5G通信技術(shù)在城市軌道交通中的運(yùn)用

楊斌山

(新疆工程學(xué)院，新疆烏魯木齊，830000)

1 5G通信技術(shù)

1.1 5G通信技術(shù)的發(fā)展

5G通信是建立在4G基礎(chǔ)上的移動(dòng)通信技術(shù)，其是新時(shí)代發(fā)展下出現(xiàn)的產(chǎn)物，5G技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，給多用戶之間的信息傳輸?shù)於朔€(wěn)定的基礎(chǔ)。5G技術(shù)把多項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行整合和使用，在很大程度上強(qiáng)化了系統(tǒng)的效率，同時(shí)也提高了處理信息資源方面的能力，符合市場(chǎng)的需要，并且在一定程度上促進(jìn)了新的科技革命。隨著我國(guó)通信技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，雖然目前5G通信技術(shù)沒(méi)有得到大范圍的投入使用，但是其在人們的生活方面得到的運(yùn)用跟4G通信技術(shù)對(duì)比來(lái)說(shuō)，不僅僅在平板電腦以及手機(jī)等方面，同時(shí)還含有很多隨身裝置，而且信息的傳輸速度有了很大的提升，5G通信技術(shù)的發(fā)展是一次通信技術(shù)革命。

1.2 5G通信技術(shù)的特點(diǎn)

1.2.1 拓展性

5G通信息技術(shù)可以有效的對(duì)2G、3G以及4G通信技術(shù)進(jìn)行整合，可以給人們提供更加多樣化的體驗(yàn)以及應(yīng)用功能。通過(guò)相關(guān)的研究數(shù)據(jù)表明，5G通信技術(shù)的覆蓋范圍大概是4G通信技術(shù)的十倍，其信號(hào)非常的穩(wěn)定，能夠保障地域不同的人群其通信更加方便。隨著5G通信裝置的不斷創(chuàng)新和改革，5G通信頻譜有了很大的提高，所以，5G通信技術(shù)在以后的發(fā)展過(guò)程中，可以創(chuàng)造質(zhì)量更高的通信環(huán)境，同時(shí)推動(dòng)社會(huì)文明的發(fā)展和進(jìn)步。

1.2.2 可靠性

通信技術(shù)具有的吞吐能力能夠滿足新時(shí)代條件下社會(huì)大眾多元化的需要，其是通信技術(shù)水平評(píng)價(jià)的重要標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)也是評(píng)價(jià)5G通信技術(shù)可否真正做到為人民服務(wù)的重點(diǎn)，5G通信技術(shù)在減小用戶延時(shí)的情況下，給人們創(chuàng)造了更加優(yōu)質(zhì)的體驗(yàn)。

1.3 5G通信技術(shù)的長(zhǎng)處

1.3.1 毫米波

一般情況下，毫米波指的是移動(dòng)通信所使用的高頻段，這是非常關(guān)鍵的發(fā)展趨勢(shì)。其長(zhǎng)處在于具有非常充足的可利用帶寬，同時(shí)還具有便捷式小型設(shè)備天線等毫米波的通信優(yōu)點(diǎn)。

1.3.2 小基站

由于傳統(tǒng)的基站中心式業(yè)務(wù)已經(jīng)沒(méi)有辦法符合不同環(huán)境下用戶對(duì)于移動(dòng)通信業(yè)務(wù)的使用標(biāo)準(zhǔn)境，不僅如此，傳統(tǒng)的基站中心式業(yè)務(wù)靈活性有待提升，而且需要很大的成本投入，使用5G技術(shù)的小基站可以成功的拓寬網(wǎng)絡(luò)接入方式，轉(zhuǎn)變現(xiàn)階段的通信情況。小基站比較適合應(yīng)用于跟短途的直接通信，其信道質(zhì)量相對(duì)來(lái)說(shuō)比較高，具有很高的數(shù)據(jù)傳輸速率，同時(shí)還具有低功能以及低延時(shí)的優(yōu)點(diǎn)，除此之外，通過(guò)通信終端的大范圍分布，可以在很大程度上強(qiáng)化信息通信的覆蓋率，確保頻譜資源的利用率。

1.3.3 新式天線

其主要是將以往的2D模式天線陣列通過(guò)開(kāi)拓的方式，轉(zhuǎn)化成為3D模式天線陣列，從而形成新穎技術(shù)，這樣不僅可以符合多用戶信息波束智能通信，減小用戶信息之間的影響，同時(shí)還能夠綜合技術(shù)以及毫米波優(yōu)化信號(hào)的覆蓋問(wèn)題。全雙工指的是同頻同時(shí)，不僅能夠優(yōu)化傳統(tǒng)頻譜資源的使用限制，同時(shí)還能夠讓頻譜資源得到更加靈活的使用，通過(guò)理論計(jì)算，能夠在很大程度上提高空口頻譜的通信效率。

