欒樹明

（通號通信信息集團有限公司，吉林 長春 130000）

1 5G技術在城市軌道交通領域的應用優(yōu)勢

1.1 高速穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸

首先，5G網絡具備更高的傳輸速率，能夠提供更大的帶寬，實現(xiàn)更快速的數(shù)據(jù)傳輸。這對城市軌道交通系統(tǒng)而言至關重要，因為大量的數(shù)據(jù)需要在車輛、信號系統(tǒng)、調度中心等多個環(huán)節(jié)之間進行實時傳輸，包括車輛位置數(shù)據(jù)、乘客需求信息、交通狀況等。高速的數(shù)據(jù)傳輸能夠保證實時性和準確性，為軌道交通的智能化運營提供強有力的支持。其次，5G網絡能夠提供更穩(wěn)定的連接。傳統(tǒng)網絡在高密度用戶和高速移動環(huán)境下容易出現(xiàn)信號干擾和傳輸中斷的問題。而5G網絡通過引入更先進的天線技術和波束賦形技術，可以有效抵抗信號干擾，并提供更穩(wěn)定的連接質量。在城市軌道交通系統(tǒng)中，車輛和設備需要保持穩(wěn)定的通信連接，以便進行實時監(jiān)控、調度和協(xié)同操作。5G技術的穩(wěn)定連接性可以提高運營效率和安全性，確保車輛和設備之間的實時信息交互[1]。

1.2 多連接性與低時延

傳統(tǒng)的通信網絡在連接設備數(shù)量眾多時容易出現(xiàn)網絡擁塞和信號沖突的問題。而5G技術支持大規(guī)模設備連接，能夠同時連接多個車輛、信號系統(tǒng)、調度中心和乘客設備等。這種多連接性使得軌道交通系統(tǒng)中的各個環(huán)節(jié)能夠實現(xiàn)實時互聯(lián)，實現(xiàn)快速數(shù)據(jù)交換和信息共享。多連接性的優(yōu)勢使得整個軌道交通系統(tǒng)能夠高效運行，提升運輸效率和安全性。另外，5G技術具備低時延特性。時延是指數(shù)據(jù)從發(fā)送端到接收端所需的時間，低時延意味著數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性更好。傳統(tǒng)網絡的時延較高，無法滿足實時通信和快速決策的需求。而5G通過優(yōu)化網絡架構和引入更快速的信號傳輸技術，實現(xiàn)了更低的時延。在城市軌道交通系統(tǒng)中，低時延對于保障運營安全和提供優(yōu)質乘客服務至關重要。

2 5G技術在城市軌道交通領域的應用方向

2.1 智能調度與管理

首先，采用5G技術能夠實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)傳輸和處理。在傳統(tǒng)的調度系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)的傳輸速率和實時性有限，導致調度決策可能存在延遲和不準確的情況。而5G技術提供高速穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸，能夠實時傳輸大量的車輛信息、乘客需求、交通狀況等數(shù)據(jù)。這使得調度中心可以及時獲取準確的數(shù)據(jù)，進行實時監(jiān)控和分析，從而做出更精確的調度決策。通過智能調度和管理能夠優(yōu)化車輛的發(fā)車間隔、調整車輛運行速度，提高運輸效率和減少擁堵現(xiàn)象。其次，5G技術支持車輛之間的實時通信和協(xié)同操作。通過在軌道交通車輛中嵌入5G通信設備，車輛之間可以進行高效的通信，共享實時信息。這種車輛間的協(xié)同操作可以實現(xiàn)列車的自主調度和運行控制，提高運輸系統(tǒng)的靈活性和適應性。車輛之間可以通過5G技術實時交換車速、位置、故障等信息，實現(xiàn)智能的車輛調度和運行控制。智能調度和管理能夠提高軌道交通系統(tǒng)的運行安全性，減少人為錯誤和事故發(fā)生的風險。最后，借助5G技術，軌道交通系統(tǒng)可以構建智能調度中心。智能調度中心通過實時監(jiān)控和數(shù)據(jù)分析，能夠對車輛、信號系統(tǒng)和乘客需求等進行全面管理。調度中心可以根據(jù)實時數(shù)據(jù)和分析結果，調整列車的發(fā)車間隔和運行速度，避免擁堵和提高運輸效率。同時，智能調度中心還能夠實時響應突發(fā)事件和故障，進行緊急調度和應急響應，保障運輸系統(tǒng)的安全性和可靠性[2]。

