【世界机器人大会·应用案例】新岸线集团公司机器人场景
一、 公司简介
新岸线集团公司创建于 2004 年，公司总部位于北京，在广州、 上海、深圳设有分公司，是一家主要业务为无线通信系统和 IC 芯片 设计等核心关键技术研发的高科技民营企业。公司有完善的企业管理 制度，公司核心技术团队 80%以上为硕士及以上学历。新岸线集团公 司目前拥有全球领先的超高速无线通信系统（EUHT, Enhanced Ultra High Throughput，增强型超高吞吐）技术，全面掌握 EUHT 核心标准、 专利和关键芯片。从 2016 年起，基于 EUHT 技术的产品就开始大规模 商业应用部署，涉及高速铁路、城市轨道交通、工业互联、车联网、 无线宽带等多个领域。
二、 EUHT 技术简介
2.1 技术简介
EUHT(Enhanced Ultra-High Throughput)无线通信技术自 2007 年 开始研发，2010 年～2014 年，获得“新一代宽带无线移动通信网” 国家科技重大专项（03 专项）三轮六年连续支持，课题编号为： 2010ZX03005-001、2012ZX03004005、2014ZX03004001），分别涵盖EUHT 系统设计、关键技术、原型系统研发、核心芯片研发、大规模组网和 产业化等多方面。
EUHT 技术从无线通信基本原理开始，对无线通信涉及的帧结构、 导频、预编码、信道估计、信道预测、物理层、MAC 层、协议层、同 步、控制、调度等进行了全系统创新设计。设计之初就考虑到应用场 景的多样性，系统设计简洁、灵活、高效，具有“三高一低” —高 吞吐、高可靠、高速移动性、低延时的特征，并同时具备低成本和低 功耗的优势。在国际上首次提出并实现了多项无线通信关键核心技术， 尤其是低丢包、低重传特性和在此基础上产生的高可靠、低时延 （URLLC）技术。
系统设计方案以“三高一低”为系统追求的目标，物理帧结构上 设计采用了自包含的思想，可实现实时帧内实时调度和反馈；通过使 用定制优化设计的 LDPC 编译码方案，具备低译码延迟、高编码增益、 低误码平台和低复杂度的特征；支持对业务进行精准识别，采用业务 预留、结合无线信道环境跨层优化和多业务融合的基于优先级的 QoS 调度机制来保障系统内的时延和抖动性能；支持在高速移动场景 （300km/h）下的高可靠的切换机制和流程，满足高速移动下的高可 靠、低延迟和大带宽的性能指标要求。目前，EUHT 技术满足国际电信 联盟（ITU）提出的第五代移动通信技术的全部技术要求。
2.2 技术标准
2012 年开始，EUHT 技术先后成为工信部行业标准和国家等系列标 准，如下:
1、2012 获得了工信部的通信标准：《高频谱利用率和高数据吞吐 的无线局域网技术要求》，标准号：YD/T 2394-2012。
2、2014 获得了国标委国家标准：《合作式智能运输系统 专用短程 通信》，标准号：GB/T 31024-2014。
3、2016 年获得了住建部行业标准：《城市轨道交通车地实时视频 传输系统》，标准号：CJ/T 500-2016。
4、2018 年获得了无线通信国家标准：《信息技术 系统间远程通信 和信息交换中高速无线局域网媒体访问控制和物理层规范》，标准号： GB/T 36454-2018。
5、公安部 PWL 标准（制定中）：拟采用 EUHT 技术建立 PWL 标准解 决公安一直以来没有宽带无线网络可用的问题。
2016 年～2018 年，EUHT 技术在高铁、地铁、车联网、工业互联、 农村宽带覆盖等典型 ITU 5G URLLC 应用场景陆续商用。
2019 年 2 月，被誉为芯片领域奥林匹克会议的 ISSCC（国际固态 电路会议）年度会议在美国旧金山召开，EUHT 技术在本次会议上获得 技术创新大奖，被授予“全世界首个实际应用部署的高可靠低时延无 线通信系统和芯片”称号，这是 ISSCC 自 1953 年成立以来第一次将 技术创新大奖颁发给一家中国公司。
