城市軌道交通中5G 通信技術的運用

李想

（西安市城市照明管護中心，陜西 西安710000）

隨著社會經濟的快速發(fā)展，5G 通信技術在人們的生活、工作中得到了廣泛的應用，5G 技術在城市軌道交通上的應用也越來越全面，從而使人們可以獲得更多優(yōu)質的服務，足不出戶就可以了解出行信息。所以，為了保證我國城市軌道交通行業(yè)的快速、穩(wěn)定發(fā)展，必須要應用5G 通信技術，更好的保障城市軌道交通的安全性及穩(wěn)定性。下面主要針對5G 通信技術的概述、組成、存在的問題及在軌道交通中的具體應用進行分析。

1 城市軌道交通中5G 通信技術的相關概述

1.1 5G 是什么。5G 是第五代移動通信技術（5th generation mobile networks）的簡稱，也可以稱為5G 技術，也是繼4G（LTE-A、WiMax）、3G（UMTS、LTE）和2G（GSM）系統(tǒng)之后的延伸，是最新一代蜂窩移動通信技術。5G 技術的系統(tǒng)效率非常高，這得益于各種集成技術及現(xiàn)金的信息技術，它的發(fā)展速度非?？?，為移動通訊用戶間的傳輸速率奠定了良好的基礎。相較于4G 通訊技術，5G 技術增加了信息資源的有效處理，使產能降低，不但迎合了移動通信市場的需求，而且發(fā)展了新科技革命。隨著我國通信技術的快速發(fā)展，5G 技術已經逐步在城市軌道交通中應用開來。其設備除了之前我們所熟知的手機和平板電腦等，也逐漸開始在許多方便攜帶的電子設備上應用起來，應用領域越來越廣泛，涉及交通、金融、民生、醫(yī)療等，用戶體驗速率比4G 快了近一百倍。5G 技術的快速發(fā)展標志著我國通信技術水平的又一次提升。

1.2 5G 通信技術的背景及發(fā)展。二十世紀末自1G 技術問世，到現(xiàn)在的二十多年期間，通信技術經歷了從1G 到5G 的快速發(fā)展，5G 通信技術是從去年開始面向市場的，5G 的問世給通信行業(yè)帶來了不小的轟動，是當前最新、最快的通信技術，他可以實現(xiàn)多用戶之間的傳輸，數(shù)據(jù)傳輸效率和數(shù)據(jù)信息的處理速度都很快，比4G 的速度快了一百倍，大大迎合了當前人們快節(jié)奏的生活及需求，高效的傳輸效率也使得5G 得到了快速的發(fā)展。5G 的到來意味著一場新的科技革命的開始，5G的發(fā)展很大程度上也標志著我國移動通信技術的快速發(fā)展。

由于5G 技術高效的數(shù)據(jù)傳輸效率，使其在生產、生活中得到了廣泛的應用，而且5G 技術可以脫離小型只能終端使用，因此，它可以應用于更多的移動通信設備和智能設備上。

1.3 城市軌道交通運用5G 通信技術的需求。城市軌道交通的通信系統(tǒng)主要有兩種：有線通信系統(tǒng)和無線通信系統(tǒng)。當前在城市軌道交通中應用最為廣泛的是無線通信系統(tǒng)，當前，國內地鐵一般采用WLAN 技術來搭建無線網絡，其中，CBTC 車-地無線通信系統(tǒng)用來負責列車操控信息傳輸，由于它會直接影響列車運營的安全性和穩(wěn)定性，因此，對該系統(tǒng)的穩(wěn)定性提出了很高的技術要求，這就意味著，無線通信系統(tǒng)必須具備獨立的傳輸通道和可靠的冗余通信信道。

隨著信息技術的快速發(fā)展，無線通信技術、自動化在生活中的應用越來越普遍，另外，地鐵移動辦公、軌旁檢測數(shù)據(jù)采集和車輛大數(shù)據(jù)采集也對通信技術的要求越來越高。在成熟軌道交通中，不同的運營環(huán)境需要不同的無線通道技術，要求也各不相同，比如，有的需要大容量信息傳輸，有的需要更加安全的通信傳輸系統(tǒng)，有的對功耗要求很高等，一般情況下，車- 地傳輸網絡必須要安全、穩(wěn)定、高效。

從我國軌道交通發(fā)展趨勢來看，將來車- 地傳輸對于寬帶的要求也勢必越來越高。隨著軌道交通技術的快速發(fā)展，對車-地傳輸寬帶的需求也越來越高，對于城市軌道交通的安全性、穩(wěn)定性及經濟性等方面的要求也越來越嚴格。

