田甜

摘 要：近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)也迅速發(fā)展起來(lái)，5G技術(shù)高科技移動(dòng)通信技術(shù)，在全球范圍內(nèi)逐漸興起。城市軌道交通技術(shù)作為一個(gè)大型城市發(fā)展的重要樞紐，也離不開(kāi)移動(dòng)通信技術(shù)的支持，借助5G技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，能夠有效地推動(dòng)城市軌道交通的健康發(fā)展，使人們?nèi)粘９ぷ魃畛鲂懈颖憬荨?/p>

關(guān)鍵詞：5G技術(shù);軌道交通;應(yīng)用

1 背景

隨著軌道交通運(yùn)營(yíng)信息化、無(wú)人駕駛技術(shù)的廣泛應(yīng)用，越來(lái)越多的信息和數(shù)據(jù)需要引入更加先進(jìn)的無(wú)線通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)更快速高效地傳輸，5G技術(shù)在軌道交通中的應(yīng)用也迫在眉睫。5G技術(shù)的興起，能夠推動(dòng)軌道交通的發(fā)展與應(yīng)用，為人們的出行提供更便利的條件，有效地推動(dòng)了城市社會(huì)經(jīng)濟(jì)的全面發(fā)展，使得城市經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益得到了顯著的提升。

2 5G通信技術(shù)

5G技術(shù)是最新一代蜂窩移動(dòng)通信技術(shù)。5G技術(shù)通過(guò)應(yīng)用各種集成技術(shù)及信息技術(shù)，有效地實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)效率的提升。相比其他通信技術(shù)，5G技術(shù)具有多個(gè)優(yōu)點(diǎn)：（1）頻譜資源得到了更好地利用。無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)頻譜資源過(guò)度聚集會(huì)降低無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)在傳輸時(shí)信息交換的速度、降低信息交換的質(zhì)量。5G網(wǎng)絡(luò)能夠有效、科學(xué)的使用頻譜資源，信息交換速度的可靠性和有效性進(jìn)一步提升。（2）更大的系統(tǒng)容量。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，通信數(shù)據(jù)不斷增加，現(xiàn)有的4G技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)上難以滿足信息數(shù)據(jù)的需求。（3）更好的用戶(hù)體驗(yàn)。當(dāng)數(shù)據(jù)交換的速度達(dá)到用戶(hù)的使用需求時(shí)，人們會(huì)向往更好的服務(wù)感受，用戶(hù)對(duì)數(shù)據(jù)交換速度的要求會(huì)不斷的增高。

3 城市軌道交通中的通信技術(shù)

城市軌道交通的通信技術(shù)主要包括有線通信和無(wú)線通信，隨著軌道交通的不斷發(fā)展，無(wú)線通信技術(shù)得到了快速的發(fā)展，通過(guò)通信技術(shù)的發(fā)展構(gòu)建大規(guī)模的物聯(lián)網(wǎng)，讓物體之間的連接不受地域的限制，人們可以實(shí)時(shí)地進(jìn)行通訊。城市軌道交通中的通信技術(shù)，并不單是電話系統(tǒng)，還有傳輸系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)、乘客信息系統(tǒng)、視頻監(jiān)控等。傳輸系統(tǒng)連接著各個(gè)通信環(huán)節(jié)，直接影響通信系統(tǒng)信息傳輸質(zhì)量;廣播系統(tǒng)是通信系統(tǒng)中的一個(gè)專(zhuān)用系統(tǒng)，主要用來(lái)提供客運(yùn)服務(wù)、廣播信息，有效地提高了城市軌道交通服務(wù)質(zhì)量以及應(yīng)急搶險(xiǎn)的能力;乘客信息系統(tǒng)是借助通信技術(shù)在站廳、站臺(tái)、列車(chē)客室為乘客提供乘車(chē)信息;視頻監(jiān)控系統(tǒng)是借助攝像頭、傳感器等先進(jìn)技術(shù)對(duì)城市軌道交通各重要區(qū)段進(jìn)行有效監(jiān)控。這些系統(tǒng)承載語(yǔ)音、圖像、文字等各種數(shù)據(jù)信息，有效地促進(jìn)城市軌道交通的安全、穩(wěn)定的運(yùn)行。