2019 年 6 月，由中国通信学会组织，“两院”院士为主任委员的 技术鉴定委员会对 EUHT 技术进行了鉴定，认为 EUHT 项目在高可靠、 低时延领域的关键核心技术属于重大突破，多项创新成果处于国际领 先水平。
2019 年新岸线公司向 ITU（国际电信联盟）提交了基于 EUHT 的国 际 5G 标准提案，并且在 2019 年、2020 年召开的 ITU 大会上连续通 过各阶段评审和技术评估，成为 ITU-5G 候选标准。
2.3 技术特点
（一） 技术领先
EUHT 技术全面实现并超越国际电联（ITU）设定的 5G 国际标准 超带宽、大容量（eMBB）、超高可靠、超低时延（uRLLC）、大规模机器 通信（mMTC），且为目前全球唯一解决超高可靠、超低时延（uRLLC） 的技术。满足高可靠、低时延、低丢包率、高速移动适应性需求，时 速 350 公里/小时下切换成功率大于 99. 9999%，平均时延小于 5ms， 传输丢包率小于 0.001%，
基于 EUHT“双频、双网、双安全、双备份、双网同步”的轨道交 通解决方案，满足综合业务承载的要求，通过 1.8GHz+5.8GHz 宽窄带 融合方式既能保证安全业务稳定运行，又能兼顾大带宽数据业务。除 此之外，EUHT 技术还支持车车通信及精确定位需求，面向下一代列控 所需要的车车通信技术和精确定位技术已基本实现产品化，可支持更 小的行车间隔。
（二） 性价比高
EUHT 系统部署简单便捷，采用天线方案替代漏缆、波导、有线光 纤等方案，大幅节省建设成本；运营阶段维护简单，即通过集中实时 监控车地设备运行状态，大幅减少运维成本；功耗低，EUHT 基站设备 的功耗约 35 瓦，远低于传统通信设备，符合国家低碳减排政策要求。
（三） 成熟稳定可靠
2014 年至今，EUHT 技术先后完成赣闽粤原中央苏区县全域宽带 覆盖、广州地铁、北京地铁、京津高铁、广深高速等智能交通产业化 应用，以及广州数控、伯恩光学等一批工业互联专网建设；完成厦门 港、商用大飞机、国家电网、马坑铁矿等工业互联专网试点和实测； 启动北京高级别自动驾驶示范区 3.0 工程无线专网、公安部警务局域 网（PWL）组网建设；在北京冬奥会期间完成全球首例 5G+8K 高清直 播无线传输。多项应用和实测结果表明，EUHT 技术可高性能支撑工业 互联网、车联网、轨道交通列控等重点领域 5G 工业级垂直行业应用， 并满足上述应用对“无线光纤”的刚性需求（EUHT 丢包率约为十万分 之一、时延抖动约 4 毫秒，十分接近光纤）。
EUHT 专网实际运行线路长期以来运行稳定，经历过暴雨、大风、 冰雹、大雪、高低温、高湿等极端天气的考验，系统运行稳定可靠。
近年来，在轨道交通、车辆网、工业互联、无线宽带等行业，已 签订 40 余个 EUHT 设备销售合同并完成项目交付。
（四） 自主可控
EUHT 技术基于对无线网络的底层创新，其全套芯片和系统拥有 完全自主知识产权。EUHT 技术全套算法、芯片、设备由新岸线公司自 主设计和研发，产品全部自主可控。EUHT 技术标准独立自主，核心专 利全部自主可控。
2.4 EUHT 技术性能指标
EUHT 可以到达的关键技术指标
采用高可靠、低时延的 EUHT 技术进行专网建设，EUHT 网络建成 后可以达到的关键技术指标如下：
切换成功率：>99.9999%;
端到端时延：<5ms;
丢包率：<0.001%;
线多用户数：>500 个/公里；
面多用户数：>1000/平方公里；
5.8GHz 系统带宽：20MHz/40MHz/80MHz/160MHz；
1.8GHz 系统带宽：5MHz/10MHz/20MHz；
上行吞吐率（5.8GHz@80MHz）：>300Mbps；
双频双网同步差：<50ms；
四终端动作时间抖动（电力）：<10ms；
典型无线覆盖范围：>2 公里；
超远距离覆盖：>189 公里；
车速范围：0～350 km/h；
基站功耗：<60 瓦；
2.5 EUHT 技术产业化应用
EUHT 配套的基站、终端 SoC 芯片、产品和系统在高速铁路、城市 轨道交通、工业互联、无线宽带等多个领域已进行大规模商业应用。
