5G技术在社区养老中的应用场景创新

5G技术在社区养老中的应用场景创新

2018年以来，备受世人瞩目的第五代移动通信技术（以下简称为“5G”或“5G技术”）应用落地进程持续加快。2018年12月10日，工业和信息化部向三大移动通信运营商颁发了5G系统中部分频段的官方使用授权。这也标志着我国5G产业将进入快速发展期。2019年，随着配套基础设施和上下游产业链的完善，5G将深度介入社会生产成为物联网时代的核心技术支撑。不仅如此，5G技术还将与其他社会生活领域深度融合，带来全新的技术应用场景，深刻改变人们的生活方式。一5G技术特点5G（ThefifthGeneration）即第五代移动通信技术，通信工程界和研究界一般将其称为“5G技术”，实质是一种通用型行业规范标准。在分析5G技术特点之前，我们有必要对5G之前已有的四代移动通信技术发展历程进行梳理，这样有助于更好地理解5G技术的发展逻辑和技术特点。（一）前四代移动通信技术的发展和技术特点移动通信技术起步于20世纪40年代，二战中的相关军事应用使得这些技术的重要性逐步为人们所认识。二战结束后，科研技术人员开展了移动通信技术的基础性研究与测试，并在有限幅度的短波频段上进行了一些通信实验。随着微电子技术发展和元器件工业生产成本的降低，一些具有有限终端容量和双程联系的通信系统问世，这些系统在警方的移动通信中实现了应用，具备了现代移动通信系统的雏形。但这些系统的信号抗干扰性差，信噪比较低，通信宽度冗余度有限，并网使用的用户数量规模受到了很大的限制。到了20世纪70年代，贝尔实验室的科研人员设计并发展了蜂窝通信技术（CellularMobileCommunication），该技术利用具有蜂窝拓扑连接结构的无线网，使得各个终端设备和网络基础服务设备之间通过无线电构成一个实用性网络，从而达到终端用户在网络活动中通信的目的，从此移动通信才摆脱简单的“单程点对点”式传播结构，而转向了“双程多对多”式的传播结构，移动通信技术进入了快速发展的阶段。在40多年的发展中，移动通信技术形成了四个阶段，具体阶段的技术特点、应用场景和代表性终端如表1所示。表1前四代通信技术的特点序号阶段技术特点应用场景代表性终端11G频分多址技术（FDMA）音频模拟化传输，安全性和通信仿真质量有限“大哥大”22GGSM技术，码分多址技术（CDMA）语音和低速率的数据通信，保密性和通信质量也有所提升。移动电话33GIMT-2000技术，时分多址技术（TDMA）较高传输速率、较高使用效率、拟真质量高、成本低廉和安全性较好等智能手机44G正交频分多址技术（OFDMA）实现了第三代移动通信网络标准与局域网的融合，支持各种类型移动多媒体业务。平板电脑、无人机等资料来源：作者自行整理。|Excel下载表1前四代通信技术的特点从表1可以看出，每一次通信技术的迭代演进都加速了信息传输效率，推动了应用场景的广化与深化，促进了应用终端的升级。信息传输内容也从简单的模拟信号发展到大数据量的数值信号，传输内容的形式也不断地丰富完善。（二）5G技术特点和应用场景在5G技术支持下，不同移动终端形成了一个具有大规模多样式终端兼容的融合网络系统，具有里程碑式的意义。从总体上来看，5G技术有以下几个方面的特点。第一，高速率。与以前四代技术不同的是，5G技术利用的是高频段，其传输速率高、传输效果好。[1]据相关研究表明，采用4G技术的移动网络带宽为100Mbps（兆比特每秒），而采用5G技术的移动网络带宽提高了近百倍，达到10Gbps（千兆比特每秒）（见表2）。在5G的速率下，传输一个容量为1G的电子文件只需要两秒左右的时间。这种高速率带来了一系列性能优点：通信时延缩短、连接规模提高、移动性大幅改善。