前言
现阶段，人们对移动宽带数据业务的需求在不断增加，尤其是随着新型工业化的产业方式朝着创新发展的方向转变，平台经济已经是新的产业组织形态和绿色发展的战略任务。目前，在核电工程建设过程中，对5G通信技术进行应用对提升核电工程整体建设水平有积极作用，可以提供新动能，并且可以解决在核电站建设过程中超高带宽、超低时延、超高可靠性以及广覆盖的业务需求。
一、5G通信技术关键技术
（一）MIM0技术
目前，在5G通信技术应用过程中，提高频谱效率的主要手段是对多天线技术进行应用。因此，在5G通信技术建设以及发展过程中，多天线技术的应用范围比较广。5G通信技术中对多天线技术进行应用可以增加MIMO信道通讯数量，使多客户实现在线沟通，同时能够保证通信质量，完成无视通讯环境的工作需求.但是大规模MIMO系统在应用过程中仍然存在一些缺陷，例如在单个系统应用过程中，多天线技术会对系统空间造成挤压以及摧毁，导致系统工作进入瘫痪状态。因此，在大规模MIMO技术应用过程中，研究人员需要对其进行完善和开发，提高系统的整体适用性[1]。
（二）绿色通信技术
近年来，通信产生的能量消耗是当前全球通信技术在研发过程中关注的重点内容，也为通信技术的可持续发展带来了挑战。在原有的4G网络普及过程中，信息传递消耗的能量不断增加，而在5G技术发展过程中，同样要考虑到能源利用这一问题。很多研究人员在对绿色通信技术进行研发时，主要是减少既有系统的能源消耗，实现节能环保目的。但是不同的场景需要有不同的容量选择模式，必须保证模式的科学性与有效性，才能够确保高峰期数据快速传播，同时要减少功率的发射带宽，达到节约能源的目的。
（三）自组织技术
在5G网络通信系统应用过程中，主要是人工运作方式为主，管理人员需要根据移动网络通信系统的实际情况进行监测。在监测中需要耗费的人力、物力资源比较多，导致移动网络通信成本增加。目前，在对移动网络通信系统成本进行分析时，其通信系统的运行成本是整体成本的70%左右，因此，需要对成本进行控制。在网络信息技术快速发展的背景下，无线网络在不断扩展，传统人工运作方式已经无法满足无线网络的动态监测需求。因此，需要发挥系统的自组织作业系统智能运转的优势，实现5G无线通信系统自主配置、自动愈合。在网络规划以及网络部署过程中，5G无线通信系统能够实现自动运行，降低外部环境对系统运行产生的负面影响。5G无线通信系统的内部结构比较复杂，管理难度相对较大，自组织技术可以根据网络需求制定个性化的方案，同时可以测试网络的自组织能力，完成系统查缺补录。在执行方案设计过程中可以不断改进5G无线通信系统的应用效果。
二、核电厂通信网络建设现状与通信业务需求
（一）建设现状分析
我国已经有核电站开展无线网络建设，但是在无线通信网络建设过程中主要目的是实现核电厂的无线语音通信功能。在无线通信技术以及智能技术不断发展的情况下，不同的核电厂都在致力于推进高速无线通信网络建设工作。在实现移动语音通信功能的基础上，挖掘新型智能，可以提升无线通信网络的应用价值[2]。在核电厂通信网络建设过程中，必须确保其能够满足核电厂的智能化发展需求，要利用先进的无线通信技术作为核电厂的新型基础设施，才能够促进核电厂的自动化以及智慧化发展。
而5G技术在应用过程中能够增强移动宽带，并且实现海量机器通信，其具有高可靠性以及低时延性，可以使其在核电厂中实现更多的智能应用需求。第一，增强移动宽带应用。在5G视频应用过程中，核电厂高技能区域和人员无法到达的区域部署无线摄像机，可以完成VR员工培训工作；第二，利用海量机器完成通信。现阶段，一些核电利用远程智能辐射监测系统进行动态监测，可以通过非介入式传感器完成设备运行状态管理工作。第三，超高可靠性以及低延时性。例如在核电厂无线通信网络建设过程中，可以利用机器人开展智能巡检工作，尤其是对一些人力无法到达的高辐射区域，智能巡检可以及时掌握核电站设备存在的异常情况。5G通信技术与核电厂不同技能业务需求具有较强的契合性，通过5G通信技术构建核电厂无线通信网络，可以在极大程度上提高核电厂的智能化建设水平。
