劉兵

摘要：近年來，隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，我國(guó)的5G通信技術(shù)逐漸覆蓋到各個(gè)范圍當(dāng)中。而城市軌道交通作為交通行業(yè)發(fā)展中的重要部分，必須有效的對(duì)其進(jìn)行相關(guān)管理工作，有效的借助5G網(wǎng)絡(luò)推動(dòng)其發(fā)展進(jìn)步。通過借助5G通信技術(shù)能夠在城市軌道交通中加快推進(jìn)其體系的不斷完善與建設(shè)，同時(shí)還能夠加快通信效率，保障其正常運(yùn)行。但是目前5G技術(shù)的應(yīng)用只是其中一小部分，其中的優(yōu)點(diǎn)還有待我們深入挖掘與提高。在此前提下，本文對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的分析與探討。

關(guān)鍵詞：城市軌道交通;5G通信技術(shù);應(yīng)用

引言

在人類社會(huì)生產(chǎn)力水平的不斷發(fā)展和提升下，交通運(yùn)輸行業(yè)得到了迅速發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了從單點(diǎn)轉(zhuǎn)化為規(guī)?；?、機(jī)構(gòu)化的運(yùn)行，不僅提升了運(yùn)輸效率，而且保證了運(yùn)輸?shù)陌踩浴３鞘熊壍澜煌ㄊ钱?dāng)前發(fā)展的主流交通方式，有著安全系數(shù)高、速度快、可靠性強(qiáng)、運(yùn)輸量大的優(yōu)勢(shì)，迅速發(fā)展的5G通信技術(shù)，為城市軌道交通的發(fā)展解決了各類技術(shù)難題。

15G技術(shù)優(yōu)勢(shì)與發(fā)展

5G是對(duì)第五代移動(dòng)通信技術(shù)（Fifthgenerationmobilecommunicationtechnology）的簡(jiǎn)稱，是基于4G延伸的移動(dòng)通信技術(shù)。作為新一代移動(dòng)通信技術(shù)，5G通信實(shí)現(xiàn)了眾多先進(jìn)技術(shù)的整合應(yīng)用，超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)、大規(guī)模天線陣列（massiveMIMO）、端對(duì)端通信（D2D）、切片、邊緣計(jì)算（MEC）等技術(shù)的發(fā)展和普及，將向超高速、高可靠、低時(shí)延、大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)時(shí)代邁進(jìn)。

在先進(jìn)技術(shù)結(jié)合應(yīng)用下，5G網(wǎng)絡(luò)在以下場(chǎng)景中具備較高應(yīng)用價(jià)值與應(yīng)用前景：（1）超高速場(chǎng)景，如滿足高速列車控制系統(tǒng)通信需求，實(shí)現(xiàn)狀態(tài)信息高效傳輸，提升高速列車運(yùn)行穩(wěn)定性與安全性;（2）高可靠、低時(shí)延場(chǎng)景，覆蓋范圍不斷拓展，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部實(shí)時(shí)通信，提升通信可靠性;（3）大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)場(chǎng)景，滿足大規(guī)模通信設(shè)備連接需求，使眾多人參與到通信事件中，進(jìn)行同步交流，構(gòu)建“萬物物聯(lián)”網(wǎng)絡(luò)體系。對(duì)4G通信技術(shù)與5G通信技術(shù)對(duì)比分析，可以發(fā)現(xiàn)5G通信技術(shù)傳輸速率更高，信息傳輸速率可達(dá)到10Gbps是4G（100Mbps）的百倍，信息容量更大，可靠性更強(qiáng)，資源利用率更高，能夠滿足城市軌道交通的通信需求。

