城市軌道交通中5G 通信技術(shù)的運(yùn)用

李想

（西安市城市照明管護(hù)中心，陜西 西安710000）

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，5G 通信技術(shù)在人們的生活、工作中得到了廣泛的應(yīng)用，5G 技術(shù)在城市軌道交通上的應(yīng)用也越來(lái)越全面，從而使人們可以獲得更多優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，足不出戶就可以了解出行信息。所以，為了保證我國(guó)城市軌道交通行業(yè)的快速、穩(wěn)定發(fā)展，必須要應(yīng)用5G 通信技術(shù)，更好的保障城市軌道交通的安全性及穩(wěn)定性。下面主要針對(duì)5G 通信技術(shù)的概述、組成、存在的問(wèn)題及在軌道交通中的具體應(yīng)用進(jìn)行分析。

1 城市軌道交通中5G 通信技術(shù)的相關(guān)概述

1.1 5G 是什么。5G 是第五代移動(dòng)通信技術(shù)（5th generation mobile networks）的簡(jiǎn)稱，也可以稱為5G 技術(shù)，也是繼4G（LTE-A、WiMax）、3G（UMTS、LTE）和2G（GSM）系統(tǒng)之后的延伸，是最新一代蜂窩移動(dòng)通信技術(shù)。5G 技術(shù)的系統(tǒng)效率非常高，這得益于各種集成技術(shù)及現(xiàn)金的信息技術(shù)，它的發(fā)展速度非?？?，為移動(dòng)通訊用戶間的傳輸速率奠定了良好的基礎(chǔ)。相較于4G 通訊技術(shù)，5G 技術(shù)增加了信息資源的有效處理，使產(chǎn)能降低，不但迎合了移動(dòng)通信市場(chǎng)的需求，而且發(fā)展了新科技革命。隨著我國(guó)通信技術(shù)的快速發(fā)展，5G 技術(shù)已經(jīng)逐步在城市軌道交通中應(yīng)用開來(lái)。其設(shè)備除了之前我們所熟知的手機(jī)和平板電腦等，也逐漸開始在許多方便攜帶的電子設(shè)備上應(yīng)用起來(lái)，應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣泛，涉及交通、金融、民生、醫(yī)療等，用戶體驗(yàn)速率比4G 快了近一百倍。5G 技術(shù)的快速發(fā)展標(biāo)志著我國(guó)通信技術(shù)水平的又一次提升。

1.2 5G 通信技術(shù)的背景及發(fā)展。二十世紀(jì)末自1G 技術(shù)問(wèn)世，到現(xiàn)在的二十多年期間，通信技術(shù)經(jīng)歷了從1G 到5G 的快速發(fā)展，5G 通信技術(shù)是從去年開始面向市場(chǎng)的，5G 的問(wèn)世給通信行業(yè)帶來(lái)了不小的轟動(dòng)，是當(dāng)前最新、最快的通信技術(shù)，他可以實(shí)現(xiàn)多用戶之間的傳輸，數(shù)據(jù)傳輸效率和數(shù)據(jù)信息的處理速度都很快，比4G 的速度快了一百倍，大大迎合了當(dāng)前人們快節(jié)奏的生活及需求，高效的傳輸效率也使得5G 得到了快速的發(fā)展。5G 的到來(lái)意味著一場(chǎng)新的科技革命的開始，5G的發(fā)展很大程度上也標(biāo)志著我國(guó)移動(dòng)通信技術(shù)的快速發(fā)展。

由于5G 技術(shù)高效的數(shù)據(jù)傳輸效率，使其在生產(chǎn)、生活中得到了廣泛的應(yīng)用，而且5G 技術(shù)可以脫離小型只能終端使用，因此，它可以應(yīng)用于更多的移動(dòng)通信設(shè)備和智能設(shè)備上。

1.3 城市軌道交通運(yùn)用5G 通信技術(shù)的需求。城市軌道交通的通信系統(tǒng)主要有兩種：有線通信系統(tǒng)和無(wú)線通信系統(tǒng)。當(dāng)前在城市軌道交通中應(yīng)用最為廣泛的是無(wú)線通信系統(tǒng)，當(dāng)前，國(guó)內(nèi)地鐵一般采用WLAN 技術(shù)來(lái)搭建無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，其中，CBTC 車-地?zé)o線通信系統(tǒng)用來(lái)負(fù)責(zé)列車操控信息傳輸，由于它會(huì)直接影響列車運(yùn)營(yíng)的安全性和穩(wěn)定性，因此，對(duì)該系統(tǒng)的穩(wěn)定性提出了很高的技術(shù)要求，這就意味著，無(wú)線通信系統(tǒng)必須具備獨(dú)立的傳輸通道和可靠的冗余通信信道。

隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，無(wú)線通信技術(shù)、自動(dòng)化在生活中的應(yīng)用越來(lái)越普遍，另外，地鐵移動(dòng)辦公、軌旁檢測(cè)數(shù)據(jù)采集和車輛大數(shù)據(jù)采集也對(duì)通信技術(shù)的要求越來(lái)越高。在成熟軌道交通中，不同的運(yùn)營(yíng)環(huán)境需要不同的無(wú)線通道技術(shù)，要求也各不相同，比如，有的需要大容量信息傳輸，有的需要更加安全的通信傳輸系統(tǒng)，有的對(duì)功耗要求很高等，一般情況下，車- 地傳輸網(wǎng)絡(luò)必須要安全、穩(wěn)定、高效。

從我國(guó)軌道交通發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，將來(lái)車- 地傳輸對(duì)于寬帶的要求也勢(shì)必越來(lái)越高。隨著軌道交通技術(shù)的快速發(fā)展，對(duì)車-地傳輸寬帶的需求也越來(lái)越高，對(duì)于城市軌道交通的安全性、穩(wěn)定性及經(jīng)濟(jì)性等方面的要求也越來(lái)越嚴(yán)格。

2 城市軌道交通中通信技術(shù)的組成

城市軌道交通中的通信技術(shù)是由多個(gè)系統(tǒng)組成的，如專用無(wú)線子系統(tǒng)，傳輸系統(tǒng)、電話系統(tǒng)、無(wú)線電系統(tǒng)、乘客信息與通信電源系統(tǒng)等。電話系統(tǒng)大家都特別熟悉，在這里不做進(jìn)一步解釋，專用無(wú)線子系統(tǒng)指的是通過(guò)電磁波信號(hào)進(jìn)行信息傳播的一種方式。傳輸系統(tǒng)是城市軌道交通通信系統(tǒng)中的核心所在，它是一個(gè)子系統(tǒng)，由于它連接著各個(gè)通信環(huán)節(jié)，所有信息的傳遞都要靠著傳輸系統(tǒng)，它影響著通信系統(tǒng)的正常運(yùn)作，因此，在城市軌道交通中占據(jù)著舉足輕重的作用，為了確保傳輸?shù)男畔⒖梢詾榱熊嚨陌踩?、正常運(yùn)行服務(wù)，傳輸系統(tǒng)的組網(wǎng)方式宜采用自愈網(wǎng)，傳輸介質(zhì)采用光纖通信介質(zhì)，連接網(wǎng)絡(luò)采用802.3 有線網(wǎng)絡(luò)。廣播系統(tǒng)作為成熟軌道交通的專用系統(tǒng)，起著提供客運(yùn)信息提示、廣播通知等作用，主要用來(lái)服務(wù)客戶，另外，面對(duì)緊急突發(fā)事件可以及時(shí)的給與通知，良好的廣播系統(tǒng)有助于提高城市軌道交通的服務(wù)質(zhì)量。乘客信息與通信電源系統(tǒng)中，“乘客信息”指的是接種通信技術(shù)為站臺(tái)、候車室的乘客提供乘車信息，“通信電源”則指的是為這些通信設(shè)備供電的系統(tǒng)。這些系統(tǒng)的正常運(yùn)作保證著城市軌道交通穩(wěn)定、安全的運(yùn)行。