（二）核电厂5G通信业务需求
1、移动应用业务
在核电厂开展5G通信网络建设过程中，移动应用类业务需求是其主要业务。移动业务场景主要包括以下内容：第一，构建先进融合通信系统。在这一系统建设过程中，需要以无线通信系统为基础构建富媒体集群调度平台，可以实现语音、短信、图片、视频等通信功能。在先进融合通信系统建设时，可以以核电厂现有的有线通信系统为基础，将其与5G通信网络系统进行有效融合，从而实现点对点通话、多方通话、语音视频会议以及通知发布等各项功能，可以使核电厂实现有效的现场通信、通知、调度以及指挥功能。并且该通信系统支持核应急、消防应急以及核安保等突发事件的指挥调度工作。第二，开展智能巡检工作。巡检人员主要是利用移动终端完成巡检操作，在具体的操作过程中将相关数据录入平台，主要将照片、视频、训练数据等上传到平台，完成巡检情况记录工作。第三，智能维修。在该业务实现过程中，可以通过移动终端完成取票、还票，利用电子化工作包可以完成维修规程以及图纸查询电子化。并且可以通过远程观察指导开展质量以及安全控制工作[3]。第四，智能运行操作需求。在该需求实现过程中，主要是利用运行规程、图纸操作单等数字化数据，保证运行效率和质量。除此之外，可以实现移动办公，主要是将多个业务平台的办公应用环境扩展到生产现场，生产人员可以根据具体的需求完成相关事务办理，对提高生产管理效率有积极帮助。第五，开展在线培训以及远程专家诊断工作。在疑难操作远程指导过程中可以实现专家远程在线支持。维修人员在维修时携带视频设备或者VR眼镜可以全程实时将操作影像回传到平台，并利用语音通话对维修过程中存在的异常情况或者无法判断缺陷时，及时调用视频诊断功能，利用视频诊断会议室与内外部专家共同开展诊断工作，对提高故障和异常情况的检修质量有积极作用。
2、数据采集业务
在数据采集业务实现过程中，5G通信网络可以实现智能配电网、智慧消防、智能辐射防护以及监测视频图像数据采集等工作，还可以实现总线数据无线传输、物联网数据采集等各项功能。第一，开展智能配电网建设。在5G无线通信网络应用过程中，通过智能化中低压开关柜设备监测数据的传输，可以实现一体化配电管理工作，并且可以保证管理工作的安全性以及可靠性，对提升配电系统的综合管理效率，降低管理维护费用有积极作用。在智能配电网数据监测过程中，可以对配电设备的健康状态进行科学分析，从而开展电力系统实时监控，并且可以对核电厂在运行过程中的能耗轨迹进行透明度管理。利用专家大脑平台对电网运行效率进行科学优化。第二，智慧消防业务及网络建设。智慧消防管理平台可以开展消防系统实时监控以及消防检查管理工作，能够在最大程度上消除消防隐患。并且在消防授权培训、消防应急救援、消防队日常管理工作中也能发挥作用[4]。在开展数据采集分类融合计算以及预警研判的过程中，能够提供更加科学的决策。5G通信网络可以实现通信指挥调度功能，主要是以个人移动终端开展管理平台移动办公。第三，智能辐射防护以及监测数据。在一些区域设置监测仪，可以利用5G无线网络完成现场计量率测定，并将测量的数据实时传输到平台，同时开展后台数据管理工作，能够减少人员数据调用和录入等各项工作。通过5G无线网络可以实时上传表面电位监测数据，对当前的监测值、设备运行状态、维护状态等进行全面掌握。第四，获取视频、图像、工业总线数据，并开展无线传输完成物联网数据采集工作。在固定式无线摄像机部署的过程中，可以对重要设备以及关键区域进行连续视频监控，同时可以实现关键敏感区域的出入管理。对一些作业现场临时施工点、事故点和维修过程等进行临时视频监控。在边远区域、危险区域可以完成无人巡检和少人巡检、智能巡检，同时可以对工作人员的具体行为进行监督，保证人员规范正确佩戴装具。在海量物联网数据接入的过程中，还可以完成智能运维以及监控管理、系统基础数据采集和传输网络建设工作，促进核电厂区智能化管理系统的发展与完善。