表24G技术和5G技术高速率特性的对比速率时延连接规模移动性4G技术100Mbps30～50毫秒10000350KM/h5G技术10Gbps1毫秒左右1000000500KM/h资料来源：作者自行收集整理。|Excel下载表24G技术和5G技术高速率特性的对比第二，物联性。如上所述，5G技术可以支持大规模的接入，具有较短的响应时延和大数据量的传输速度，这些都为物联网的实现奠定了基础，大大扩展了终端种类和数量。4G时代的终端主要是手机或者移动终端（PAD、电脑等），而5G技术的应用可以使得未来接入移动通信网络中的终端不仅是我们今天的手机或移动终端，还会有更多种类的产品。人们日常生活中的每一个设备和装置可以通过5G技术接入一个智能化网络，如衣服、鞋子、空调、冰箱、洗衣机等，为更好的生活体验提供数据与服务；生产生活工具、器具与设备可以通过5G接入一个宏观网络，如办公椅、汽车、机床、模具等，为更高效地生产提供信息与支撑，社会生产和生活将逐步进入“万物连接、万物智能”的时代。第三，安全性。为了应对多种应用场景和满足多样的业务需求，5G在设计之初就对体系安全提出了要求。5G在整体安全架构稳定的基础上，灵活地调整具体终端的接入认证原则和数据传输原则，可以有针对性地去满足不同用户对象所要进行应用的安全需求，还提供网络接入安全性确认模块。需要注意到，5G技术在安全性和操作流畅性之间进行了较为稳妥的平衡，有效降低了安全管理的成本。因此，在5G技术的实际应用中，具体产品供应商可以根据不同的业务类型来建立相应数据安全准则和用户信任模型。5G可以为了满足用户的不同需求来提供更加灵活的认证管理模式，在数据安全、隐私保护以及防止恶意网络攻击上具有得天独厚的优势。除以上三点之外，5G技术还具有低能耗、网络虚拟切片、网络分发和边缘计算等应用型特点，可以预见5G技术将实现通信技术的新突破，形成万物高速、高效、高安全性连接的全新应用格局。5G的应用场景将是革命性的。由于传输速率极大，电脑直接通过网络和云端联系，不再需要本地运算存储设备；家用电器将与云端后台相连并接受智能控制，车联网控制宏观交通流量，自动驾驶逐步取代有人驾驶，等等。二5G技术在社区养老中的应用场景创新国家统计局的相关数据显示：2018年末全国60岁以上人口数达24949万人，占总人口数的17.9%；65岁以上人口数达16658万人，占总人口数的11.9%。[2]中国已经步入深度老年化社会，我国养老需求大幅增加，而养老资源供给不足，难以满足人民群众对养老日益增长的需求。2017年4月，《国务院关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》明确提出“促进智慧健康养老产业发展”的目标任务。这意味着利用互联网技术推动养老事业发展，提升养老事业的运行效率已经上升到了国家战略层面，成为养老行业未来发展的方向和战略选择。作为养老模式重要组成部分的社区养老事业，应充分把握5G技术落地这一时代机遇，积极实施5G网络嵌入战略，使用适应5G技术的终端，构建社区养老设备物联网架构，采用大数据、云计算、人工智能技术开展精准识别，并利用可穿戴设备等新一代信息技术产品提供具体服务，有效实现个人、家庭、社区、医疗机构与健康养老资源的有效合力，推进社区养老效率提升，推动社区养老服务智慧化升级。结合我国经济社会发展水平和养老事业发展所处的阶段，5G技术在社区养老中的应用场景创新主要体现在以下几个方面。[3]（一）收集数据，动态健康管理，满足老年人的医疗需求医疗需求是社区养老的首要需求。当前阶段，社区养老事业中医疗信息化建设水平还有待提高，硬件软件水平跟不上日益增长的用户需求。