2 城市軌道交通中通信技術的組成

城市軌道交通中的通信技術是由多個系統(tǒng)組成的，如專用無線子系統(tǒng)，傳輸系統(tǒng)、電話系統(tǒng)、無線電系統(tǒng)、乘客信息與通信電源系統(tǒng)等。電話系統(tǒng)大家都特別熟悉，在這里不做進一步解釋，專用無線子系統(tǒng)指的是通過電磁波信號進行信息傳播的一種方式。傳輸系統(tǒng)是城市軌道交通通信系統(tǒng)中的核心所在，它是一個子系統(tǒng)，由于它連接著各個通信環(huán)節(jié)，所有信息的傳遞都要靠著傳輸系統(tǒng)，它影響著通信系統(tǒng)的正常運作，因此，在城市軌道交通中占據(jù)著舉足輕重的作用，為了確保傳輸?shù)男畔⒖梢詾榱熊嚨陌踩⒄＿\行服務，傳輸系統(tǒng)的組網方式宜采用自愈網，傳輸介質采用光纖通信介質，連接網絡采用802.3 有線網絡。廣播系統(tǒng)作為成熟軌道交通的專用系統(tǒng)，起著提供客運信息提示、廣播通知等作用，主要用來服務客戶，另外，面對緊急突發(fā)事件可以及時的給與通知，良好的廣播系統(tǒng)有助于提高城市軌道交通的服務質量。乘客信息與通信電源系統(tǒng)中，“乘客信息”指的是接種通信技術為站臺、候車室的乘客提供乘車信息，“通信電源”則指的是為這些通信設備供電的系統(tǒng)。這些系統(tǒng)的正常運作保證著城市軌道交通穩(wěn)定、安全的運行。

3 城市軌道交通應用5G 通信技術的問題

5G 通信技術在城市軌道交通中的應用越來越廣泛，給軌道交通帶來了迅速的發(fā)展及更多的便利，不過，5G 通信技術在城市軌道交通中的應用還不夠全面，并且在應用的過程中也存在著不少的問題亟待解決。首先，5G 通信技術的最大特點就是傳送效率有了極大地提高，可以更好地節(jié)約資源，不過在城市軌道交通應用5G 通信技術的時候，卻很難保證其安全性，尤其是涉及網絡信息安全領域的相關問題，這也是公眾較為關注的問題。其次，應用5G 通信技術需要有足夠多的專用頻譜，不過，當前我國正處于資源稀缺階段，縱觀5G 通信技術的可持續(xù)發(fā)展可能會受到一定的影響。5G 技術正處于快速發(fā)展階段，在應用的過程中肯定會遇到各種各樣的麻煩和問題，不要急功近利，遵循著循序漸進的原則，逐漸提高5G 通信技術的延展性及應用型。比如在城市軌道交通的應用過程中，5G 網絡若受到突發(fā)事件的影響，則可以轉移到備用設備上繼續(xù)維持數(shù)據(jù)傳輸，以保證列車的安全運行及通信技術的安全水平，使5G 通信技術在城市軌道交通的應用過程中越來越順利，越來越深入。

4 5G 通信技術在城市軌道交通中應用

當前，5G 通信技術在城市軌道交通得到了快速的發(fā)展，應用面也比較廣，比如在乘客出行時、列車運行過程中、軌道交通防災預警及無線車地通信系統(tǒng)的應用等等。

4.1 5G 通信技術在乘客出行時的應用。近幾年，越來越多的人們在出行時選擇智能出行的方式，智能出行借助5G 技術通過網絡的形式向乘客售賣車票，而且乘客還可以隨時隨地的查詢每一輛列車的到站時間、行駛位置、車流密度及列車信息，另外，通過5G 技術，還可以顯示列車行駛路線途經的商業(yè)網點的情況，給出行的乘客帶來了很多便利，大大提高了乘客的使用感，軌道交通的業(yè)務水平也在逐漸提升。

4.2 5G 通信技術在列車運行時的應用。隨著5G 技術的快速發(fā)展，在軌道交通中的應用也越來越廣泛，具體的業(yè)務有：①安全、可靠的中、低速信息數(shù)據(jù)傳輸，包括列車運行數(shù)據(jù)、緊急文本信息數(shù)據(jù)及管理數(shù)據(jù)等，數(shù)據(jù)傳輸、管理過程中，要有限保證信息數(shù)據(jù)傳輸寬帶，務必保證列車的安全運行。②可視化的語音通信業(yè)務，此項業(yè)務用于車地之間的語音調度、信息通信及廣播通信，該技術的時延較低，因此對網絡寬帶要求較低。③3D可視VP 行車環(huán)境。此項技術使運行軌道實現(xiàn)了可視化及可控性，此項技術對于網絡寬帶要求較高。

4.3 5G 通信技術在城市軌道交通防災應急方面的應用。城市軌道交通由于發(fā)車數(shù)量較大，客流量很高，在全自動模式駕駛的過程中若出現(xiàn)緊急情況，因為沒有司機可以立馬進行判斷處理，這就需要借助5G 通信技術進行實施直播，反饋給車站工作人員后，由車站工作人員針對具體情況對列車進行遠程控制來解決問題。

5G 通信技術的迅速發(fā)展，使我們生活、工作發(fā)生了很多的改變，也給我們帶來了實實在在的便利，對城市軌道交通的發(fā)展也帶來了不小的影響，為了促進城市軌道交通的高效發(fā)展，要充分利用5G 通信技術的自身優(yōu)勢，保證列車安全、穩(wěn)定的運行。