欒樹(shù)明

（通號(hào)通信信息集團(tuán)有限公司，吉林 長(zhǎng)春 130000）

1 5G技術(shù)在城市軌道交通領(lǐng)域的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

1.1 高速穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸

首先，5G網(wǎng)絡(luò)具備更高的傳輸速率，能夠提供更大的帶寬，實(shí)現(xiàn)更快速的數(shù)據(jù)傳輸。這對(duì)城市軌道交通系統(tǒng)而言至關(guān)重要，因?yàn)榇罅康臄?shù)據(jù)需要在車(chē)輛、信號(hào)系統(tǒng)、調(diào)度中心等多個(gè)環(huán)節(jié)之間進(jìn)行實(shí)時(shí)傳輸，包括車(chē)輛位置數(shù)據(jù)、乘客需求信息、交通狀況等。高速的數(shù)據(jù)傳輸能夠保證實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性，為軌道交通的智能化運(yùn)營(yíng)提供強(qiáng)有力的支持。其次，5G網(wǎng)絡(luò)能夠提供更穩(wěn)定的連接。傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)在高密度用戶和高速移動(dòng)環(huán)境下容易出現(xiàn)信號(hào)干擾和傳輸中斷的問(wèn)題。而5G網(wǎng)絡(luò)通過(guò)引入更先進(jìn)的天線技術(shù)和波束賦形技術(shù)，可以有效抵抗信號(hào)干擾，并提供更穩(wěn)定的連接質(zhì)量。在城市軌道交通系統(tǒng)中，車(chē)輛和設(shè)備需要保持穩(wěn)定的通信連接，以便進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、調(diào)度和協(xié)同操作。5G技術(shù)的穩(wěn)定連接性可以提高運(yùn)營(yíng)效率和安全性，確保車(chē)輛和設(shè)備之間的實(shí)時(shí)信息交互[1]。

1.2 多連接性與低時(shí)延

傳統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)在連接設(shè)備數(shù)量眾多時(shí)容易出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)擁塞和信號(hào)沖突的問(wèn)題。而5G技術(shù)支持大規(guī)模設(shè)備連接，能夠同時(shí)連接多個(gè)車(chē)輛、信號(hào)系統(tǒng)、調(diào)度中心和乘客設(shè)備等。這種多連接性使得軌道交通系統(tǒng)中的各個(gè)環(huán)節(jié)能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)快速數(shù)據(jù)交換和信息共享。多連接性的優(yōu)勢(shì)使得整個(gè)軌道交通系統(tǒng)能夠高效運(yùn)行，提升運(yùn)輸效率和安全性。另外，5G技術(shù)具備低時(shí)延特性。時(shí)延是指數(shù)據(jù)從發(fā)送端到接收端所需的時(shí)間，低時(shí)延意味著數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性更好。傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的時(shí)延較高，無(wú)法滿足實(shí)時(shí)通信和快速?zèng)Q策的需求。而5G通過(guò)優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和引入更快速的信號(hào)傳輸技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了更低的時(shí)延。在城市軌道交通系統(tǒng)中，低時(shí)延對(duì)于保障運(yùn)營(yíng)安全和提供優(yōu)質(zhì)乘客服務(wù)至關(guān)重要。