一些老人罹患急性疾病或面临突发状况，但是缺乏有效安全的健康监控硬件，相关配套软件也没有搭建起来，社区无法第一时间获知他们的状况，难以及时给予他们专业的医疗护理，社区也难以有针对性地给予他们基本的健康护理。5G的数据高传输率和终端兼容性使得以往相互独立的老年人医疗保健设备（如血压计、血糖仪、呼吸监测仪和一些医疗型可穿戴设备等）融合在一个网络架构下，实现数据的互联互通，与后台预警监测管理系统相结合，持续地收集老年人的身体运行和健康体征数据，并有针对性地提供诊断与预警信息。在主体授权的条件下，这些数据内容与社区养老机构对接，实现健康数据组网。社区养老机构通过5G网络搭建起来的数据平台可以准确掌握社区老年人的实时健康情况和突发信息情况，针对个别个体的突发情况还可以第一时间制定应急方案，快速开展专业施救措施。对于社区日常健康护理需求，5G网络收集起来的社区老年人大数据可以成为社区健康数据库的基础材料，利用这些数据并使用特定的疾病诊断软件和平台，可以有针对性地开展疾病预防管理，实现线下健康数据监测与线上实时身体允许数据的耦合。利用这些数据还可以建设统一的养老医疗服务平台，开展老年人医疗需求评估和养老医疗服务项目登记，大大提升社区养老的医疗资源利用水平和医疗服务效率（如图1所示）。图15G技术在社区养老医疗中的应用场景示意在这样的创新应用场景下，针对社区养老实际需求而设计的5G老年人手机，低延时、低能耗、快传输的可穿戴设备和智能组网的急救呼叫设备具有广阔的市场前景，产品成长潜力巨大。这些硬件产品能够充分利用5G技术的特点，有效发挥自身功用并嵌入社区养老服务网络。当然这些产品在保证功能实现的同时，需要控制生产成本、操作体验和交互难度，以便于贴近老年人的认知水平和操作能力，从而使其获得更大的市场竞争力。（二）整合资源，促成服务交互，贴近老年人的起居需求社区生活中老年人的日常起居需求种类多，具体包括日常保洁、物业服务、康复辅助、卧床看护、家务小时工等，总体上需求量较大。由于行业壁垒和数据信息不畅通，这些服务没有形成合力，各自领域的业务数据成为一个个“信息孤岛”，不同机构和部门“分散作战”，降低了社区养老服务效率，拉低了社区养老服务体验效果。针对这些情况，具有前沿视角的社区养老服务企业、机构和企业应充分利用5G技术，整合相关资源，实现服务交互，理顺社区养老家政服务产业链。这主要通过以下几个途径实现。第一，社区养老机构和企业可以利用5G网络的高速性，实现不同种类业务数据互联互通、互享互传，全面加强社区养老起居服务数据收集和整理，动态了解与掌握社区老年人的家政种类、需求和时间空间分布。在此基础上，利用信息技术提高家政服务的规模效益，扩展范围经济效应，挖掘社区内已有养老服务资源潜力。第二，社区养老机构和企业可以利用5G网络的终端兼容性与安全性，利用大数据和人工智能模型，精准识别社区老年人的差异化日常生活需求，有针对性地开展物业家政、膳食辅助、日间照料、夜间陪护等服务项目，建立日常综合服务体系，推进社区家政服务智能化水平，提升社区老年人的满足感和舒适度。第三，社区养老机构和企业可以利用5G网络的扩展融合性，在互惠互利、合作共赢的指导理念下，加快与零售业、餐饮住宿业等其他居民生活服务业的融合发展。社区养老机构还可以借助旅游业、健康服务、心理咨询等行业快速发展的有利时机，加强与这些行业的融合发展。融合发展，可扩展社区养老服务的种类，实现服务创新。需要指出的是，尽管5G技术具有较高的安全性，但是这种安全性只是建立在技术层面上的，整个信息体系的安全性还是需要一整套制度设计来完成的。