1.3.4 網(wǎng)絡(luò)新型架構(gòu)

采用處理集中化以及無(wú)線電合作的方式，在云計(jì)算的接入式新型網(wǎng)架構(gòu)的支持下，可以在很大程度上減小雜亂信息帶來(lái)的影響，從而降低設(shè)備消耗的功率，強(qiáng)化通信頻譜的效率，除此之外，能夠讓智能化組網(wǎng)的動(dòng)態(tài)使用更加方便。

2 5G通信技術(shù)在城市化交通軌道應(yīng)用中存在的不足之處

2.1 5G通信技術(shù)應(yīng)用不全面

對(duì)于城市軌道交通來(lái)說(shuō)，盡管5G 通信技術(shù)為軌道的交通提供了很大的方便，然而現(xiàn)階段，5G 通信技術(shù)在城市軌道的交通系統(tǒng)中的應(yīng)用還不夠全面，其在城市軌道交通的應(yīng)用過(guò)程中，還存在很多的不足之處。目前，5G 通信技術(shù)最關(guān)鍵的特征是強(qiáng)化了傳輸?shù)男?，同時(shí)節(jié)省了資源。但是其應(yīng)用在城市軌道交通的時(shí)候，沒(méi)有辦法確保安全性，特別是在網(wǎng)絡(luò)信息安全方面。所以有關(guān)科技人員需要認(rèn)知當(dāng)前我國(guó)處于資源稀缺的環(huán)節(jié)，要是沒(méi)有將 5G 通信技術(shù)充分的運(yùn)用在城市軌道交通系統(tǒng)中的話，對(duì)于我國(guó)通信技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展來(lái)說(shuō)具有不好的影響。

2.2 5G通信技術(shù)發(fā)展不完善

現(xiàn)階段5G通信技術(shù)處于飛速發(fā)展的時(shí)期，其在現(xiàn)實(shí)的使用期間會(huì)遇到很多的問(wèn)題。所以，有關(guān)人員在使用5G通信技術(shù)的過(guò)程中，需要秉承循序漸進(jìn)的原則，對(duì)技術(shù)進(jìn)行拓展，在根本上強(qiáng)化技術(shù)的應(yīng)用性，使其變得更加完善。在5G網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)事故的過(guò)程中，需要及時(shí)的轉(zhuǎn)移到其他裝置上，從而確保通信的正常穩(wěn)定，給列車運(yùn)行的安全提供保障，讓其在城市軌道的交通中充分的發(fā)揮其具有的作用。

3 5G通信技術(shù)在軌道交通的具體應(yīng)用

3.1 列車的安全高效運(yùn)行

目前我國(guó)的軌道交通智能化方面逐步由傳統(tǒng)的控制管理向智能工程型轉(zhuǎn)化，并通過(guò)采用智能算法與云數(shù)據(jù)技術(shù)來(lái)加強(qiáng)對(duì)于列車以及運(yùn)行的管理控制。對(duì)于智能列車來(lái)說(shuō)，可以通過(guò)車載的終端來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛或者是輔助駕駛功能，對(duì)于練車群的管理來(lái)說(shuō)，需要通過(guò)智能中心管理來(lái)完成相應(yīng)的行車計(jì)劃，加強(qiáng)對(duì)于整個(gè)階段的運(yùn)行管理。另外，對(duì)于列車運(yùn)行過(guò)程中的視頻語(yǔ)音通信來(lái)說(shuō)，需要滿足列車運(yùn)行同控制間的語(yǔ)音調(diào)度、廣播通信等對(duì)通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的低時(shí)延、低帶寬要求的需求。另外可視化行車環(huán)境技術(shù)對(duì)于網(wǎng)絡(luò)帶寬的要求非常高，只有這樣才能夠滿足可視化控制列車軌道運(yùn)行的要求。 超高清可視化視頻業(yè)務(wù)，這項(xiàng)技術(shù)對(duì)于網(wǎng)絡(luò)帶寬的要求同樣非常高，需要延遲較低，而且能夠滿足列車視頻監(jiān)控圖像的傳輸，以及控制中心流媒體下行播放功能。

通過(guò)應(yīng)用5G技術(shù)能夠有效的提升列車運(yùn)行中的數(shù)據(jù)通信效率，減小列車之間的通信延遲，從而可以有效縮短列車之間的運(yùn)行間隔，提升運(yùn)行效率。另一方面通過(guò)應(yīng)用武器技術(shù)的先進(jìn)信息傳輸技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)更快更大的數(shù)據(jù)信息傳輸，同時(shí)保障網(wǎng)絡(luò)連接的安全性能，使得列車之間的信息交互更加準(zhǔn)確快速，管理控制中心能夠及時(shí)地獲取列車位置，從而為列車的安全運(yùn)行提供更加堅(jiān)實(shí)的技術(shù)保障。

