孫 宇

（中煤天津設(shè)計(jì)工程有限責(zé)任公司，天津 300120）

當(dāng)前我國的科學(xué)技術(shù)水平有了很大進(jìn)步，且隨著經(jīng)濟(jì)水平的迅速發(fā)展，5G 通信技術(shù)廣泛應(yīng)用于社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中，其能夠讓人們足不出戶就能掌握所有信息。將5G 通信技術(shù)應(yīng)用在城市軌道交通中，同樣能夠發(fā)揮其顯著優(yōu)勢(shì)，能為人們的出行提供很大便利。該文著重對(duì)5G 未來在城市軌道交通中的發(fā)展及應(yīng)用進(jìn)行研究。

1 5G通信技術(shù)概念及優(yōu)勢(shì)

1.1 5G通信技術(shù)概念

第五代移動(dòng)通信技術(shù)簡稱為5G，其具有的優(yōu)勢(shì)能彌補(bǔ)4G技術(shù)的缺點(diǎn)，尤其體現(xiàn)在傳輸速率快、網(wǎng)絡(luò)訪問速度快等方面，另外，其還具有其他優(yōu)勢(shì)，如低延遲、容量大、較強(qiáng)的抗干擾性等[1]。當(dāng)前5G 的應(yīng)用范圍越來越廣，發(fā)揮的作用也越來越顯著。

1.2 5G通信技術(shù)優(yōu)勢(shì)

相比于4G 技術(shù)，5G 技術(shù)的優(yōu)勢(shì)更多，主要體現(xiàn)在移動(dòng)通信技術(shù)在未來將逐漸朝著高頻段方向發(fā)展、足夠量的可用寬帶、天線與設(shè)備的小型化以及較高天線增益，是高頻段毫米波移動(dòng)通信的優(yōu)勢(shì)所在[2]。與此同時(shí)，5G 技術(shù)的D2D 通信功能得到增加，其能減輕基站的負(fù)擔(dān)，減少通信延遲的現(xiàn)象。另外，對(duì)于距離比較近的用戶來說，通過使用D2D 通信，能降低傳輸功率，且能達(dá)到節(jié)省能源的效果。該技術(shù)在安全性、可靠性方面具有顯著優(yōu)勢(shì)，將其應(yīng)用在城市軌道中具有重要價(jià)值。軌道交通應(yīng)用場(chǎng)景如圖1 所示。

2 城市軌道交通中通信技術(shù)的組成

電話系統(tǒng)、專用無線子系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)、乘客信息與通信電源等是組成城市軌道交通通信技術(shù)的主要部分。大多數(shù)人都比較了解電話系統(tǒng)，其是不采用各種通信電纜的一種通信方式，能夠?qū)崿F(xiàn)空間自由傳播信息，在這個(gè)過程中主要是借助了電磁波信號(hào)，也就是所謂的專業(yè)用無線子系統(tǒng)。廣播系統(tǒng)的作用主要體現(xiàn)在客運(yùn)服務(wù)的提供、信息廣播方面，其是通信過程中的專用系統(tǒng)。將其應(yīng)用在軌道交通中，能使軌道交通服務(wù)質(zhì)量、應(yīng)急能力得到顯著提高。乘客信息是指通過采用通信技術(shù)，在站廳、站臺(tái)或列車客室中將相關(guān)的乘車信息提供給乘客。通信電源的作用主要是供電，供電的主體是相關(guān)通信設(shè)備。這些通信技術(shù)的應(yīng)用，能夠保證城市軌道交通的穩(wěn)定、安全運(yùn)行[3]。

3 5G在城市軌道交通中的應(yīng)用

3.1 低延遲，可靠性高

從實(shí)際情況來看，4G 通信技術(shù)已經(jīng)逐漸被5G 技術(shù)所替代。根據(jù)相關(guān)研究可知，1 785 Hz～1 805 Hz 是較為常見的通信頻率，不同城市軌道區(qū)域一般會(huì)對(duì)這部分的頻率設(shè)置不一樣的應(yīng)用限制，因此需要對(duì)不同通信傳輸速率進(jìn)行合理規(guī)劃，同時(shí)，城市軌道交通極易出現(xiàn)短時(shí)間內(nèi)多輛列車依次通過的問題，為了使不同列車之間不會(huì)相互干擾，保證每趟列車的正常行駛，就應(yīng)當(dāng)優(yōu)化信息通信的質(zhì)量，以此來保障列車的運(yùn)行安全，這樣就不會(huì)出現(xiàn)通信延遲的現(xiàn)象。

3.2 視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)

在應(yīng)用5G 視頻監(jiān)控技術(shù)時(shí)，應(yīng)該建立完善的視頻圖像信息庫，這樣做的目的是為了更好地存儲(chǔ)收集到的數(shù)據(jù)信息。傳統(tǒng)的視頻數(shù)據(jù)庫存在一些不足，其只能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的存儲(chǔ)，并提供點(diǎn)撥等服務(wù)，但是視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)能彌補(bǔ)傳統(tǒng)視頻數(shù)據(jù)庫的不足，其能夠?qū)崿F(xiàn)信息索引的自動(dòng)生產(chǎn)，且通過關(guān)鍵字就能實(shí)現(xiàn)模糊查詢。另外，該信息庫連接公安5G，還能達(dá)到快速出警的效果[4]。例如，將視頻圖像信息庫技術(shù)應(yīng)用在交通樞紐中，能夠全面普查人口信息，且在信息庫中存儲(chǔ)相應(yīng)的信息技術(shù)，通過連接公安機(jī)關(guān)平臺(tái)，能對(duì)一些重要的信息進(jìn)行搜索。

