5G无线通信技术在城市轨道交通中的应用

5G无线通信技术在城市轨道交通中的应用

韩奇

天津保富电气有限公司  天津市 300384

摘要：5G无线通信技术在城市交通轨道中的应用，为城市轨道交通系统信息传输提供了技术支持，使得各个线路能够实现正常运营，解决了传统无线通信时延较长、传输速率较低等问题，切实满足了城市轨道交通日渐增多的传输信息量需求，确保各个系统能够在高速运行环境下实现稳定的无线信息传输。因此，在本文中就首先简单介绍了5G通信技术概述，探讨了5G技术在轨道交通中的具体应用，并且对5G通信技术在轨道交通中应用前景进行了分析。

关键词：5G通信技术；轨道交通行业；应用

引言

轨道交通涵盖了列车、轨道、车站、配电网、维护检修基地、通信、控制中心等，是一个错综复杂的体系。它借助指挥控制、集中调度等手段，保证列车平稳有序运行。因为轨道交通系统一直都在高速运行，因此地面和列车间的无线通信技术，始终影响着轨道交通领域的信息发展。当前，5G技术得到日益广泛的运用，可以保证安全、可靠地进行信息传递。

15G通信技术概述

城市轨道交通高效且安全的运行与通信技术有着密不可分的联系。轨道交通中所产生的音频、视频以及数据等都需要通信系统来实现传输。通信系统在轨道交通中具有网络管理的作用，其传输效能将直接影响轨道交通的安全运行。城市轨道交通在城市的地下或高大建筑之间运行，主要依靠卫星传输技术无法实现实时信息的高效传输，因此在轨道交通中无法使用卫星传输技术。但是，随着通信技术的快速发展，城市轨道交通中的通信技术逐渐从传统的无线局域网（WirelessLocalAreaNetworks，WLAN）技术转变为4G技术。通信技术主要分为无线通信和有线通信两方面。无线通信技术主要是指在应急或突发状况的抢险救灾过程中，实现抢修工作人员与地面管理工作人员、车辆驾驶员之间的实时通信。它的通信方法主要包括车地通信和车车通信两方面。对车地通信来说，在列车运行控制系统的信号系统中，对列车运行的上行、下行管道速度需求越来越高，因此提升更高速度的通信技术有着更切实的应用前景。但是，在车车通信中，对减少信息传送时限和距离，从而提升信息传递效能也具有更高的要求。相较于无线通信，有线通信的抗干扰能力更强、信息传输速率也更快。在城市轨道交通中，将无线通信技术和有线通信技术相结合，构成了一个多传输模式的通信网，能够极大提升地面通信的有效性，从而更全面维护城市轨道交通的安全。

25G无线通信技术在轨道交通中的应用

2.1车地通信

在轨道交通系统中使用5G技术能够建立车与地面之间的无线网络，从而将列车中收集到的图像视频传输到地面，以更快的速度完成数据的存储，然后将这些数据进行集中管理，能够有效提升列车的运行效率。使用5G技术还能够对列车的实时运行状况进行监控，一旦车厢内部出现意外状况，就能够第一时间进行响应，以此来保证轨道交通系统的安全稳定运行，为广大乘客提供更加安全的出行环境。控制中心也可以利用5G技术随时下载列车上的监控图像和视频，为控制中心进行决策提供便利。此外，使用5G网络还能够为运营管理系统打开信息通道，建造集平台层、设施层、应用层于一体的智慧化管理平台，这样管理平台就具备更强的智能分析感知联动能力，为上层的运营服务提供更多的技术支持。

2.2轻轨车站机器人巡检

通过在轻轨站台内放置巡检机器人，也能够对展台的安全进行实时监控，训练机器人上搭载了性能更高的监控设备，例如测温仪、高清摄像、红外成像仪等等，会根据提前设置好的巡检路径，对于车站内部的各项设施和区域进行全面检查，这样就能够有效减少固定传感器以及监测仪器的数量，从而减少线缆铺设的工作量，同时对于一些原有的设备也不需要再次进行升级改造，有效降低了车站运营的整体成本投入。巡检机器人的自动化巡检范围能够扩大至轻轨的配电系统、隧道、线路以及一些其他的设备，在巡检过程中，设备运行状态的传输以及图像的传输都是利用5G技术来实现的，将这些数据信息传递到控制中心以后，就会通过大数据技术对于设备运行过程中潜在的故障进行快速分析和定位，确保能够在第一时间内对故障进行处理，处理完成后还能够对故障位置进行再次检查，以此来保障轨道交通系统的安全稳定运行。通过巡检机器人对于重要的位置进行仔细巡检，也能够有效降低巡查人员的作业量，提升工作效率。

2.3网络切片管理

第一，轨道交通系统运行过程中，不同的应用场景对于网络空口也会有着不同的要求，在利用网络切片技术对复杂网络进行部署和管理时，需要结合不同的虚拟网络实际要求，包括带宽、安全性等等进行科学合理的划分。充分利用其灵活性特点，来满足不同场景对于网络的实际需求，同时网络切片技术还是一个端到端的网络，可以使用一组网络资源与构件进行连接，形成一个网格切片。在轨道交通系统中使用5G技术，网络切片技术必然是未来的发展主要趋势。第二，在3GPP标准下，现有的网络切片技术已经逐步能够完成基本的网络切片定义以及相关功能，也为未来5G技术网络切片部署和业务的实现打下了良好的基础。就目前的实际状况来看，网络切片技术并没有实现标准化，但是仍然可以结合轨道交通系统的实际特点，设置特定的网络切片方案。

35G通信技术在轨道交通中应用前景

3.1技术发展趋势分析

当前要达到轨道交通的可靠的通信连接，必须继续使用最新、最完善的无线通信技术，但是必须考虑轨道交通的具体需求进行网络系统的整合。目前，城市轨道交通紧随社会发展，积极将新型先进的通信科技运用到交通系统中，不断提高轨道交通系统网络的效能，进而带动了轨道交通行业的快速发展。

3.2技术特点分析

与4G相比，5G通信技术具有更好的频带宽度、大容量、高速率等特点。但是，由于它采用的波段较大，使得5G的数据传输功能明显低于4G，而MINO技术可弥补这一缺点。但是，天线阵列的使用将会占据极大的车体空间，会对整个系统布局产生负面影响，且对于中继基站的安装也是一个难题，加大了整个系统的安全保障难度，因此在短期内对于这一新技术的使用仍存在着许多不明确的问题。

3.3产业发展趋势分析

无线通信技术从开发到投入使用都是一个漫长的过程，因此只有不断优化信息技术，才能推进通信技术在轨道交通中的发展，才能使通信技术为产业链的发展带来前进动力。随着我国科学技术的高速发展，通信技术在轨道交通中的适应阶段可能会逐渐缩短。当然，对轨道交通而言，新型技术在使用过程中难免需要经过反复的试验与调整，才能达到最佳效果，才能凸显5G通信在轨道交通中的应用优势。

结束语

现如今，大部分的城市已经完成了轨道交通系统的5G建设，而在未来发展过程中，我们也需要全面研究轨道交通系统中5G技术应用中存在的不足，并且采取有效的完善对策，充分发挥5G无线通信技术的应用优势，更好地解决轨道交通系统运行中面临的难题，以此来促进交通行业的良性发展。

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