通过5G技术整合社区养老资源与实现服务交互的同时要高度重视数据安全性和用户隐私保护：要求数据在收集、整理、存储和应用中要合理控制泄露风险，提高数据防护安全性；还要机构和企业制定相关规则，明确自身数据收集的权限与义务，清晰保证数据的用途与使用目的，而且所有数据使用流程和方式需要得到被收集者的授权；对于侵害被收集者权益的行为，还要做出明确的赔偿和追究界定，防止这些隐私数据为不法组织和个人所利用。（三）精准投送，丰富文娱活动，适应老年人的精神需求与物质生活一样，精神文化生活是社区养老中的一个重要方面。精神文化产品供给的质量和数量将大大影响社区老年人的生活质量，也是社区养老建设的重点领域。从当前情况来看，社区精神文化产品有限，文娱活动数量不多，质量有待于提高，种类有待于丰富。这方面的原因主要有两点：一是相关产品供给不够，缺乏有质量的老年人文娱产品；二是相关技术服务不到位，难以实现优质资源的精准推送。前者还需要政府和社会加大产品供给力度，后者就需要在社区养老中通过技术升级和技术创新来完成。第一，在今后社区养老建设进程中，应该充分发挥5G技术文娱功能。配合手机、IP电视、平板电脑等终端，通过大数据分析技术，精细识别用户需要，精准推送具有地方特色和地域特点的老年人精神文化产品，扩展种类，丰富数量。有条件的社区可以建立社区用户共享的文娱数据库，大幅推送戏曲、相声、书画、民俗、广场舞、评书、街头曲艺等多种文娱产品。建立推送反馈平台机制，及时了解推送效果、满意度和用户需求，更好地改进文娱产品供给水平。第二，5G技术还可以打破空间与时间限制，老年大学、文化讲座、书法班、绘画班、舞蹈班、说唱团等精神文化活动可以通过5G网络进行传播。社区老年人可以做到足不出户就可以参与这些活动，不再受各种外界因素的影响，也不再受特定时间的限制，可以无缝参与各种精神文化活动。同时，鼓励线上传播和线下活动相结合，让虚拟的精神文化活动有现实支撑和依靠，为广大老年人可以追寻晚年梦想、实现自我提供一种独特的体验和表达。第三，推进老年公共文化服务5G化。积极提升老年公共文化设施的多媒体融合水平，鼓励社会各级各类博物馆、影剧院、美术馆、文化馆、科技馆、纪念馆、公共图书馆的相关活动在网上向老年人开放，利用5G直播实现“现场参与”、利用视频互动实现“跨区讲座”、利用AR、VR技术实现“虚拟参观”和“虚拟访问”。这些公共文化服务机构还要增加面向社区老年人的特色文化服务项目，积极吸取他们的反馈和建议，推进老年人公共文化服务参与能力建设，提高老年人参与公共文化服务建设的活跃度。（四）便捷沟通，降低交流难度，促进老年人的继续社会化相关研究表明，老年人需要积极适应社会的发展与环境的变迁，积极调整心态，用新的眼光观察事物，从而实现继续社会化。在社区养老中，相关机构及时开展老年人的继续社会化措施，使之逐步与新的生活方式相适应，能够有效降低老年人的心理压力，排遣老年人情绪上的不满与精神上的负担，降低疾病猝发风险，具有重要的意义。随着信息社会发展进程的加快，互联网无疑是当前老年人继续社会化的主要途径，5G网络更是社区老年人继续社会化的重要媒介。设计好相关5G产品与服务，促进老年人的继续社会化主要可以通过设计开发适应老年人交流沟通的硬件产品与软件服务展开。开发适应社区养老的智能老年人终端，建立全新产品架构（参见图2）。通过5G网络关联形成一个以老年人终端为中心的，包含政府、医院、社区和养老机构的综合网络。通过发挥各方力量，重新构造社区老人的日常护理系统，同时要建立保障管理机制，实现相关资源共享公用，及时高效满足老年用户的日常养老需求。图2适应社区养老的智能老年人终端产品架构已有社交通信App应用和软件具有较强的沟通功能，但这些产品设计时主要针对接受意愿和学习能力较强的青年群体展开，其产品逻辑和操作流程对于老年人并不友好，加大了老年人的学习难度，增加了老年人的交流难度。因此，需要设计开发适应5G技术特点的老年人社交沟通的App应用和软件。