（一） 轨道交通产业化应用
（1）高铁
在中国铁路总公司和北京铁路局的组织下，按照工程标准设计的 京津城际高铁 EUHT 系统于 2017 年 1 月全线建成开通。2017 年 6 月， 由北京交通大学轨道交通运行控制系统国家工程研究中心对京津城 际高铁 EUHT 系统 80MHz 带宽进行了全面的测试，列车运行速度 300Km/h 上下行的平均吞吐达到 143Mbps，切换成功率 100%，丢包率 小于 0.41%，平均端到端传输时延 6ms，传输时延小于 150ms 的概率 大于 99.97%。
（2）地铁
广州地铁 14 号线知识城支线、14 号线一期、21 号线 EUHT 网络 分别于 2017 年、2018 年、2019 年建成并投入商业化运营，这是全球 范围内首次实现地铁车厢全车 30 路高清视频实时监控的地铁线路。 2018 年 12 月，EUHT 系统中标广州地铁 10 号线、12 号线、14 号 线二期、18 号线、22 号线工程。其中，18 号线已于 2021 年 9 月开 通，22 号线计划于 2021 年底开通。广州地铁 10 号线、12 号线、14 号线二期已完成 EUHT 系统设计，这些线路计划于 2022 年底至 2023 年陆续开通。
2018 年 9 月，EUHT 系统中标天津地铁滨海轨道交通 Z4 线一期工 程项目，目前项目正在进行土建施工。
北京地铁截止 2021 年底，完成北京地铁首都机场线（含西延段）、 11 号线、17 号线南段、19 号线一期等线路 EUHT 网络建设。
2022-2023 年将完成北京 17 号线北段和中段、3 号线一期及 12 号线的 EUHT 专网建设。2022 年初，EUHT 系统中标北京地铁 13 号线 扩能提升工程，目前正在进行工程方案设计，预计 2025 年建成开通 运营。
（二）车联网产业化应用
2019年8月，北京市中关村环保园EUHT自动驾驶车联网示范园。 新岸线设计部署了 EUHT 车联网基础网络系统。解决了所有应用场景 下自动无人驾驶车辆之间的车与车（V2V）、车与路（V2I）、车与网（V2N） 等的互联互通。建立了无人驾驶车辆与周边智能交通设施、控制中心 的通信桥梁。实现了车辆自组网及多种异构网络之间的通信，和公网 与专网的统一融合。
2019 年 10 月，世界智能网联汽车大会 EUHT V2V 通信和无人驾 驶编队演示。在 4 辆北汽 BJ80 组成的列队行驶车队的通信模块上加 装 EUHT V2V 设备，车辆之间进行数据交流，后车在自动驾驶模式下， 可以自动跟随头车的启动、刹车、转向、加减速等。车辆上的摄像头 连接到 EUHT V2N 车载设备，车内车外的视频数据可以实时回传指挥 中心，加强了车队安全保障，也有利于指挥中心的总体调度。
2021 年 3 月，北京市亦庄开发区高级别自动驾驶示范区 1.0 版 本车联网建成并投入使用。亦庄车联网采用 EUHT 技术，网络覆盖里 程约 336 公里。EUHT 专网建成后，不仅可以满足车辆协同感知、远程 云驾控、自动泊车、编队行驶等对带宽、时延、可靠性要求较高的高 级别自动驾驶需求；并且带宽还有剩余，可以同时服务亦庄新型智慧 城市管理业务，如绿波通行、智慧红绿灯、智慧公交、智慧城管、智 慧环卫、智慧公安等业务。
（三）工业互联产业化应用
EUHT 技术具备实时性高、安全可控、上行带宽大、性价比高等 优势，可以实现生产制造流、产品生命周期流、价值创造流（仓储、 采购、销售、生产计划等）上下游数据的全面打通连接，打造人、机、 物全面互联的通信网络，实现从数据到知识再到工业智能的价值挖掘， 从而打造工业智能化发展的应用模式，促进工业的高质量发展。2018 年起，EUHT 技术已在生产型工厂、码头、矿场、冶金、汽车制造等行 业广泛应用，以下为一些典型案例。
2018 年 EUHT 在广州数控、广州弘宇、广东志高、广东劲胜、东 莞金太阳等五家生产制造企业开展工业互联应用，覆盖了工业生产现 场数据采集、工业生产环境监控、SOP 电子化、物流和仓储管理等不 同类型的应用场景，项目均已通过验收。