2.2 車輛聯(lián)網與通信

首先，5G技術支持車輛之間的實時通信和數(shù)據(jù)交換。通過在軌道交通車輛中嵌入5G通信設備，車輛之間可以進行高速穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸，這使得車輛能夠實時共享關鍵信息，如位置、速度、乘客負載等，以實現(xiàn)精確的運行控制和調度。車輛之間的實時通信還能夠提高行車安全，例如通過交換行車意圖、報警信息等，及時避免碰撞和事故發(fā)生。其次，通過5G技術實現(xiàn)了車輛與基礎設施的互聯(lián)互通。使軌道交通系統(tǒng)中的基礎設施，如信號系統(tǒng)、調度中心、車站等，可以與車輛進行實時通信，基礎設施可以向車輛發(fā)送實時的運行指令、交通信息和調度安排，實現(xiàn)對車輛的遠程監(jiān)控和控制。同時，車輛也可以向基礎設施提供實時數(shù)據(jù)，如車輛狀態(tài)、故障信息等，以供基礎設施進行準確的運行調度和維護。車輛與基礎設施的互聯(lián)互通通過5G技術實現(xiàn)，提高了軌道交通系統(tǒng)的整體智能化水平和運行效率。最后，通過車輛聯(lián)網與通信還可以提供豐富的乘客服務。通過5G技術，可使乘客獲取實時的車輛信息，如到站時間、座位信息、車廂擁擠度等。乘客可以通過智能手機等設備進行車票購買、電子支付等操作，提升乘客出行的便捷性和體驗。同時，車輛聯(lián)網還能夠支持高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)，提升乘客安全感，減少不良事件的發(fā)生[3]。

2.3 智能安防監(jiān)控

首先，5G通信技術支持高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)的實時運行。通過5G網絡的高帶寬和低時延特性，軌道交通系統(tǒng)可以搭建高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)，實時監(jiān)控車站、車輛、站臺等關鍵區(qū)域。高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)能夠提供清晰、細致的監(jiān)控畫面，有助于監(jiān)測潛在的安全隱患和異常情況。通過應用5G技術，監(jiān)控數(shù)據(jù)能夠實時傳輸?shù)街付ǖ陌卜乐行?，使安防人員能夠及時發(fā)現(xiàn)并應對安全問題，提升運輸系統(tǒng)的安全性和可靠性。其次，5G技術支持智能安防設備的聯(lián)網和遠程控制。軌道交通系統(tǒng)中可以利用5G技術將安防設備，如入侵檢測系統(tǒng)、煙霧報警器、緊急呼叫裝置等，連接到統(tǒng)一的安防監(jiān)控中心。通過遠程控制，安防人員可以對設備進行實時監(jiān)控和操作，及時響應緊急情況。例如，當發(fā)生安全問題時，安防人員可以通過遠程控制系統(tǒng)關閉車站出入口、啟動緊急停車裝置等，保障乘客和工作人員的安全。另外，5G技術還支持智能化的人員定位和緊急救援功能。在軌道交通系統(tǒng)中使用5G通信設備，可以實時獲取乘客和工作人員的位置信息。這使得安防人員能夠快速定位遇險者，并迅速進行緊急救援。同時，通過5G技術還可以實現(xiàn)與乘客的實時通信，以提供指導和安撫，確保乘客在緊急情況下能夠得到及時的幫助和支持。

3 5G技術在城市軌道交通中領域應用措施

3.1 建設高密度基站

增加基站的密度，即在城市軌道交通線路沿線布置更多的基站，可以有效提升5G網絡的覆蓋范圍和信號質量，為乘客提供穩(wěn)定、高速的通信體驗。首先，高密度基站的建設可以解決信號覆蓋盲區(qū)問題。在城市軌道交通的地下隧道、地下車站等復雜環(huán)境中，由于信號的穿透性和傳播特性限制，存在信號覆蓋不穩(wěn)定的問題。增加基站的密度，可以消除信號盲區(qū)，確保在隧道和車站等區(qū)域內信號的穩(wěn)定覆蓋。這使得乘客可以在地下交通環(huán)境中依然享受到高速、可靠的5G通信服務，進行網絡通話、數(shù)據(jù)傳輸、在線娛樂等操作。其次，高密度基站的建設可以提高網絡容量和傳輸速率。在城市軌道交通中，由于乘客密集、數(shù)據(jù)需求高等因素，網絡容量和傳輸速率成為關鍵問題。增加基站的密度，可以有效增加網絡容量，滿足大量乘客同時接入網絡的需求。高密度基站的部署還可以減少用戶間的干擾，提升網絡傳輸速率和穩(wěn)定性，確保乘客在高峰時段和擁擠區(qū)域仍能夠流暢地使用各種在線服務。此外，高密度基站的建設也為未來智能化應用奠定了基礎。隨著城市軌道交通的發(fā)展，智能化應用如自動駕駛列車、車站智能化管理等將逐漸成為現(xiàn)實，這些應用對于穩(wěn)定、低時延的通信環(huán)境要求極高，建設高密度基站，可以為這些智能化應用提供強有力的網絡支持，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時傳輸和高效處理，提升軌道交通系統(tǒng)的安全性、運行效率和智能化水平[4]。

