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

石哲琿

摘要：第五代移動通信系統(tǒng)（簡稱5G系統(tǒng)）支撐的物聯(lián)網(wǎng)，其接入量和覆蓋面將大大擴(kuò)展，可以較好的適應(yīng)和滿足城市軌道交通日益增長的運(yùn)維需求。

關(guān)鍵詞：5G技術(shù);物聯(lián)網(wǎng)技術(shù);融合應(yīng)用;城市軌道交通;運(yùn)維管理

5G和物聯(lián)網(wǎng)的融合在城市軌道交通中的應(yīng)用還存在一些不確定性，最重要的就是5G移動網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)方式，是采用單獨(dú)組網(wǎng)的方式或移動運(yùn)營商組網(wǎng)的方式還是二者共同組網(wǎng)來分擔(dān)不同等級業(yè)務(wù)，目前行業(yè)內(nèi)尚無定論。

1 5G移動通信系統(tǒng)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)包括以RFID為代表的物品識別技術(shù)、傳感與傳動技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)、數(shù)據(jù)處理與存儲、以3C融合為代表的智能物體技術(shù)等。通過依靠微型感應(yīng)芯片技術(shù)、智能化及無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，使得人和物、物和物之間都能“交流”，做到萬物互聯(lián)。從而運(yùn)用于城市公共安全、工業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境監(jiān)控、智能交通、智能家居、公共衛(wèi)生等多個領(lǐng)域。其主要體系架構(gòu)分為感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層，分別實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的感知測量、信息的傳送通信以及各類應(yīng)用服務(wù)等。

2軌道交通運(yùn)維工作現(xiàn)存的難點(diǎn)問題

2.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜

軌道交通管理系統(tǒng)當(dāng)中涉及到各項(xiàng)機(jī)電系統(tǒng)，如風(fēng)、水、電系統(tǒng)，門、梯系統(tǒng)，信號系統(tǒng)，自動售檢票系統(tǒng)，消防自動報(bào)警系統(tǒng)等。如果管理部門還在使用傳統(tǒng)的人工管理方式，不僅工作任務(wù)量大，而且無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)當(dāng)中的故障問題。因此，如何開展智能化的運(yùn)維管理工作就是新時(shí)期軌道交通運(yùn)維人員正在研究的主要問題。而這就對員工的專業(yè)工作能力以及系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的完善性有了更高的要求。

2.2運(yùn)輸線路問題

為了能夠滿足人們的出行需求，管理部門必須要結(jié)合城市布局情況，建設(shè)多條城市軌道交通線路。在這種情況下，軌道交通線路的區(qū)間不斷增多，設(shè)備數(shù)量不斷增加，而且相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)更加分散，不同地鐵線路的設(shè)備也五花八門。這就要求工作人員應(yīng)當(dāng)將重點(diǎn)放在運(yùn)維管理工作的優(yōu)化研究上，目的在于確保軌道交通運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。而這就突出體現(xiàn)了5G技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融合發(fā)展的重要作用。

3 5G與物聯(lián)網(wǎng)融合在軌道交通信息采集工作中的運(yùn)用

3.1信息采集

軌道交通運(yùn)維管理工作需要實(shí)時(shí)記錄軌道電客車的運(yùn)行數(shù)據(jù)信息以及車站各機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)信息，這些數(shù)據(jù)可以直觀的展現(xiàn)出軌道交通的運(yùn)營狀態(tài)。因此，在運(yùn)維管理工作中，最基礎(chǔ)的環(huán)節(jié)就是信息采集的工作。與傳統(tǒng)工作方式相比，5G技術(shù)可以有效提高信號的傳播速度，可以為及時(shí)、直觀、有效的對軌道交通運(yùn)營狀態(tài)做出判斷及預(yù)判提供可靠的保障，為大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)、虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、智慧城市等新應(yīng)用提供了有力的支持。利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建信息傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)體系，方便技術(shù)人員對各條地鐵運(yùn)營線路的運(yùn)行信息進(jìn)行統(tǒng)一的收集和整理。管理部門需要加大資金技術(shù)投入，引進(jìn)計(jì)算機(jī)工作設(shè)備，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)工作平臺，并設(shè)置數(shù)據(jù)資源庫。最后，結(jié)合城市軌道交通行業(yè)的發(fā)展情況及日常的基本工作流程，對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行智能的分類，以此來完成信息采集工作。

