5G與物聯(lián)網(wǎng)融合在城市軌道交通運維中的探究

黃嬌

【摘? 要】隨著人們生活水平的不斷提升，各行各業(yè)都在不斷向前發(fā)展，我國的軌道交通也在發(fā)展進步。軌道交通的運維管理已經(jīng)伴隨著通信技術的飛速發(fā)展而實現(xiàn)信息化?，F(xiàn)如今，如何實現(xiàn)更高水平的軌道交通運維管理成為當前相關工作者的重點研究對象。論文主要針對5G技術和物聯(lián)網(wǎng)融合應用在城市軌道交通運維中的影響進行分析，希望能夠為相關從業(yè)者提供一定的參考。

【關鍵詞】5G;物聯(lián)網(wǎng);城市軌道交通;運維

【Abstract】With the continuous improvement of people's living standard， all walks of life are constantly moving forward， China's rail transit is also in the development and progress. The operation and maintenance management of rail transit has realized informatization with the rapid development of communication technology. Nowadays， how to achieve a higher level of rail transit operation and maintenance management has become the focus of current research. The paper mainly analyzes the impact of the integration application of 5G technology and the internet of things in urban rail transit operation and maintenance， hoping to provide some reference for relevant practitioners.

【Keywords】the internet of things; urban rail transit; operations

1 引言

現(xiàn)如今，5G技術正在逐漸趨近成熟并投入使用，在這樣的背景下，城市軌道交通需要參考具體的實際需求和當?shù)氐膶嶋H情況合理運用5G技術，同時引進物聯(lián)網(wǎng)技術融合使用，提高城市軌道交通運維水平，保證城市居民能夠在軌道中正常通信。

2 5G與物聯(lián)網(wǎng)

2.1 5G通信技術

2.1.1 5G的概念

5G全稱是第五代移動通信技術，指的是在第四代移動通信技術基礎上發(fā)展而來的新的通信技術。目前來看，相較于原本的4G，5G的改變是對以往的技術進行細致整合，進而有效滿足更多的用戶需求。目前，5G已經(jīng)能夠實現(xiàn)在實際應用中加入更多的參數(shù)，提升信息容量，保證大規(guī)模數(shù)據(jù)同時傳輸，能夠在同一時間進行大量數(shù)據(jù)的計算。當前時代，5G技術是最為先進的網(wǎng)絡通信技術，不僅能夠優(yōu)化傳統(tǒng)的通信行業(yè)產能，同時能夠應用在其他行業(yè)的通信中。

2.1.2 5G的優(yōu)勢

5G技術能夠更好地利用頻譜資源。對比以往的無線通信中頻譜資源的利用情況，我們會發(fā)現(xiàn)以往的無線通信網(wǎng)絡中，頻譜資源相對較為密集，進行信息交換時會導致信息傳播變慢，影響信息傳遞效果，很難建立起完善的網(wǎng)絡。5G技術構建起無線通信網(wǎng)絡以后，更能夠科學合理地利用頻譜資源，提升信息交換速度。

5G技術能夠擁有更高的系統(tǒng)容量。我國的通信技術已經(jīng)發(fā)展到了信息化發(fā)展的數(shù)字化極端，有研究發(fā)現(xiàn)，用以支撐網(wǎng)絡通信的數(shù)據(jù)量正在大幅度跨越式提升，而且隨著科學技術水平的提升，網(wǎng)絡通信數(shù)據(jù)的數(shù)量還會進一步增多，所以必須引進5G通信技術，保證數(shù)據(jù)交換能夠安全準確。

5G技術能夠令用戶獲得更好的感受。5G技術的投入使用必然會導致數(shù)據(jù)交換速度提升，當人們習慣了當前的數(shù)據(jù)交互速度以后，自然會追求更高的速度，向往更好的服務。但是網(wǎng)絡技術發(fā)展除了速度以外，還需要保證數(shù)據(jù)傳遞安全可靠，所以發(fā)展應該全面。

5G技術能夠降低能量消耗。當前我國的能源消耗水平正在不斷上漲，這不僅會導致我國能源儲備不足，還可能會造成生態(tài)環(huán)境的破壞。5G技術發(fā)展堅持綠色發(fā)展，能夠在一定程度上減少能源消耗。

2.2 物聯(lián)網(wǎng)技術

2.2.1 物聯(lián)網(wǎng)概念

物聯(lián)網(wǎng)最早是在美國提出的，通過射頻識別技術、紅外感應器、激光掃描器以及全球定位系統(tǒng)將多種多樣的物品和網(wǎng)絡連接起來，實現(xiàn)信息交換和通訊，達成智能化跟蹤、定位、監(jiān)控、管理、識別的一種新型網(wǎng)絡。

2.2.2 物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展

物聯(lián)網(wǎng)的核心技術包括網(wǎng)絡通信技術、物品識別技術、傳感傳動技術、數(shù)據(jù)處理技術、3C融合技術等。利用多種技術共同應用，最終實現(xiàn)人和物、物和物之間的聯(lián)通，萬物互聯(lián)。物聯(lián)網(wǎng)能夠應用在多個領域中，包括城市監(jiān)控、智能交通、公共衛(wèi)生、智能家居等。