2019 年 EUHT 技术与华南知名品牌手机后壳玻璃生产制造公司合 作，通过 EUHT 网络实现车间 32 条产线共 1058 台精雕机床互联互通、 智能制造。基于第一期应用的试点成果，目前该企业正继续扩大 EUHT 网络的应用规模，逐步完成所有车间工业设备的互联互通，规划接入 机床设备数超过 10000 台。
2020 年 4 月，EUHT 技术与东南沿海大型集装箱港口合作，在其 下属海润码头进行 EUHT 网络试点应用。试点对码头试点区域进行 EUHT 专网覆盖建设，提供安全可靠的无线通信服务，实现多路高清视 频回传、大型装备远程操控、内集卡覆盖等码头创新智能化应用。后 续采用 EUHT 技术对改造后的海润码头进行全面覆盖，可以综合承载 海润码头升级改造后的多项业务，并支持后续其他业务的应用拓展。
首钢项目是冶金领域的典型应用项目，首钢在对比工业 WiFi 和 3GPP 5G 技术后，选定 EUHT 技术作为首钢冶炼生产线的主要无线支 撑技术。目前采用 EUHT 相关无线产品已经在首钢的冷轧库远程遥控 天车、原料库无人料车、炼钢监测、码头远程控制、智能推焦等十多 个工业场景投入生产使用。应用 EUHT 技术之后，大幅节省人力投资， 大大改善了工人的工作环境，提高了生产效率。下一步首钢已立项陆 续部署无人铁水车、厂区生产网无线覆盖、矿井无人化改造等项目。 首钢基金十分看好 EUHT 技术在工业互联的应用前景，正与新岸线洽 谈合资等深度合作的方式推进 EUHT 技术在冶金及相关工业互联网应 用。
2021 年 1 月，东风日产 AEP 引入 EUHT 技术，在 AEP 焊装试制产 线试点，完成现场自动控制设备无线化通信改造，使 PLC、全自动焊 装机器人、HMI、IO 模块等设备无线互联互通，实现无线数据采集和 实时控制。2021 年 5 月～8 月，EUHT 技术被引入东风日产焊装车间 正式产线试点应用，经过长达几个月的生产验证，无线系统稳定可靠 运行，产出工件品质正常。东风日产项目是 EUHT 在汽车生产制造领 域的首次应用，能够助力未来汽车制造业的智能化与柔性化生产。
（四）无线宽带产业化应用
2015 年 12 月，在财政部的支持下，赣闽粤原中央苏区农村应用 试点以 EUHT 技术作为技术支撑，为赣闽粤原中央苏区提供低成本、 高性能无线互联网覆盖，解决偏远农村地区无线宽带上网难问题。， 网络覆盖 3 个省 9 个市 50 个县 5000 多个试点村，共安装中心接入设 备超过 10000 台，派发终端接入设备超过 150 万台，解决了原中央苏 区网络进村入户“最后一公里”的难题，改变当地农村宽带“没得用、 不好用、用不起”的局面，让广大农村用户共享优质上网服务，将广 泛服务于农民的信息获取、电商、农业生产、远程教育、远程医疗、 娱乐等领域。
EUHT 技术在开放道路或封闭园区内的无线监控、视频回传等领 域，有大量应用，不做赘述。
8K 超高清视频直播，要求传输带宽不小于 120Mbps，在不同码 率调制情况下，最高可超过 200Mbps。2022 年 2 月，EUHT 技术在北 京 2022 年冬奥会上成功实现了三个“全球首创”：全球首次规模化 使用 8K 技术直播体育赛事活动；奥运会历史上全球首次使用 8K 技术 进行开幕式直播；全球首次使用我国具有自主知识产权的高可靠、低 时延 EUHT 无线宽带技术，进行 8K 超高清直播无线传输展示。
三、 机器人场景的 EUHT 技术方案
3.1 网络组网方式
EUHT中心接入设备通过EUHT天线辐射形成EUHT网络区域覆盖。 在 EUHT 网络覆盖范围内，支持 EUHT 网络的终端可直接接入 EUHT 网络。
EUHT 网络覆盖范围为 500 米半径，单基站接入终端数 200 个， 根据机器人活动的空间范围及机器人数量，可酌情设置 1 台或多台基 站，机器人可在基站间移动，根据信号强度等信号指标完成自动切换.
