淺析5G 與物聯(lián)網(wǎng)融合在城市軌道交通運(yùn)維中的運(yùn)用

張成

南京恩瑞特實(shí)業(yè)有限公司 江蘇南京 211106

1 5G 與物聯(lián)網(wǎng)

1.1 5G 通信技術(shù)

（1）5G 的概念。5G 的正式名稱是第五代移動(dòng)通信技術(shù)，是指基于第四代移動(dòng)通信技術(shù)開發(fā)的新通信技術(shù)?，F(xiàn)在，與原始4G相比，5G 可以說是先前技術(shù)的緊密集成，以有效滿足更多用戶的需求。當(dāng)前，5G 在實(shí)際應(yīng)用中增加了更多參數(shù)，以增加信息容量，同時(shí)確保大規(guī)模數(shù)據(jù)傳輸，并同時(shí)進(jìn)行大規(guī)模數(shù)據(jù)計(jì)算。在當(dāng)今時(shí)代，5G 技術(shù)是最先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，它不僅可以優(yōu)化傳統(tǒng)通信行業(yè)的生產(chǎn)能力，而且還可以應(yīng)用于其他行業(yè)的通信[1]。

（2）5G 的優(yōu)勢(shì)。5G 技術(shù)可以更好地利用頻譜資源。比較過去的無線通信對(duì)頻譜資源的使用表明，在過去的無線通信網(wǎng)絡(luò)中頻譜資源相對(duì)密集。交換信息時(shí)，會(huì)減慢信息的傳輸速度并影響信息傳輸?shù)挠行?，建立完善的互?lián)網(wǎng)非常困難。5G 技術(shù)構(gòu)建無線通信網(wǎng)絡(luò)后，可以更科學(xué)，合理地使用頻譜資源以加快信息交換。5G 技術(shù)可能具有更高的系統(tǒng)容量。中國的通信技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到數(shù)字化計(jì)算機(jī)化的極限，一些研究表明，用于支持網(wǎng)絡(luò)通信的數(shù)據(jù)量呈指數(shù)增長。隨著科學(xué)技術(shù)水平日益提高，網(wǎng)絡(luò)通信數(shù)據(jù)量將進(jìn)一步增加，因此有必要引入更多的5G 通信技術(shù)以確保安全準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)交換，5G 技術(shù)使用戶感覺更好[2]。

1.2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)最早是在美國使用射頻識(shí)別技術(shù)，紅外傳感器，激光掃描儀和全球定位系統(tǒng)將各種物品連接到網(wǎng)絡(luò)的。它實(shí)現(xiàn)了信息和通信的交換，實(shí)現(xiàn)了智能監(jiān)視，定位和監(jiān)視，新型網(wǎng)絡(luò)的管理和識(shí)別。物聯(lián)網(wǎng)可以應(yīng)用于許多領(lǐng)域，例如城市監(jiān)控，智能交通，公共衛(wèi)生，智能家居等。

2 城市軌道交通運(yùn)維的發(fā)展需求

2.1 發(fā)展速度

中國許多城市目前正在開發(fā)城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)，到2016 年底，計(jì)劃中的路線總長達(dá)到7300 公里。同時(shí)，許多鐵路路線仍在建設(shè)和規(guī)劃中，并且投入了相對(duì)大量的資金。只有快速發(fā)展，才能降低成本，增加利潤。

2.2 人才儲(chǔ)備

盡管城市軌道交通發(fā)展迅速，但特別是城市網(wǎng)絡(luò)無法滿足不斷增長的人才需求，并且每個(gè)部分都需要大量的人才，尤其是專業(yè)人才。不可能在短時(shí)間內(nèi)訓(xùn)練足夠的后備能力。另外，隨著人工成本的持續(xù)增長，運(yùn)維人員的時(shí)間和人員的擴(kuò)展無法滿足實(shí)際需求[3]。

2.3 規(guī)范系統(tǒng)

已經(jīng)進(jìn)行了城市中的鐵路運(yùn)輸來運(yùn)送大量乘客，并且鑒于城市中道路和車站的復(fù)雜性，鐵路運(yùn)輸本身將相對(duì)復(fù)雜。在運(yùn)營和維護(hù)中涉及許多系統(tǒng)，包括車輛系統(tǒng)，電力系統(tǒng)，通信系統(tǒng)，供水和下水道系統(tǒng)。這些系統(tǒng)（例如加熱系統(tǒng)）也可以分為多個(gè)子系統(tǒng)。不同系統(tǒng)，終端和節(jié)點(diǎn)的數(shù)量非常大，我們需要一個(gè)完整的通信管理系統(tǒng)來管理它們。