2 5G技術(shù)在城市軌道交通領(lǐng)域的應(yīng)用方向

2.1 智能調(diào)度與管理

首先，采用5G技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸和處理。在傳統(tǒng)的調(diào)度系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)的傳輸速率和實(shí)時(shí)性有限，導(dǎo)致調(diào)度決策可能存在延遲和不準(zhǔn)確的情況。而5G技術(shù)提供高速穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸，能夠?qū)崟r(shí)傳輸大量的車(chē)輛信息、乘客需求、交通狀況等數(shù)據(jù)。這使得調(diào)度中心可以及時(shí)獲取準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和分析，從而做出更精確的調(diào)度決策。通過(guò)智能調(diào)度和管理能夠優(yōu)化車(chē)輛的發(fā)車(chē)間隔、調(diào)整車(chē)輛運(yùn)行速度，提高運(yùn)輸效率和減少擁堵現(xiàn)象。其次，5G技術(shù)支持車(chē)輛之間的實(shí)時(shí)通信和協(xié)同操作。通過(guò)在軌道交通車(chē)輛中嵌入5G通信設(shè)備，車(chē)輛之間可以進(jìn)行高效的通信，共享實(shí)時(shí)信息。這種車(chē)輛間的協(xié)同操作可以實(shí)現(xiàn)列車(chē)的自主調(diào)度和運(yùn)行控制，提高運(yùn)輸系統(tǒng)的靈活性和適應(yīng)性。車(chē)輛之間可以通過(guò)5G技術(shù)實(shí)時(shí)交換車(chē)速、位置、故障等信息，實(shí)現(xiàn)智能的車(chē)輛調(diào)度和運(yùn)行控制。智能調(diào)度和管理能夠提高軌道交通系統(tǒng)的運(yùn)行安全性，減少人為錯(cuò)誤和事故發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。最后，借助5G技術(shù)，軌道交通系統(tǒng)可以構(gòu)建智能調(diào)度中心。智能調(diào)度中心通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)控和數(shù)據(jù)分析，能夠?qū)?chē)輛、信號(hào)系統(tǒng)和乘客需求等進(jìn)行全面管理。調(diào)度中心可以根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和分析結(jié)果，調(diào)整列車(chē)的發(fā)車(chē)間隔和運(yùn)行速度，避免擁堵和提高運(yùn)輸效率。同時(shí)，智能調(diào)度中心還能夠?qū)崟r(shí)響應(yīng)突發(fā)事件和故障，進(jìn)行緊急調(diào)度和應(yīng)急響應(yīng)，保障運(yùn)輸系統(tǒng)的安全性和可靠性[2]。

2.2 車(chē)輛聯(lián)網(wǎng)與通信

首先，5G技術(shù)支持車(chē)輛之間的實(shí)時(shí)通信和數(shù)據(jù)交換。通過(guò)在軌道交通車(chē)輛中嵌入5G通信設(shè)備，車(chē)輛之間可以進(jìn)行高速穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸，這使得車(chē)輛能夠?qū)崟r(shí)共享關(guān)鍵信息，如位置、速度、乘客負(fù)載等，以實(shí)現(xiàn)精確的運(yùn)行控制和調(diào)度。車(chē)輛之間的實(shí)時(shí)通信還能夠提高行車(chē)安全，例如通過(guò)交換行車(chē)意圖、報(bào)警信息等，及時(shí)避免碰撞和事故發(fā)生。其次，通過(guò)5G技術(shù)實(shí)現(xiàn)了車(chē)輛與基礎(chǔ)設(shè)施的互聯(lián)互通。使軌道交通系統(tǒng)中的基礎(chǔ)設(shè)施，如信號(hào)系統(tǒng)、調(diào)度中心、車(chē)站等，可以與車(chē)輛進(jìn)行實(shí)時(shí)通信，基礎(chǔ)設(shè)施可以向車(chē)輛發(fā)送實(shí)時(shí)的運(yùn)行指令、交通信息和調(diào)度安排，實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)輛的遠(yuǎn)程監(jiān)控和控制。同時(shí)，車(chē)輛也可以向基礎(chǔ)設(shè)施提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，如車(chē)輛狀態(tài)、故障信息等，以供基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行準(zhǔn)確的運(yùn)行調(diào)度和維護(hù)。車(chē)輛與基礎(chǔ)設(shè)施的互聯(lián)互通通過(guò)5G技術(shù)實(shí)現(xiàn)，提高了軌道交通系統(tǒng)的整體智能化水平和運(yùn)行效率。最后，通過(guò)車(chē)輛聯(lián)網(wǎng)與通信還可以提供豐富的乘客服務(wù)。通過(guò)5G技術(shù)，可使乘客獲取實(shí)時(shí)的車(chē)輛信息，如到站時(shí)間、座位信息、車(chē)廂擁擠度等。乘客可以通過(guò)智能手機(jī)等設(shè)備進(jìn)行車(chē)票購(gòu)買(mǎi)、電子支付等操作，提升乘客出行的便捷性和體驗(yàn)。同時(shí)，車(chē)輛聯(lián)網(wǎng)還能夠支持高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)，提升乘客安全感，減少不良事件的發(fā)生[3]。