机器人之间可以为独立工作或协同工作，不同基站下的机器人也 可以进行协同工作。根据实测数据，机器人协同工作时的端到端通信 时延为 10ms，数据吞吐能力为 100Mbps。对于有更高要求的机器人， 可以配置吞吐能力为 400Mbps 的基站和终端。
EUHT 基站与管理中心之间用网线或光缆通信，基站和终端只需 要设置管理 IP（用于远程设备管理），不需要设置转发 IP。 EUHT 终端与机器人之间用网线（或 Type-C 接口或 USB 接口，根 据机器人需要选择对应的接口终端）通信，机器人与管理中心之间设 置为同网段 IP，即可完成通信。
3.2 基站和终端布署和安装方案
基站一般部署于无遮挡的开阔地带，安装高度 10-12 米为佳， 最低不低于 6 米，基站天线方向朝向终端方向。EUHT 基站为 220V AC 供电。
EUHT 终端一般与机器人固定在一起，终端与机器人之间用网线 （或 Type-C 接口或 USB 接口）进行数据通信。
3.3 设备参数
四、应用案例
4.1 精确控制 AGV 小车移动
大飞机生产过程中，需要对大型零件的完整性进行自动化检测。 由于零件的大小体积、多样性和表面特殊性等原因，使得自动化检测 中对无线网络性能有着超高的要求，需要超低延迟、高可靠、低抖动、 大带宽的无线通信系统。精确控制 AGV 小车移动，实时传送定位杆的 位置信息，将激光扫描头的大数据流实时回传云端服务器做数据分析， 解决其他无线网络无法达到高性能问题。2020 年 06 月，新岸线公司 在商飞工厂进行双 AGV 小车搬运实测，两车延时稳定，抖动极低； 2021 年 3 月，新岸线公司又在生产车间进行了大型材料激光头扫描 实测，实测上行数据流达到 400Mbps 以上。
图.双 AGV 小车搬运
4.2 远程遥控无人天车
随着钢铁行业自动化程度的提高，首钢京唐诸多作业面如钢水 运输、成品钢圈转运、废钢处理等相继投入了天车调运作业，以提高 物料转运效率，但吊运作业还需要现场人工操作，通常运线至少需要 两名行车工和一名地面导装调度人员，现场作业环境及其恶劣，工作 繁重且危险。
采用视觉检测、高精度定位+实时传输技术，配合智能库区管理 系统、天车调度系统、天车跟踪定位系统、智能吊具、人员安全防护 等系统，能够满足在恶劣的吊运环境中，实现禁吊区域避让、天车调 度任务分配、多台天车协同作业、夹取位置检测、防浪摆、运动检测、 安全联锁等应用，大大提高吊运作业智能化管理水平，并取消危险的 行车操作工，地面导装人员可以在操控室进行调度管理。
图.钢卷装卸吊运现场图
4.3 通过 PLC 控制机器人
在首钢钢轧连铸及 MCCR 运输链上有两套机器人：MCCR 运输链上 点焊机器人和连铸机加渣机器人。机器人作为一个单体设备，都有其 独立的控制系统，实现设备的单体动作；另外，这两个机器人都需要 与主生产线的控制系统进行通讯，将其状态及故障代码发送给主线系 统，接受主线系统发送的控制指令。以上两种操作均通过 EUHT 无线 通信系统完成数据传输，将 MCCR 产线下线钢卷运输至 MCCR 卷库，运 输途中完成将钢卷称重、喷号、打捆、钢卷对中、电焊等工作。
图.首钢钢轧连铸及 MCCR 运输链机器人
4.4 远程控车
高级别自动驾驶车辆在向无人化发展过程中对远程驾驶功能提 出更高需求，无人化乘用车、无人配送车在脱困及其他特定场景下需 要远程驾驶人协助操作。目前，已出现因公网不稳定导致的安全事故， 公网传输难以满足远程驾驶高可靠的需求。在北京市亦庄经开区，百 度无人驾驶车通过 EUHT 专网承载远程驾驶业务的功能已经通过了测 试验证，可解决无人化示范应用过程中的关键问题。
图.远程控车操作坐席