4 5G通信技術(shù)在軌道交通中存在的問題

在城市軌道交通中應(yīng)用5G 通信技術(shù)能取得良好的效果，其能夠提高傳送效率，節(jié)約資源，有助于促進(jìn)軌道交通的發(fā)展，但是從實(shí)際情況來看，該技術(shù)的應(yīng)用還存在一些問題，比如無法保障安全性，尤其是在網(wǎng)絡(luò)安全領(lǐng)域，因此，在軌道交通中應(yīng)用5G 通信技術(shù)還需要加強(qiáng)安全方面的重視程度，為促進(jìn)該技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

由于5G 技術(shù)還處于發(fā)展階段，其在軌道交通中的應(yīng)用還處于初級(jí)階段，在應(yīng)用過程中極易出現(xiàn)一些問題，因此，我們需要對(duì)實(shí)際存在的問題進(jìn)行分析，并提出有效的防范措施，與此同時(shí)，在應(yīng)用該技術(shù)時(shí)應(yīng)遵循相應(yīng)的原則，即循序漸進(jìn)，還要提升該技術(shù)的延展性，使其性能得以升級(jí)，以此來提高通信技術(shù)的安全水平，使通信資源的利用取得良好成果。

5 5G技術(shù)應(yīng)用的注意事項(xiàng)及趨勢(shì)

首先，在超高密度異購網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中，其能達(dá)到擴(kuò)展通信范圍的效果，且頻譜效率得到顯著提高，系統(tǒng)的通信容量得到有效擴(kuò)展。根據(jù)不同業(yè)務(wù)的實(shí)際需求對(duì)現(xiàn)有的頻譜資源進(jìn)行科學(xué)配置，為實(shí)現(xiàn)資源節(jié)約的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方案奠定基礎(chǔ)。與此同時(shí)，為了滿足系統(tǒng)頻繁切換的需求，可以采用新的切換算法，以此來達(dá)到減少動(dòng)態(tài)變化的目的，從而保證網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定運(yùn)行。在D2D 通信技術(shù)的應(yīng)用過程中，應(yīng)注重該技術(shù)科學(xué)合理的使用，這樣才能更好的節(jié)約資源，且在降低延遲、控制傳輸成本方面取得理想效果。

其次，在城市軌道交通工程中應(yīng)用5G 通信技術(shù)能夠發(fā)揮重要作用，為了更好地促進(jìn)城市軌道交通的發(fā)展，應(yīng)當(dāng)對(duì)5G 技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行全面了解，然后更好地發(fā)揮其作用，使該技術(shù)朝著良好的方向發(fā)展。智能控制、萬物互聯(lián)是當(dāng)前該技術(shù)的應(yīng)用趨勢(shì)，將該技術(shù)與人工智能技術(shù)結(jié)合起來，無線遠(yuǎn)程指揮城市軌道交通設(shè)施，能夠有效協(xié)調(diào)交通，實(shí)現(xiàn)安全管理，通過將5G 通信技術(shù)的優(yōu)勢(shì)最大程度地發(fā)揮出來，能使城市軌道交通工程的運(yùn)行得到保障。

另外，優(yōu)越網(wǎng)絡(luò)連接的價(jià)值顯著。5G 通信技術(shù)的應(yīng)用不僅能使網(wǎng)絡(luò)連接更加優(yōu)越，而且在改善用戶體驗(yàn)方面發(fā)揮著重要作用，其能夠在第一時(shí)間將列車與互聯(lián)網(wǎng)傳感器的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂浦行?，能提升安全防護(hù)措施。比如實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控支持面部識(shí)別，在緊急情況下，管理人員能夠快速協(xié)調(diào)車站工作人員快速做出響應(yīng)，以此來保障車站人員的安全。由此可見，5G 技術(shù)在城市軌道交通中的應(yīng)用將發(fā)揮更多的價(jià)值，優(yōu)越的網(wǎng)絡(luò)連接就是其最為突出的優(yōu)勢(shì)[5]。另外，軌道交通內(nèi)需維護(hù)很多設(shè)施，將5G 網(wǎng)絡(luò)接入回傳給專業(yè)維護(hù)人員，能提高軌道交通系統(tǒng)的維護(hù)效率，強(qiáng)化系統(tǒng)的安全性，軌道交通維護(hù)業(yè)務(wù)應(yīng)用如圖2 所示。

最后，朝著智能方面發(fā)展，在城市軌道交通中應(yīng)用5G 通信技術(shù)的優(yōu)勢(shì)十分突出，且該技術(shù)將朝著智能化方向發(fā)展，比如在深圳地鐵運(yùn)行公司竹子林車輛段召開了“智慧地鐵5G 加速——地鐵5G 車地通信全球首次應(yīng)用”發(fā)布會(huì)，共同見證了5G“神速”的一幕，該技術(shù)在智慧地鐵的各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，為促進(jìn)城市智慧交通的發(fā)展提供有利條件。根據(jù)實(shí)際調(diào)查可知，當(dāng)前深圳地鐵的每節(jié)車廂都有多個(gè)攝像頭，且車載數(shù)量都要傳到地面，其中占容量最大的是視頻錄像，應(yīng)用5G 通信技術(shù)顯著提高了傳輸速率。

圖2 軌道交通維護(hù)業(yè)務(wù)應(yīng)用

6 結(jié)語

總而言之，隨著我國科技的迅速發(fā)展，5G 通信技術(shù)越來越成熟與完善，其在社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域中得到良好應(yīng)用，該技術(shù)具有較多優(yōu)勢(shì)，可以使人們的生活與工作更加便利。將該技術(shù)應(yīng)用在城市軌道交通中，同樣可以發(fā)揮重要作用，為城市軌道交通的設(shè)計(jì)、建設(shè)與運(yùn)營提供有效指導(dǎo)，其能夠更好地促進(jìn)市軌道交通的可持續(xù)發(fā)展。