5G通信技術在城市軌道交通中的運用

楊斌山

(新疆工程學院，新疆烏魯木齊，830000)

1 5G通信技術

1.1 5G通信技術的發展

5G通信是建立在4G基礎上的移動通信技術，其是新時代發展下出現的產物，5G技術的不斷發展和進步，給多用戶之間的信息傳輸奠定了穩定的基礎。5G技術把多項技術進行整合和使用，在很大程度上強化了系統的效率，同時也提高了處理信息資源方面的能力，符合市場的需要，并且在一定程度上促進了新的科技革命。隨著我國通信技術的不斷發展和進步，雖然目前5G通信技術沒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用跟4G通信技術對比來說，不僅僅在平板電腦以及手機等方面，同時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通信技術的發展是一次通信技術革命。

1.2 5G通信技術的特點

1.2.1 拓展性

5G通信息技術可以有效的對2G、3G以及4G通信技術進行整合，可以給人們提供更加多樣化的體驗以及應用功能。通過相關的研究數據表明，5G通信技術的覆蓋范圍大概是4G通信技術的十倍，其信號非常的穩定，能夠保障地域不同的人群其通信更加方便。隨著5G通信裝置的不斷創新和改革，5G通信頻譜有了很大的提高，所以，5G通信技術在以后的發展過程中，可以創造質量更高的通信環境，同時推動社會文明的發展和進步。

1.2.2 可靠性

通信技術具有的吞吐能力能夠滿足新時代條件下社會大眾多元化的需要，其是通信技術水平評價的重要標準，同時也是評價5G通信技術可否真正做到為人民服務的重點，5G通信技術在減小用戶延時的情況下，給人們創造了更加優質的體驗。

1.3 5G通信技術的長處

1.3.1 毫米波

一般情況下，毫米波指的是移動通信所使用的高頻段，這是非常關鍵的發展趨勢。其長處在于具有非常充足的可利用帶寬，同時還具有便捷式小型設備天線等毫米波的通信優點。

1.3.2 小基站

由于傳統的基站中心式業務已經沒有辦法符合不同環境下用戶對于移動通信業務的使用標準境，不僅如此，傳統的基站中心式業務靈活性有待提升，而且需要很大的成本投入，使用5G技術的小基站可以成功的拓寬網絡接入方式，轉變現階段的通信情況。小基站比較適合應用于跟短途的直接通信，其信道質量相對來說比較高，具有很高的數據傳輸速率，同時還具有低功能以及低延時的優點，除此之外，通過通信終端的大范圍分布，可以在很大程度上強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模式天線陣列通過開拓的方式，轉化成為3D模式天線陣列，從而形成新穎技術，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，同時還能夠綜合技術以及毫米波優化信號的覆蓋問題。全雙工指的是同頻同時，不僅能夠優化傳統頻譜資源的使用限制，同時還能夠讓頻譜資源得到更加靈活的使用，通過理論計算，能夠在很大程度上提高空口頻譜的通信效率。

1.3.4 網絡新型架構

采用處理集中化以及無線電合作的方式，在云計算的接入式新型網架構的支持下，可以在很大程度上減小雜亂信息帶來的影響，從而降低設備消耗的功率，強化通信頻譜的效率，除此之外，能夠讓智能化組網的動態使用更加方便。

2 5G通信技術在城市化交通軌道應用中存在的不足之處

2.1 5G通信技術應用不全面

對于城市軌道交通來說，盡管5G 通信技術為軌道的交通提供了很大的方便，然而現階段，5G 通信技術在城市軌道的交通系統中的應用還不夠全面，其在城市軌道交通的應用過程中，還存在很多的不足之處。目前，5G 通信技術最關鍵的特征是強化了傳輸的效率，同時節省了資源。但是其應用在城市軌道交通的時候，沒有辦法確保安全性，特別是在網絡信息安全方面。所以有關科技人員需要認知當前我國處于資源稀缺的環節，要是沒有將 5G 通信技術充分的運用在城市軌道交通系統中的話，對于我國通信技術的可持續發展來說具有不好的影響。

2.2 5G通信技術發展不完善

現階段5G通信技術處于飛速發展的時期，其在現實的使用期間會遇到很多的問題。所以，有關人員在使用5G通信技術的過程中，需要秉承循序漸進的原則，對技術進行拓展，在根本上強化技術的應用性，使其變得更加完善。在5G網絡出現事故的過程中，需要及時的轉移到其他裝置上，從而確保通信的正常穩定，給列車運行的安全提供保障，讓其在城市軌道的交通中充分的發揮其具有的作用。