3.2 引入車載終端設備

在車輛上安裝車載終端設備，可以實現(xiàn)車輛聯(lián)網和實時數(shù)據(jù)傳輸，為乘客和運營管理提供更多的便利和智能化服務。首先，引入車載終端設備可以實現(xiàn)車輛聯(lián)網和實時監(jiān)控。車載終端設備通過5G技術與網絡連接，可以實時傳輸車輛的位置、運行狀態(tài)、能耗信息等數(shù)據(jù)到運營管理中心。這使得運營管理人員能夠實時監(jiān)控車輛的運行情況，及時掌握車輛位置和運行狀況，實施有效的調度和管理。同時，車載終端設備也可以與乘客信息系統(tǒng)相連，將實時的車輛位置和到站時間等信息提供給乘客，提升乘客的出行體驗。其次，引入車載終端設備可以支持智能化的車輛診斷和維護。車載終端設備可以實時采集車輛的傳感器數(shù)據(jù)、故障診斷信息等，并通過5G技術傳輸?shù)骄S修中心。維修人員可以通過遠程監(jiān)測和診斷方式及時發(fā)現(xiàn)車輛故障，并提供準確的維修方案。這有助于提高車輛的可靠性和安全性，減少故障發(fā)生和維修時間，保證軌道交通系統(tǒng)的正常運行。再次，引入車載終端設備還可以支持智能化的乘客服務。通過車載終端設備，乘客可以享受到更多個性化的服務。例如，車載終端設備可以提供實時的乘車信息，包括車次信息、站點信息、換乘指引等。乘客還可以通過車載終端設備訪問互聯(lián)網，享受在線娛樂、電子閱讀等多種服務。另外，車載終端設備還可以支持無現(xiàn)金支付、電子車票等便捷的支付方式，提升乘客的出行體驗。

3.3 構建智能調度中心

建立智能調度中心，可以實現(xiàn)對列車運行、乘客信息和系統(tǒng)管理等方面的智能化監(jiān)控和調度，提升軌道交通系統(tǒng)的運行效率和安全性。首先，智能調度中心可以實現(xiàn)實時列車監(jiān)控和調度。通過應用5G技術，軌道交通系統(tǒng)可以實時傳輸列車的位置、速度、運行狀態(tài)等信息到智能調度中心。智能調度中心利用這些數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)控和分析，可以對列車的運行情況進行精確掌握，包括車輛的準點情況、運行速度等?；谶@些數(shù)據(jù)，智能調度中心可以進行實時的列車調度和優(yōu)化，確保列車運行的平穩(wěn)性和高效性。其次，智能調度中心可以實現(xiàn)乘客信息管理和服務優(yōu)化。通過應用5G技術，智能調度中心可以獲取乘客的實時信息，包括乘車人數(shù)、站點擁擠度、乘車偏好等。借助這些數(shù)據(jù)，智能調度中心可以實施智能乘客分流和調度，優(yōu)化站點運行和乘車體驗。例如，在高峰時段，智能調度中心可以通過乘客流量分析，及時調整列車的運行頻率和站點停留時間，以減輕擁擠情況，提高乘車效率。最后，智能調度中心可以實現(xiàn)系統(tǒng)故障監(jiān)測和預警。通過應用5G技術，智能調度中心可以實時接收車輛傳感器數(shù)據(jù)、設備狀態(tài)信息等。這使得智能調度中心能夠及時檢測系統(tǒng)故障和異常情況，包括車輛故障、設備損壞等。一旦發(fā)現(xiàn)問題，智能調度中心可以快速發(fā)出預警并采取相應的應急措施，以確保軌道交通系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定運行[5]。

4 結束語

5G技術在城市軌道交通領域的應用，為智能調度、車輛聯(lián)網、安防監(jiān)控和乘客服務等方面帶來了諸多優(yōu)勢。借助5G技術高速穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸和多連接性與低時延特性，實現(xiàn)了智能化、高效率的運行管理。建設高密度基站和引入車載終端設備，可進一步提升5G網絡覆蓋能力和服務質量。通過這些可措施構建一個智能、便捷、安全的城市軌道交通系統(tǒng)，為乘客出行帶來更好的體驗和服務。隨著技術的不斷進步，5G技術在城市軌道交通領域的應用前景將更加廣闊。■