3 城市軌道交通應(yīng)用5G 通信技術(shù)的問(wèn)題

5G 通信技術(shù)在城市軌道交通中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，給軌道交通帶來(lái)了迅速的發(fā)展及更多的便利，不過(guò)，5G 通信技術(shù)在城市軌道交通中的應(yīng)用還不夠全面，并且在應(yīng)用的過(guò)程中也存在著不少的問(wèn)題亟待解決。首先，5G 通信技術(shù)的最大特點(diǎn)就是傳送效率有了極大地提高，可以更好地節(jié)約資源，不過(guò)在城市軌道交通應(yīng)用5G 通信技術(shù)的時(shí)候，卻很難保證其安全性，尤其是涉及網(wǎng)絡(luò)信息安全領(lǐng)域的相關(guān)問(wèn)題，這也是公眾較為關(guān)注的問(wèn)題。其次，應(yīng)用5G 通信技術(shù)需要有足夠多的專用頻譜，不過(guò)，當(dāng)前我國(guó)正處于資源稀缺階段，縱觀5G 通信技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展可能會(huì)受到一定的影響。5G 技術(shù)正處于快速發(fā)展階段，在應(yīng)用的過(guò)程中肯定會(huì)遇到各種各樣的麻煩和問(wèn)題，不要急功近利，遵循著循序漸進(jìn)的原則，逐漸提高5G 通信技術(shù)的延展性及應(yīng)用型。比如在城市軌道交通的應(yīng)用過(guò)程中，5G 網(wǎng)絡(luò)若受到突發(fā)事件的影響，則可以轉(zhuǎn)移到備用設(shè)備上繼續(xù)維持?jǐn)?shù)據(jù)傳輸，以保證列車的安全運(yùn)行及通信技術(shù)的安全水平，使5G 通信技術(shù)在城市軌道交通的應(yīng)用過(guò)程中越來(lái)越順利，越來(lái)越深入。

4 5G 通信技術(shù)在城市軌道交通中應(yīng)用

當(dāng)前，5G 通信技術(shù)在城市軌道交通得到了快速的發(fā)展，應(yīng)用面也比較廣，比如在乘客出行時(shí)、列車運(yùn)行過(guò)程中、軌道交通防災(zāi)預(yù)警及無(wú)線車地通信系統(tǒng)的應(yīng)用等等。

4.1 5G 通信技術(shù)在乘客出行時(shí)的應(yīng)用。近幾年，越來(lái)越多的人們?cè)诔鲂袝r(shí)選擇智能出行的方式，智能出行借助5G 技術(shù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)的形式向乘客售賣車票，而且乘客還可以隨時(shí)隨地的查詢每一輛列車的到站時(shí)間、行駛位置、車流密度及列車信息，另外，通過(guò)5G 技術(shù)，還可以顯示列車行駛路線途經(jīng)的商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)的情況，給出行的乘客帶來(lái)了很多便利，大大提高了乘客的使用感，軌道交通的業(yè)務(wù)水平也在逐漸提升。

4.2 5G 通信技術(shù)在列車運(yùn)行時(shí)的應(yīng)用。隨著5G 技術(shù)的快速發(fā)展，在軌道交通中的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，具體的業(yè)務(wù)有：①安全、可靠的中、低速信息數(shù)據(jù)傳輸，包括列車運(yùn)行數(shù)據(jù)、緊急文本信息數(shù)據(jù)及管理數(shù)據(jù)等，數(shù)據(jù)傳輸、管理過(guò)程中，要有限保證信息數(shù)據(jù)傳輸寬帶，務(wù)必保證列車的安全運(yùn)行。②可視化的語(yǔ)音通信業(yè)務(wù)，此項(xiàng)業(yè)務(wù)用于車地之間的語(yǔ)音調(diào)度、信息通信及廣播通信，該技術(shù)的時(shí)延較低，因此對(duì)網(wǎng)絡(luò)寬帶要求較低。③3D可視VP 行車環(huán)境。此項(xiàng)技術(shù)使運(yùn)行軌道實(shí)現(xiàn)了可視化及可控性，此項(xiàng)技術(shù)對(duì)于網(wǎng)絡(luò)寬帶要求較高。

4.3 5G 通信技術(shù)在城市軌道交通防災(zāi)應(yīng)急方面的應(yīng)用。城市軌道交通由于發(fā)車數(shù)量較大，客流量很高，在全自動(dòng)模式駕駛的過(guò)程中若出現(xiàn)緊急情況，因?yàn)闆]有司機(jī)可以立馬進(jìn)行判斷處理，這就需要借助5G 通信技術(shù)進(jìn)行實(shí)施直播，反饋給車站工作人員后，由車站工作人員針對(duì)具體情況對(duì)列車進(jìn)行遠(yuǎn)程控制來(lái)解決問(wèn)題。

5G 通信技術(shù)的迅速發(fā)展，使我們生活、工作發(fā)生了很多的改變，也給我們帶來(lái)了實(shí)實(shí)在在的便利，對(duì)城市軌道交通的發(fā)展也帶來(lái)了不小的影響，為了促進(jìn)城市軌道交通的高效發(fā)展，要充分利用5G 通信技術(shù)的自身優(yōu)勢(shì)，保證列車安全、穩(wěn)定的運(yùn)行。