2.4 應(yīng)急響應(yīng)

城市鐵路運(yùn)輸中的人員流動(dòng)相對(duì)較大。發(fā)生緊急情況時(shí)，應(yīng)迅速實(shí)施緊急干預(yù)。引發(fā)緊急情況的因素是人為因素，意外因素和客觀因素。當(dāng)前的運(yùn)維管理系統(tǒng)是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)，無法確定響應(yīng)時(shí)間。因此，資源分配和人員疏散的效率不符合要求。

2.5 環(huán)保能耗

隨著城市軌道交通規(guī)模的增加，機(jī)電系統(tǒng)的規(guī)模也隨之增加，能源消耗也相應(yīng)增加。它已成為城市能源消耗的重要組成部分。因此，未來的發(fā)展應(yīng)考慮環(huán)境保護(hù)。

3 5G 和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在城市軌道交通運(yùn)維中的應(yīng)用策略

3.1 遠(yuǎn)程監(jiān)控利用

5G 技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以對(duì)鐵路運(yùn)輸中的各種設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控。部署無線網(wǎng)絡(luò)并不困難，可以很快完成。此外，新設(shè)備可以提供自己的物聯(lián)網(wǎng)功能，從而幫助他們實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控智能化。不再需要在每個(gè)鐵路交通管理點(diǎn)對(duì)運(yùn)維人員進(jìn)行監(jiān)控，但是在指揮中心進(jìn)行全面監(jiān)控可以顯著減少人工和管理成本[4]。

3.2 智能采集數(shù)據(jù)

某些鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)的服務(wù)要求不同，運(yùn)維要求不一致。子系統(tǒng)收集的數(shù)據(jù)參數(shù)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。應(yīng)用5G 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)后，您可以執(zhí)行智能數(shù)據(jù)收集。同時(shí)，您可以通過分析收集的數(shù)據(jù)來執(zhí)行風(fēng)險(xiǎn)分析，以消除潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)并實(shí)現(xiàn)節(jié)能管理?？梢蕴崆皩L(fēng)險(xiǎn)事件發(fā)生通知運(yùn)維人員，提高風(fēng)險(xiǎn)事件解決效率，甚至防止風(fēng)險(xiǎn)事件發(fā)生。

3.3 空間定位監(jiān)管

物聯(lián)網(wǎng)射頻技術(shù)可以定位各種設(shè)備和工人，實(shí)時(shí)跟蹤設(shè)備和人員位置，并合理分配人員。將來，我們將能夠引入可自由移動(dòng)的機(jī)器人，以實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)的機(jī)器操作和智能的物料管理。將來，使用機(jī)器人將使操作管理和維護(hù)管理更簡單，更高效[5]。

3.4 可視化管理

隨著5G 技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，創(chuàng)造了使用VR 和AR 的條件。關(guān)于VR 和AR 設(shè)備管道的重建和安裝問題，在許多情況下工作會(huì)丟失并重新開始。如果可以智能地應(yīng)用5G 物聯(lián)網(wǎng)來改善虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的使用，則可以智能地執(zhí)行遠(yuǎn)程高級(jí)操作，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場效果并減少資源投資。這項(xiàng)技術(shù)的啟用將使經(jīng)驗(yàn)不足的員工將來能夠在經(jīng)驗(yàn)豐富的員工的指導(dǎo)下進(jìn)行遠(yuǎn)程設(shè)備維護(hù)，從而減少工作損失和恢復(fù)現(xiàn)象。

4 結(jié)語

總之，在城市軌道交通的運(yùn)營和維護(hù)中將5G 與物聯(lián)網(wǎng)相集成，有助于實(shí)現(xiàn)對(duì)工人的遠(yuǎn)程視覺管理，有助于降低能耗，提高人工成本和經(jīng)濟(jì)效益。將來，將需要進(jìn)一步開發(fā)相關(guān)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)更高水平的城市軌道交通運(yùn)營與維護(hù)。