2城市軌道交通中傳統(tǒng)通信技術(shù)存在的問題

在城市軌道交通中，傳統(tǒng)通信技術(shù)的應(yīng)用存在一些不足之處，傳統(tǒng)的無線通信技術(shù)主要為WLAN、LTE，在設(shè)備選型時(shí)，需要對(duì)各項(xiàng)業(yè)務(wù)進(jìn)行評(píng)估后再選擇。其中，LTE能夠滿足智能運(yùn)營(yíng)維護(hù)、寬帶視頻、多媒體集群等業(yè)務(wù)要求，是軌道交通行業(yè)發(fā)展的熱點(diǎn)。WLAN可以應(yīng)用在移動(dòng)辦公、智能運(yùn)營(yíng)維護(hù)、服務(wù)型業(yè)務(wù)、寬帶視頻等領(lǐng)域，在軌道交通中的應(yīng)用也已經(jīng)成熟，但是，頻段之間容易發(fā)生信號(hào)干擾，安全性還有待提升。在很長(zhǎng)一段時(shí)期中，我國(guó)城市軌道交通是多種技術(shù)并存，傳統(tǒng)的通信技術(shù)存在諸多問題，影響了軌道交通業(yè)務(wù)的發(fā)展，其建設(shè)和維護(hù)成本相對(duì)較高，缺乏良好的抗干擾能力，傳輸速率也具有局限性，無法支持高速運(yùn)行和智能化發(fā)展。在這一歷史背景下，需要讓城市軌道交通朝著穩(wěn)定傳輸、更高移動(dòng)性、多樣化應(yīng)用方向發(fā)展，以更好地滿足人們的智能化體驗(yàn)，而傳統(tǒng)的技術(shù)很難達(dá)到這一要求。5G通信技術(shù)已經(jīng)成為解決城市軌道交通問題的實(shí)用技術(shù)，能夠縮短信息傳輸時(shí)間，確保信息傳遞的可靠性、及時(shí)性，還可以創(chuàng)建物聯(lián)網(wǎng)，讓用戶通信不再單一局限在某個(gè)區(qū)域，能夠有效提高運(yùn)營(yíng)效率，其中的D2D通信功能可以減輕基站負(fù)擔(dān)，有助于城市軌道交通系統(tǒng)的穩(wěn)定、安全運(yùn)行。

3城市軌道交通中5G通信技術(shù)的具體應(yīng)用

3.1在高速通信中的應(yīng)用

通過對(duì)我國(guó)目前的城市軌道交通系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)分析我們可以發(fā)現(xiàn)，一般情況下其主要使用LTE-M系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)工作，而這一系統(tǒng)的應(yīng)用需要受到頻段限制，通常處于1785～1805MHz，但是這一頻段還非常容易受到其他地區(qū)的資源使用的限制，通常情況下只按照10MHz的頻率進(jìn)行軌道交通運(yùn)營(yíng)工作。并且，為了保障信息系統(tǒng)的信息傳播功能的實(shí)現(xiàn)，還會(huì)將寬帶分為兩種冗余方式進(jìn)行有關(guān)工作。在此前提下，數(shù)據(jù)通信模式的數(shù)據(jù)吞吐量平均為上行通信3.3，下行通信吞吐量平均為8.4。雖然目前對(duì)于調(diào)度工作沒有具體要求，但是按照常規(guī)操作來說，單路高清視頻必須小于4Mbit/s（H.264）。在此基礎(chǔ)上，我們可以發(fā)現(xiàn)10MHz的寬帶在分為A，B兩種冗余方式之后根本難以有效滿足相關(guān)工作需求。例如，在同一小區(qū)內(nèi)，多輛車輛要進(jìn)行多列圖像傳輸和通信傳輸，一個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)不能接收多列車輛，工作擴(kuò)展有限。因此，為了有效解決這一問題就需要5G通信的應(yīng)用。

5G通信技術(shù)有多種技術(shù)，可以提高頻率效率，比起現(xiàn)有的寬帶，可以提高通信速度。5G通信技術(shù)又包含了更為高級(jí)的頻段，可以消除以往頻率資源的稀薄，實(shí)現(xiàn)高速和短距離通信。利用各種技術(shù)，頻率效率可以比4G通信提高5至10倍。因此，5G通信技術(shù)不僅可以通過單一網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一傳送多個(gè)數(shù)據(jù)，而且還可以添加多個(gè)HD錄像帶，簡(jiǎn)單化新的線路網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方式，保障以后的維護(hù)工作順利進(jìn)行。5G通信的普及，既能減少城市鐵路周邊的工程量，又能保證空間改造和施工。