三、5G通信技术在核电的应用要素
（一）车联网应用
将5G通信技术应用在核电中主要是发挥车联网的应用作用。核电厂区内通勤车的运行数量比较多，会导致电场的运营成本增加，并且会使安全事故风险增加。在厂区环境内传统的班车运营模式不能接入智能化以及大数据管理系统，导致综合工作效率比较低，并且会出现资源浪费问题。而以智能化技术为基础的无人驾驶可以解决核电厂区通行车辆的运行难题。构建核电厂站的车联网场景，以5G通信DNS以及高带宽的技术特征为基础，促进车与车、车与路、车与人、车与服务平台的有效连接，从而实现智能车联网系统建设，为用户提供舒适安全、节能、高效的乘车服务。
（二）智慧核电数字平台
在智慧核电数字平台建设过程中，主要是解决核电站系统组装过程中拆卸工序比较复杂和反应堆组件环节具有不可接近性等各项问题。除此之外，在核电站运行过程中对异常诊断的处理工作难度也比较大。在核电站建设过程中，对在线监测核电设备设计建造等有需求可以构建5G智慧核电数字平台，以5G物理数据模型传感器、更新运行历史等各项数据为基础，发挥传感器数据、制造数据集成融合的优势，还可以利用多模态数据采集技术完成常规岛和核电站厂区数字基座采集以及重建工作，对现实空间进行解析[5]。在编程构建核电站虚拟空间映射时，可以对核电站运行的全生命周期过程进行科学反映，并对核电站在现实环境中的智能化生产运维进行模拟，实现原材料节约、减少无效功效，同时可以对基础故障进行智能化诊断，实现无人化健康管理，对提高核电站的经济性以及安全性有积极意义。
（三）安全管控平台
在核电站运行过程中，对发电系统和安全管理质量产生的影响因素相对较多，再加上核电本身具有放射性并且为密闭空间，核电站机组在大修期间通风照明存在极大问题。通常情况下，常规岛中的管道比较密集，设备也比较集中，开展安全管理过程中难度比较大。智能化平台主要是以5G流量、气体、温度、湿度传感器等为基础，对核电站信息进行全面收集，并根据北斗高精度定位监测对核电站资产空间位置进行全面分析，收集实时监控数据和异动警告，从而实现核电站安全管理和故障诊断工作。搭建智能化的核电站安全管控平台，能够在极大程度上提高核电站的核安保水平，对推进核岛和常规岛现场安全监管工作有重要意义。
四、结语
总而言之，对核电厂无线通信业务场景需求进行深入分析，可以掌握5G通信技术在核电建设过程中的应用要素。在核电厂无线通信网络业务建设过程中，需要实现移动应用类业务建设，通过不同的软件开发，确保移动应用业务需求能够有效实现。除此之外，需要开展有效的数据采集工作，这是5G通信网络系统建设的重要环节，可以为5G通信系统的建设提供准确的数据参考。这些业务除了具备无线通信网络功能之外，还可以利用其他系统完成无线通信传输功能。利用工业无线通信网关可以促进有线通信朝着无线通信转变。在核电厂建设过程中，还需要加强安全管控平台以及智慧平台建设工作，可以对核电站在运行过程中的各项信息进行全面检测，进一步保证核电站的运行安全。在新技术应用过程中，需要利用大量的试验验证，才能够确保系统的安全性以及可靠性。在后期核电厂建设过程中，5G无线通信系统需要在满足核电厂业务需求的同时，紧跟核电厂建设的发展需求，利用5G通信网络的技术特点开展核电厂通信网络规划与设计工作。
参考文献：
[1]许丹,汪伟,李磊,等.5G通信技术在核电站环境监测领域的应用探讨[J].自动化仪表,2020,42(S01):5.
[2]代明,何晓明,于良,等.5G移动通信技术在物联网中的应用探索[J].科学与信息化,2019(14):2.
[3]侯玉儒,陈萌,王婷婷.5G移动通信技术应用及其发展前景探索[J].数字技术与应用,2017(6):2.
[4]吴银伟,郭璇.5G在核电行业的业务场景研究[J].邮电设计技术,2020(7):3.
[5]杨利彪.核电厂无线通信网络技术选择[J].电气应用,2020,40(11):7.