4 5G技術(shù)在城市軌道交通中的應(yīng)用

人工智能的發(fā)展帶來(lái)了新一輪的科技革命和產(chǎn)業(yè)革命，5G通信技術(shù)推動(dòng)軌道交通更加自動(dòng)化、高效化、系統(tǒng)化，不斷地增強(qiáng)軌道交通的靈活性。充分利用5G技術(shù)，了解技術(shù)在軌道交通中應(yīng)用，利用信息技術(shù)，助力軌道交通高質(zhì)量的發(fā)展。隨著軌道交通行業(yè)的信息技術(shù)和控制技術(shù)的不斷更新，無(wú)線業(yè)務(wù)也在不斷發(fā)展和升級(jí)，在需求上也將出現(xiàn)新的變化：

（1）列控信號(hào)技術(shù)：無(wú)人駕駛技術(shù)已在部分城市開(kāi)始應(yīng)用，列控?cái)?shù)據(jù)速率更快、端到端業(yè)務(wù)的時(shí)延更小。

（2）集群業(yè)務(wù)：隨著寬帶集群的應(yīng)用，視頻組呼應(yīng)用會(huì)越來(lái)越多，對(duì)無(wú)線傳輸通道的帶寬需求越大。

（3）列車(chē)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控：行車(chē)數(shù)據(jù)不斷下發(fā)到地面服務(wù)器，對(duì)列車(chē)實(shí)時(shí)信息進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析，對(duì)實(shí)時(shí)性要求更高，現(xiàn)有的系統(tǒng)數(shù)據(jù)部分是在空閑時(shí)間傳至后臺(tái)。

（4）視頻監(jiān)控：目前監(jiān)控使用的高清攝像頭以1 080 P為主，每路需寬帶2 Mbit/s～4 Mbit/s，現(xiàn)有的通信系統(tǒng)不足以承受列車(chē)上所有的攝像頭回傳，列車(chē)上監(jiān)控實(shí)時(shí)上傳監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)對(duì)帶寬的要求將越來(lái)越高。

（5）PIS業(yè)務(wù)：PIS業(yè)務(wù)采用組播方式，目前一條線路只能傳輸一套PIS視頻，未來(lái)在帶寬允許的情況下，可以同時(shí)發(fā)送多套PIS視頻，使同一車(chē)廂的不同屏幕上播放不同的內(nèi)容。

除了上述傳統(tǒng)的軌道交通業(yè)務(wù)外，5G技術(shù)的發(fā)展將會(huì)帶來(lái)大量的新業(yè)務(wù)，例如面向運(yùn)營(yíng)維護(hù)、面向乘客出行、面向應(yīng)急防災(zāi)等。

（1）運(yùn)營(yíng)維護(hù)：軌道交通需要維護(hù)的設(shè)備設(shè)施多、分布廣、維護(hù)工作量大，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)采集各類(lèi)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)狀態(tài)，通過(guò)無(wú)線通信系統(tǒng)上傳至各平臺(tái)，通過(guò)平臺(tái)對(duì)狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱患，由被動(dòng)維護(hù)轉(zhuǎn)為主動(dòng)監(jiān)測(cè)，提高軌道交通系統(tǒng)的維護(hù)效率和安全性。

（2）面向乘客：通過(guò)高速的通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)地鐵網(wǎng)絡(luò)購(gòu)票，實(shí)時(shí)查詢(xún)列車(chē)到發(fā)站信息，獲取列車(chē)擁擠度情況，為乘客出行提供參考，提高服務(wù)水平[1]。

（3）應(yīng)急防災(zāi)：軌道交通隧道環(huán)境復(fù)雜、客流量大、發(fā)車(chē)密集，一旦發(fā)生緊急情況，可以通過(guò)高速率的無(wú)線通信系統(tǒng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)情況直播和緊急調(diào)度，及時(shí)反應(yīng)、提高臨時(shí)處置效率。