3.2 智能出行的便利服務(wù)

通過(guò)使用5G技術(shù)能夠有效的促進(jìn)智能出行的發(fā)展，例如通過(guò)采用5G接入來(lái)查詢車輛信息，車站人流量以及軌道交通的商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)設(shè)施等各種信息內(nèi)容。并且可以有效的實(shí)現(xiàn)出行的電子票務(wù)智能服務(wù)，通過(guò)智能系統(tǒng)，乘客在智能攝像頭的識(shí)別下來(lái)自動(dòng)驗(yàn)票，并通過(guò)手機(jī)來(lái)調(diào)整修改形成的規(guī)劃，并通過(guò)智能軌道交通系統(tǒng)為乘客提供大數(shù)據(jù)的服務(wù)，根據(jù)他們的不同要求企業(yè)來(lái)提供不同的信息服務(wù)，為人們提供一對(duì)一的智能服務(wù)，全面提升我國(guó)軌道交通行業(yè)的服務(wù)水平，讓人們能夠體會(huì)到5G網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的高質(zhì)量與高效率。

3.3 城市軌道交通設(shè)備的維護(hù)

對(duì)于城市軌道交通來(lái)說(shuō)其中包括了大量的設(shè)備而且這些設(shè)備分布于城市各個(gè)地方，因此設(shè)備的維護(hù)周期場(chǎng)而且工作量較大，對(duì)于維護(hù)人員的要求較高。對(duì)于城市軌道交通來(lái)說(shuō)，特別是地鐵系統(tǒng)在每條地鐵線的監(jiān)控?cái)z像頭的巡檢數(shù)量數(shù)量非常多，如果僅僅是依靠人力來(lái)進(jìn)行巡檢，則非常容易出現(xiàn)漏檢錯(cuò)檢的狀況，通過(guò)應(yīng)用智能化的系統(tǒng)來(lái)強(qiáng)化對(duì)于整體設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控，并通過(guò)5G網(wǎng)絡(luò)來(lái)達(dá)到智能監(jiān)管，這樣既能降低工作人員的工作量又能提升監(jiān)管效率有效提升城市軌道交通系統(tǒng)的維護(hù)運(yùn)行安全性。

3.4 強(qiáng)化列車應(yīng)急防災(zāi)急救功能

對(duì)于城市的軌道交通系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，它綜合了安全防護(hù)系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)以及相應(yīng)的報(bào)警系統(tǒng)等多功能子系統(tǒng)集合，以云數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過(guò)智能算法等多種方式來(lái)不斷完善相應(yīng)的管理流程與應(yīng)急解決方案，可以在列車遇到緊急狀況的時(shí)候，能夠迅速的為地鐵應(yīng)急防災(zāi)提供安全有效的解決處理方案，從而保障人民群眾的生命健康安全。通過(guò)應(yīng)用新一代的城市軌道交通系統(tǒng)，能夠有效的提升列車的運(yùn)行效率，降低車輛發(fā)車的間隔，提升車輛的載客量，并且通過(guò)該系統(tǒng)能夠更好的應(yīng)對(duì)列車在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的緊急狀況，讓工作人員能夠及時(shí)掌握到現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，從而快速制定相應(yīng)的應(yīng)急防災(zāi)處理方案。并且通過(guò)加強(qiáng)對(duì)于5G通信技術(shù)的應(yīng)用，可以更快的了解到現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際狀況，并采用安全防護(hù)系統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)功能有效的抓拍各類事故問(wèn)題，通過(guò)無(wú)記技術(shù)能夠?yàn)檫@些網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題處理提供充足的網(wǎng)絡(luò)帶寬，全面提升運(yùn)行效率，提升監(jiān)控視頻的圖像質(zhì)量做到實(shí)時(shí)傳達(dá)，從而能夠更加快速有效的處理緊急事件。

3.5 優(yōu)化列車之間的綠色通信

在實(shí)際的城市軌道交通通信過(guò)程中，通信能源消耗是非常嚴(yán)重的。但是目前國(guó)家政策要求城市軌道交通部門要加強(qiáng)對(duì)于網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化改進(jìn)，全面降低通信能源消耗。因此通過(guò)加強(qiáng)對(duì)于5G通信技術(shù)的應(yīng)用，不僅可以全面優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，合理調(diào)整資源的分配部署，從而全面提升我國(guó)城市軌道交通系統(tǒng)的運(yùn)行效率，降低通信能量損耗。另一方面通過(guò)加強(qiáng)對(duì)于5G通信技術(shù)的應(yīng)用，能夠有效的改進(jìn)列車之間的通信狀況，實(shí)現(xiàn)真正的綠色通信，促進(jìn)我國(guó)城市軌道交通通信行業(yè)的發(fā)展進(jìn)步。