3 城市軌道交通運維的發(fā)展需求

3.1 發(fā)展速度

目前我國諸多城市都在發(fā)展城市軌道交通網(wǎng)絡，規(guī)劃的總線路發(fā)展到2016年底已經(jīng)達到了7300km。與此同時，正在建設和規(guī)劃的軌道交通線路還有很多，投入的資金也比較多，只有實現(xiàn)高速發(fā)展才能降低成本，擴大收益。

3.2 人才儲備

城市軌道交通正在飛速發(fā)展，但是與此同時急劇增多的人才需求卻沒有得到滿足，尤其是地鐵系統(tǒng)，各個部分都需要大量的人才，特別是專業(yè)性人才，短時間內無法培養(yǎng)足夠多的儲備人才。另外，隨著人力成本的不斷增加，延長運維人員的工作時間和數(shù)量也不符合實際需求。

3.3 規(guī)范系統(tǒng)

城市軌道交通承擔了運輸大量乘客的任務，而考慮到城市道路和站點的復雜性，軌道交通本身也會相對復雜。運維管理中涉及的系統(tǒng)很多，包括車輛系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、采暖系統(tǒng)等，這些系統(tǒng)還能分為多種子系統(tǒng)。各個系統(tǒng)、終端、節(jié)點數(shù)量非常龐大，必須具備完善的通信管理系統(tǒng)對其進行管理。

3.4 應急響應

城市軌道交通中的人流量相對較大，一旦發(fā)生突發(fā)事件，那么必須快速做好應急響應。突發(fā)事件的誘發(fā)因素有人為因素、意外因素、客觀因素，當前的運維管理系統(tǒng)中人工很多，響應時間無法確定，導致資源調配和人員疏散的效率沒有達到要求。

3.5 環(huán)保能耗

伴隨著城市軌道交通規(guī)模的擴大，機電系統(tǒng)的規(guī)模也在增大，相應的能源消耗也在逐步擴大，已經(jīng)成為城市耗能中的大比例部分。所以，未來的發(fā)展中應該對環(huán)保方面加以重視。

4 5G和物聯(lián)網(wǎng)技術在城市軌道交通運維中的應用策略

4.1 遠程監(jiān)控

利用5G技術和物聯(lián)網(wǎng)技術能夠實現(xiàn)對軌道交通中各類設備的遠程實時監(jiān)控，這是因為無線網(wǎng)絡部署難度較低，部署速度快，而且新建的設備能夠自帶物聯(lián)網(wǎng)功能，可以幫助實現(xiàn)智能化遠程監(jiān)控。運維人員不再需要在各個軌道交通管理點進行監(jiān)控，而是在一個指揮中心進行全方位監(jiān)控，大大節(jié)約了人力成本和設備成本。

4.2 智能采集數(shù)據(jù)

軌道交通中的多個系統(tǒng)對于服務要求并不相同，運維要求也不一致。子系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)的參數(shù)需要根據(jù)實際情況進行調整。將5G物聯(lián)網(wǎng)技術應用到其中以后，能夠實現(xiàn)智能化數(shù)據(jù)采集，同時通過分析采集到的數(shù)據(jù)進行風險評估，消除安全隱患，實現(xiàn)節(jié)能管理。運維管理人員可以在風險事件發(fā)生之前事先得到警告，提高風險事件的解決效率，甚至預防風險事件的發(fā)生。

4.3 空間定位監(jiān)管

物聯(lián)網(wǎng)中的射頻技術能夠對各項設備和工作人員進行定位，實時追蹤設備和人員的位置，合理調配工作人員。今后，還可以引入能夠自由活動的機器人，實現(xiàn)全自動機械作業(yè)，對物資進行智能化管理。未來運用機器人以后，運維管理將更加簡單高效，運維人員只需要遠程指揮機器人完成實際工作，減少了人力的消耗。

4.4 可視化管理

5G和物聯(lián)網(wǎng)技術的應用創(chuàng)造了使用VR和AR的條件，管理人員能夠利用VR和AR設備實現(xiàn)設備的在線維護維修。對于管線改造和安裝方面的問題，現(xiàn)在有很多誤工、返工的情況。若是能夠合理應用5G物聯(lián)網(wǎng)，增強VR和AR的使用效果，將能夠合理實現(xiàn)遠程精細化操作，達成臨場效果，減少資源投入。該技術的實現(xiàn)有利于未來工作經(jīng)驗較少的工作人員也能在有經(jīng)驗的工作人員指揮下進行遠程設備維護，減少誤工返工現(xiàn)象。

5 結語

綜上所述，5G和物聯(lián)網(wǎng)融合應用于城市軌道交通運維中，有利于實現(xiàn)工作人員的遠程可視化管理，幫助降低能源消耗，降低人力成本，提高經(jīng)濟效益，日后還需要進一步發(fā)展相關技術，實現(xiàn)更高水平的城市軌道交通運維管理。

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