5 5G技術(shù)應(yīng)用測(cè)試

測(cè)試系統(tǒng)以PIS、CCTV、CBTC系統(tǒng)為主，目前車(chē)載PIS、CCTV車(chē)地?zé)o線使用5.8GWIFI，控制中心可調(diào)看指定車(chē)廂的車(chē)載視頻，但無(wú)法同時(shí)調(diào)看全車(chē)車(chē)載視頻。在CBTC車(chē)地?zé)o線通信基礎(chǔ)上增加5G備用網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)CBTC失去通信時(shí)，可切換至5G備用網(wǎng)絡(luò)，保證CBTC通信。

機(jī)房部分由WLAN車(chē)地?zé)o線系統(tǒng)增加一臺(tái)5G測(cè)試專(zhuān)用GCC設(shè)備，不影響現(xiàn)有WLAN系統(tǒng)的地面GCC正常使用。車(chē)載部分僅在指定測(cè)試車(chē)輛TCC中切換車(chē)地通信路由，不影響其他列車(chē)的TCC正常工作。

在中心機(jī)房修改LINUX服務(wù)器上切換測(cè)試軟件所在目錄，修改配置文件上網(wǎng)絡(luò)IP，IP未指定列車(chē)TCC的5G網(wǎng)絡(luò)IP，此時(shí)指定列車(chē)TCC上5G網(wǎng)絡(luò)IP若聯(lián)通則表示切換成功，列車(chē)上PIS、CCTV數(shù)據(jù)將從5G網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至控制中心。CBTC的服務(wù)器與Netbox軟件版本不變，數(shù)據(jù)版本重新配置，即可完成由原有的1.8GWIFI通道從Netbox中讀取的信息切換至5G網(wǎng)絡(luò)。

通過(guò)上述方法，可以實(shí)現(xiàn)PIS、CCTV、CBTC系統(tǒng)由原有無(wú)線通信技術(shù)切換為5G網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)5G技術(shù)，PIS、系統(tǒng)將可以上傳更大容量的數(shù)據(jù)，為乘客提供更便捷的服務(wù);車(chē)載CCTV帶寬更高，分辨率更清晰;CBTC系統(tǒng)將5G網(wǎng)絡(luò)作為備用網(wǎng)絡(luò)，保證了通信的安全。

5G的應(yīng)用還有很多創(chuàng)新的場(chǎng)景，如基于5G無(wú)線技術(shù)列調(diào)、無(wú)人駕駛下的列車(chē)遠(yuǎn)程控制、列車(chē)TCMS信息回傳、可視對(duì)講以及設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)等。因城市軌道交通系統(tǒng)的特殊性，5G技術(shù)在軌道交通行業(yè)的應(yīng)用需循序漸進(jìn)，保證軌道交通安全、高效的運(yùn)營(yíng)[2]。

6 結(jié)語(yǔ)

借助5G技術(shù)，能夠使信息傳輸范圍變得更加廣泛，從而有效地解決軌道交通中面臨的各種問(wèn)題，使軌道交通的發(fā)展邁入新的階段。當(dāng)然，5G技術(shù)在現(xiàn)在的應(yīng)用并不是十分全面，還存在很多問(wèn)題。5G技術(shù)在現(xiàn)階段主要是以節(jié)約資源、提高效率為主，安全性還不能保障，5G技術(shù)正處于發(fā)展的階段，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展需遵循循序漸進(jìn)的過(guò)程，保證在現(xiàn)有通訊基礎(chǔ)上進(jìn)行改造和升級(jí)，當(dāng)5G網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時(shí)，能迅速轉(zhuǎn)換到其他通訊設(shè)備上，以此保證列車(chē)的運(yùn)行安全，提高通信的技術(shù)安全水平，促進(jìn)通信資源的有效利用。

參考文獻(xiàn)：

[1]李佳寧，蔡曉蕾，鄭軍.5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及其在城市軌道交通的無(wú)線覆蓋[J].現(xiàn)代城市軌道交通，2020（8）：125-128.

[2]林昊.5G通信技術(shù)在城市軌道交通中的應(yīng)用[J].集成電路應(yīng)用，2020，37（8）：128-129.