(luò)運營商的流量費（連接費）用低，如中國電信推出的全球首個NB-IoT套餐8年的連接費用才僅僅105元，年均10幾元的設(shè)備連接費僅相當于現(xiàn)在動輒每年數(shù)百元的4G流量費的零頭。

應(yīng)該說低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)（LPWAN）使“萬物互聯(lián)”的愿景成為可能。

二、聚焦窄帶物聯(lián)網(wǎng)（NB-IoT）

在諸多LPWAN技術(shù)標準中，NB-IoT在我國能夠脫穎而出，甚至一馬當先，主要基于以下的原因。

1、國家政策的大力支持

2017年6月16日，工信部下發(fā)《全面推進移動物聯(lián)網(wǎng)（NB-IoT）建設(shè)發(fā)展的通知》，明確以14條舉措全面推進NB-IoT建設(shè)發(fā)展，到2020年建設(shè)150萬NB-IoT基站、發(fā)展超過6億的NB-IoT連接總數(shù)。通知明確建設(shè)廣覆蓋、大連接、低功耗移動物聯(lián)網(wǎng)（NB-IoT）基礎(chǔ)設(shè)施、發(fā)展基于NB-IoT技術(shù)的應(yīng)用，有助于推進網(wǎng)絡(luò)強國和制造強國建設(shè)、促進“大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新”和“互聯(lián)網(wǎng)+”發(fā)展。這說明NB-IoT已經(jīng)上升為國家戰(zhàn)略布局層面，必將引領(lǐng)NB-IoT產(chǎn)業(yè)進入全面發(fā)展的快車道。

2、三大運營商的積極布局

首先，中國電信已經(jīng)完成NB-IoT網(wǎng)絡(luò)部署，全網(wǎng)31萬個基站實現(xiàn)同步升級，建成了全球最大的NB-IoT網(wǎng)絡(luò)。同時，在落地方面，中國電信經(jīng)過對NB-IoT網(wǎng)絡(luò)和物聯(lián)網(wǎng)平臺的聯(lián)動優(yōu)化，大大提高了智慧城市中水、電、氣等抄表的上報成功率，降低了上報過程中的低時延等問題。

其次，中國聯(lián)通在去年第三季度完成了NB-IoT核心網(wǎng)建設(shè)。到今年5月，NB-IoT基站規(guī)模超過30萬個，基本可以做到全國覆蓋，這是繼中國電信之后第二張覆蓋全國的NB-IoT網(wǎng)絡(luò)。去年6月，中國聯(lián)通發(fā)布了物聯(lián)網(wǎng)新一代連接管理平臺，目前該平臺已經(jīng)超過了8000萬的連接、近兩萬的行業(yè)客戶，其中每月新增連接數(shù)在300-400萬左右，已經(jīng)成為全球最大的單一連接管理平臺，預計到今年底，中國聯(lián)通物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)將突破1.3億個。

3、產(chǎn)業(yè)界的傾情投入

一年多來，根據(jù)中國信通院2018年4月發(fā)布的《NB-IoT行業(yè)發(fā)展研究報告》顯示，NB-IoT在智能家居、智慧農(nóng)業(yè)、智慧城市中的智能路燈、停車場、公交站臺、水表、燃氣表、水務(wù)檢測、氣體監(jiān)控、消防等領(lǐng)域都開展了廣泛的商用或試點，呈現(xiàn)出了良好的發(fā)展勢頭。

三、交通基礎(chǔ)設(shè)施安全監(jiān)測的需求

交通運輸部2017年交通運輸行業(yè)發(fā)展統(tǒng)計公報顯示，截至2017年末，全國鐵路營業(yè)里程達到12.7萬公里，全國公路總里程477.35萬公里；年末全國四級及以上等級公路里程433.86萬公里，二級及以上等級公路里程62.22萬公里，高速公路里程13.65萬公里。年末國道35.84萬公里，省道33.38萬公里。農(nóng)村公路里程400.93萬公里，其中縣道55.07萬公里，鄉(xiāng)道115.77萬公里，村道230.08萬公里。年末全國公路橋梁83.25萬座、5225.62萬米，其中特大橋梁4646座、826.72萬米，大橋91777座、2424.37萬米。全國公路隧道16229處、1528.51萬米，其中特長隧道902處、401.32萬米，長隧道3841處、659.93萬米。

四、NB-IoT在交通基礎(chǔ)設(shè)施安全監(jiān)測的應(yīng)用設(shè)想

在2017年通信展上，進行了NB-IoT應(yīng)用于山體滑坡監(jiān)測及預警演示，一旦遇到地質(zhì)災害，多個內(nèi)置NB-IoT通信模塊的傳感器監(jiān)測山體異常情況，實現(xiàn)觸發(fā)數(shù)據(jù)上傳，通過小區(qū)廣播實時對災區(qū)附近用戶進行信息預警，并遠程告知政府、氣象、公安等行業(yè)主管部門。關(guān)于NB-IoT+北斗對山體狀態(tài)進行監(jiān)測的相關(guān)應(yīng)用的可行性也在業(yè)界進行了探討。