其具有较强的交流沟通功能，简化的操作流程和有针对性的产品逻辑，可以让老年人速学易会。由于这些产品主要针对老年人的社交沟通，对隐私性和安全性有较高的要求，而且这种要求不能影响产品使用体验和交流效果。这就要求相关厂商和机构要深入了解老年人对产品的需求，完善功能和产品架构，不断优化产品设计。三推进应用场景创新中存在的困难5G技术在社区养老中有广阔的应用前景和明晰的创新点，但是也面临一些实际困难与问题，主要集中在以下几个方面。（一）基础设施优化配套问题由于5G技术运行的无线频段更高，现有80%通信基站的设备设置和连接能力还难以满足实用化要求，需要大规模搭建5G网络，对已有的通信基站还需要进行大幅度改建。不仅如此，5G频段较高，还带来了一个基站服务范围的问题，要实现5G技术设计功能，其基站分布就要呈现高密度分布状态。以上两个原因带来的电力系统保障要求、控制程序优化需求和检修流程变更等任务急剧增加。因此，5G技术的实用还面临一个现实的基础设施优化配套的问题，在短时期内实现5G落地应用的任务总量非常重，成本也是较为高昂的。（二）终端产品应用还不成熟从当前情况来看，适应5G技术的终端产品成本还难以下降，主要是核心芯片和通信模块成本还一直处于高位，设备能耗较大，持续工作能力有限。在短期内，市场需求量有限，难以增加产品的规模效应，价格较高。尽管各大通信产品制造商，如华为、诺基亚、爱立信等都在大幅度开发5G相关终端，但大部分产品依旧停留在概念展示与实验阶段，距离实用化还很远。因此，5G终端产品与大规模商业应用存在很大的距离，而且在短期内难以解决这个问题。（三）5G介入社区养老的盈利模式还不明确首先，老年群体接受新事物的能力有限，使用移动终端改变生活状态的意愿不大。社区养老的对象老年群体如果没有真正形成5G网络产品的习惯的话，无论采用何种推广模式和服务模式都难以明确盈利模式。而社区养老机构和企业需要承担高额的运营成本，一旦用户规模难以达到理想的状态，缺乏扩容增收效果，便很难维持。其次，线上线下服务内容存在差异。在社区养老服务中，一旦线上服务内容出现偏差与错误，老年人会根据生活习惯接受线下服务，不再使用线上服务，难以形成产品黏性，更难以形成高频次使用习惯。（四）5G介入社区养老的前期投入较大一方面，整个养老产业投入就要上规模的投资，而且这种投资的回报周期长，回报利润较低，这给投资方带来了较高的时间成本和运行压力；另一方面，5G嵌入社区养老进程的前期硬件成本较高，相关软件和体系设计较为复杂，调试运行难度也较高，同时可商用的客户终端的成本也难以在短期内大幅度下降。这些因素使得5G介入社区养老的前期投入较高，阻碍了社会资本的进入，对于推进5G技术在社区养老中的功能快速发挥产生了不利的影响。（五）缺乏可执行的行业标准和政策体系目前，我国社区养老事业还处在起步阶段，利用5G技术开展社区养老应用创新还有很多地方需要进一步摸索，5G嵌入社区服务的相关行业标准、规范和政策体系建设更是一片空白。5G技术在社区养老事业中的应用需要一整套行业标准和政策体系，明确规定5G技术应用条件下信息互联、互通、互助、互补原则，对5G嵌入式社区养老的质量管理、风险预防、评估评价、信息共享、信息安全、基本架构、操作流程、认定标准等制定共同认可、可遵守、可执行的标准与规范体制，为5G技术应用提供制度保障。四对策性建议与结语针对以上所述问题与困境，本文提出以下对策性建议。首先，充分利用政府资金和市场资源加大5G基础设施配套力度。政府要意识到网络基础设施改造与新建的经济拉动作用，不能单单计算“维修建设账”，应大幅度加大已有基站改造力度，增加5G新基站，使得5G基站建设在政府的支持下有序化展开。先在城中心和经济发达地区推进建设进程，利用