3.2無線數(shù)據(jù)傳輸

現(xiàn)階段城市軌道交通LTE-M系統(tǒng)應(yīng)用的頻率范圍為1785～1805MHz，但受限于各地區(qū)頻率資源的應(yīng)用，一般只允許其中的10MHz網(wǎng)絡(luò)用于城市軌道交通。充分考慮數(shù)據(jù)信號(hào)系統(tǒng)的可靠要求，將10MHz的網(wǎng)絡(luò)帶寬劃分為A、B雙網(wǎng)（5CHZ）進(jìn)行通信。根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)量單一網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用和單一泄漏電纜條件下的數(shù)據(jù)信息傳輸。

一方面，5G利用多種技術(shù)提高頻段的效率，在原有網(wǎng)絡(luò)帶寬下提供更高的通信速度。另一方面，使用更高的頻段可以減少頻段資源焦慮的現(xiàn)狀，完成極快、極短的Route通信。全面多樣的技術(shù)改進(jìn)，5G互聯(lián)網(wǎng)與4G互聯(lián)網(wǎng)相比，頻段效率提升了5-10倍。根據(jù)當(dāng)前檢測(cè)速度，當(dāng)前上下行平均通信速度可以提高到18.5～37Mbit/s，通信速度可以增加到42～84Mbit/s。這樣，不僅單個(gè)網(wǎng)絡(luò)能夠全面安裝當(dāng)前所有的業(yè)務(wù)流程，還可以提升多路超清視頻，滿足海量業(yè)務(wù)流程的需求，不僅簡(jiǎn)化了業(yè)務(wù)流程的復(fù)雜性。新的線路網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方案，也降低了維護(hù)難度系數(shù)提高。隨著5G網(wǎng)絡(luò)綜合承載能力的提高，軌旁設(shè)備的工程建設(shè)和安裝逐漸減少，有利于滿足建設(shè)周期短、相對(duì)有限的長(zhǎng)線項(xiàng)目的改造需求。

3.3物聯(lián)通信提升體驗(yàn)

乘客智能出行是發(fā)展趨勢(shì)，5G技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用將拉近乘客距離，乘客可實(shí)現(xiàn)軌道交通網(wǎng)絡(luò)購(gòu)票，實(shí)時(shí)查尋列車到、發(fā)站信息、車站擁擠情況，定位商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)等，為乘客出行提供參考，提高地鐵服務(wù)水平和舒適度。地鐵運(yùn)營(yíng)也可通過大數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，實(shí)時(shí)發(fā)布和接收地鐵、公交信息等，實(shí)現(xiàn)站內(nèi)分區(qū)疏散、站外潛在乘客引導(dǎo)換乘，提升乘客感受。此外5G高速網(wǎng)絡(luò)可使更多的視頻影像、廣告等實(shí)時(shí)精準(zhǔn)下發(fā)，視頻播放更加清晰，以實(shí)現(xiàn)地鐵商業(yè)精準(zhǔn)營(yíng)銷，提升客戶觀感體驗(yàn)，提升溢價(jià)能力。

4結(jié)束語

總而言之，通過上述分析我們可以發(fā)現(xiàn)在城市軌道系統(tǒng)當(dāng)中5G技術(shù)逐漸得到了應(yīng)用。目前，我國(guó)在城市交通軌道系統(tǒng)當(dāng)中所應(yīng)用的普遍為4G技術(shù)，而5G技術(shù)相比于4G技術(shù)來說，其中存在著一定優(yōu)勢(shì)，并且在5G技術(shù)的作用下能夠促進(jìn)其系統(tǒng)的不斷完善，保障交通運(yùn)行安全。在5G通信技術(shù)的作用被不斷發(fā)掘下，其在軌道交通中的應(yīng)用會(huì)被逐漸普及。

參考文獻(xiàn)：

[1]張哲.城市軌道交通中5G通信技術(shù)的應(yīng)用探討[J].建材與裝飾，2020（15）：263-266.