3.2信息管理

將5G技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融合起來，可以利用5G系統(tǒng)高速率、低時(shí)延等強(qiáng)大的接入功能和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的穩(wěn)定性，開展對數(shù)據(jù)信息的傳輸及管理工作。這可以在一定程度上降低信息管理的經(jīng)濟(jì)成本，符合軌道交通運(yùn)維管理部門的基本工作需求。同時(shí)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)依靠龐大的網(wǎng)絡(luò)空間體系，可以實(shí)現(xiàn)對信息的備份存儲，減小占用系統(tǒng)運(yùn)行的空間。

4 5G與物聯(lián)網(wǎng)融合在軌道交通運(yùn)維監(jiān)控工作中的運(yùn)用

4.1遠(yuǎn)程監(jiān)控

利用5G技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對軌道交通中各類設(shè)備的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控，這是因?yàn)闊o線網(wǎng)絡(luò)部署難度較低，部署速度快，而且新建的設(shè)備能夠自帶物聯(lián)網(wǎng)功能，可以幫助實(shí)現(xiàn)智能化遠(yuǎn)程監(jiān)控。運(yùn)維人員不再需要在各個軌道交通管理點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)控，而是在一個指揮中心進(jìn)行全方位監(jiān)控，大大節(jié)約了人力成本和設(shè)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(wù)要求并不相同，運(yùn)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(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。將5G物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到其中以后，能夠?qū)崿F(xiàn)智能化數(shù)據(jù)采集，同時(shí)通過分析采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評估，消除安全隱患，實(shí)現(xiàn)節(jié)能管理。運(yùn)維管理人員可以在風(fēng)險(xiǎn)事件發(fā)生之前事先得到警告，提高風(fēng)險(xiǎn)事件的解決效率，甚至預(yù)防風(fēng)險(xiǎn)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(shù)能夠?qū)Ω黜?xiàng)設(shè)備和工作人員進(jìn)行定位，實(shí)時(shí)追蹤設(shè)備和人員的位置，合理調(diào)配工作人員。今后，還可以引入能夠自由活動的機(jī)器人，實(shí)現(xiàn)全自動機(jī)械作業(yè)，對物資進(jìn)行智能化管理。未來運(yùn)用機(jī)器人以后，運(yùn)維管理將更加簡單高效，運(yùn)維人員只需要遠(yuǎn)程指揮機(jī)器人完成實(shí)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(shù)的應(yīng)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(shè)備實(shí)現(xiàn)設(shè)備的在線維護(hù)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(yīng)用5G物聯(lián)網(wǎng)，增強(qiáng)VR和AR的使用效果，將能夠合理實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程精細(xì)化操作，達(dá)成臨場效果，減少資源投入。該技術(shù)的實(shí)現(xiàn)有利于未來工作經(jīng)驗(yàn)較少的工作人員也能在有經(jīng)驗(yàn)的工作人員指揮下進(jìn)行遠(yuǎn)程設(shè)備維護(hù)，減少誤工返工現(xiàn)象。

5 結(jié)束語

5G技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢就在于可以提高信息的傳輸帶寬，降低網(wǎng)絡(luò)時(shí)間。而物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以將軌道交通系統(tǒng)當(dāng)中的各個機(jī)電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)通過數(shù)據(jù)連接的方式傳遞到地鐵控制中心進(jìn)行集中管理?？梢詫?shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在線監(jiān)控管理，及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行的故障問題，若結(jié)合AI技術(shù)甚至還能實(shí)現(xiàn)智能運(yùn)維。最后，還能通過AR、VR技術(shù)對員工的運(yùn)維管理能力進(jìn)行培訓(xùn)，確保各項(xiàng)工作的順利開展。

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