3 5G通信技術在軌道交通的具體應用

3.1 列車的安全高效運行

目前我國的軌道交通智能化方面逐步由傳統的控制管理向智能工程型轉化，并通過采用智能算法與云數據技術來加強對于列車以及運行的管理控制。對于智能列車來說，可以通過車載的終端來實現自動駕駛或者是輔助駕駛功能，對于練車群的管理來說，需要通過智能中心管理來完成相應的行車計劃，加強對于整個階段的運行管理。另外，對于列車運行過程中的視頻語音通信來說，需要滿足列車運行同控制間的語音調度、廣播通信等對通信系統網絡的低時延、低帶寬要求的需求。另外可視化行車環境技術對于網絡帶寬的要求非常高，只有這樣才能夠滿足可視化控制列車軌道運行的要求。 超高清可視化視頻業務，這項技術對于網絡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控圖像的傳輸，以及控制中心流媒體下行播放功能。

通過應用5G技術能夠有效的提升列車運行中的數據通信效率，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行間隔，提升運行效率。另一方面通過應用武器技術的先進信息傳輸技術能夠實現更快更大的數據信息傳輸，同時保障網絡連接的安全性能，使得列車之間的信息交互更加準確快速，管理控制中心能夠及時地獲取列車位置，從而為列車的安全運行提供更加堅實的技術保障。

3.2 智能出行的便利服務

通過使用5G技術能夠有效的促進智能出行的發展，例如通過采用5G接入來查詢車輛信息，車站人流量以及軌道交通的商業網點設施等各種信息內容。并且可以有效的實現出行的電子票務智能服務，通過智能系統，乘客在智能攝像頭的識別下來自動驗票，并通過手機來調整修改形成的規劃，并通過智能軌道交通系統為乘客提供大數據的服務，根據他們的不同要求企業來提供不同的信息服務，為人們提供一對一的智能服務，全面提升我國軌道交通行業的服務水平，讓人們能夠體會到5G網絡服務的高質量與高效率。

3.3 城市軌道交通設備的維護

對于城市軌道交通來說其中包括了大量的設備而且這些設備分布于城市各個地方，因此設備的維護周期場而且工作量較大，對于維護人員的要求較高。對于城市軌道交通來說，特別是地鐵系統在每條地鐵線的監控攝像頭的巡檢數量數量非常多，如果僅僅是依靠人力來進行巡檢，則非常容易出現漏檢錯檢的狀況，通過應用智能化的系統來強化對于整體設備的實時監控，并通過5G網絡來達到智能監管，這樣既能降低工作人員的工作量又能提升監管效率有效提升城市軌道交通系統的維護運行安全性。

3.4 強化列車應急防災急救功能

對于城市的軌道交通系統來說，它綜合了安全防護系統、視頻監控系統以及相應的報警系統等多功能子系統集合，以云數據為基礎，通過智能算法等多種方式來不斷完善相應的管理流程與應急解決方案，可以在列車遇到緊急狀況的時候，能夠迅速的為地鐵應急防災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。通過應用新一代的城市軌道交通系統，能夠有效的提升列車的運行效率，降低車輛發車的間隔，提升車輛的載客量，并且通過該系統能夠更好的應對列車在運行過程中出現的緊急狀況，讓工作人員能夠及時掌握到現場的實際情況，從而快速制定相應的應急防災處理方案。并且通過加強對于5G通信技術的應用，可以更快的了解到現場的實際狀況，并采用安全防護系統的監控系統功能有效的抓拍各類事故問題，通過無記技術能夠為這些網絡問題處理提供充足的網絡帶寬，全面提升運行效率，提升監控視頻的圖像質量做到實時傳達，從而能夠更加快速有效的處理緊急事件。

3.5 優化列車之間的綠色通信

在實際的城市軌道交通通信過程中，通信能源消耗是非常嚴重的。但是目前國家政策要求城市軌道交通部門要加強對于網絡的優化改進，全面降低通信能源消耗。因此通過加強對于5G通信技術的應用，不僅可以全面優化網絡結構，合理調整資源的分配部署，從而全面提升我國城市軌道交通系統的運行效率，降低通信能量損耗。另一方面通過加強對于5G通信技術的應用，能夠有效的改進列車之間的通信狀況，實現真正的綠色通信，促進我國城市軌道交通通信行業的發展進步。