2.3 智能安防監(jiān)控

首先，5G通信技術(shù)支持高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行。通過(guò)5G網(wǎng)絡(luò)的高帶寬和低時(shí)延特性，軌道交通系統(tǒng)可以搭建高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)控車(chē)站、車(chē)輛、站臺(tái)等關(guān)鍵區(qū)域。高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)能夠提供清晰、細(xì)致的監(jiān)控畫(huà)面，有助于監(jiān)測(cè)潛在的安全隱患和異常情況。通過(guò)應(yīng)用5G技術(shù)，監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)能夠?qū)崟r(shí)傳輸?shù)街付ǖ陌卜乐行模拱卜廊藛T能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)并應(yīng)對(duì)安全問(wèn)題，提升運(yùn)輸系統(tǒng)的安全性和可靠性。其次，5G技術(shù)支持智能安防設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)和遠(yuǎn)程控制。軌道交通系統(tǒng)中可以利用5G技術(shù)將安防設(shè)備，如入侵檢測(cè)系統(tǒng)、煙霧報(bào)警器、緊急呼叫裝置等，連接到統(tǒng)一的安防監(jiān)控中心。通過(guò)遠(yuǎn)程控制，安防人員可以對(duì)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和操作，及時(shí)響應(yīng)緊急情況。例如，當(dāng)發(fā)生安全問(wèn)題時(shí)，安防人員可以通過(guò)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)關(guān)閉車(chē)站出入口、啟動(dòng)緊急停車(chē)裝置等，保障乘客和工作人員的安全。另外，5G技術(shù)還支持智能化的人員定位和緊急救援功能。在軌道交通系統(tǒng)中使用5G通信設(shè)備，可以實(shí)時(shí)獲取乘客和工作人員的位置信息。這使得安防人員能夠快速定位遇險(xiǎn)者，并迅速進(jìn)行緊急救援。同時(shí)，通過(guò)5G技術(shù)還可以實(shí)現(xiàn)與乘客的實(shí)時(shí)通信，以提供指導(dǎo)和安撫，確保乘客在緊急情況下能夠得到及時(shí)的幫助和支持。

3 5G技術(shù)在城市軌道交通中領(lǐng)域應(yīng)用措施

3.1 建設(shè)高密度基站

增加基站的密度，即在城市軌道交通線路沿線布置更多的基站，可以有效提升5G網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍和信號(hào)質(zhì)量，為乘客提供穩(wěn)定、高速的通信體驗(yàn)。首先，高密度基站的建設(shè)可以解決信號(hào)覆蓋盲區(qū)問(wèn)題。在城市軌道交通的地下隧道、地下車(chē)站等復(fù)雜環(huán)境中，由于信號(hào)的穿透性和傳播特性限制，存在信號(hào)覆蓋不穩(wěn)定的問(wèn)題。增加基站的密度，可以消除信號(hào)盲區(qū)，確保在隧道和車(chē)站等區(qū)域內(nèi)信號(hào)的穩(wěn)定覆蓋。這使得乘客可以在地下交通環(huán)境中依然享受到高速、可靠的5G通信服務(wù)，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通話、數(shù)據(jù)傳輸、在線娛樂(lè)等操作。其次，高密度基站的建設(shè)可以提高網(wǎng)絡(luò)容量和傳輸速率。在城市軌道交通中，由于乘客密集、數(shù)據(jù)需求高等因素，網(wǎng)絡(luò)容量和傳輸速率成為關(guān)鍵問(wèn)題。增加基站的密度，可以有效增加網(wǎng)絡(luò)容量，滿足大量乘客同時(shí)接入網(wǎng)絡(luò)的需求。高密度基站的部署還可以減少用戶間的干擾，提升網(wǎng)絡(luò)傳輸速率和穩(wěn)定性，確保乘客在高峰時(shí)段和擁擠區(qū)域仍能夠流暢地使用各種在線服務(wù)。此外，高密度基站的建設(shè)也為未來(lái)智能化應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。隨著城市軌道交通的發(fā)展，智能化應(yīng)用如自動(dòng)駕駛列車(chē)、車(chē)站智能化管理等將逐漸成為現(xiàn)實(shí)，這些應(yīng)用對(duì)于穩(wěn)定、低時(shí)延的通信環(huán)境要求極高，建設(shè)高密度基站，可以為這些智能化應(yīng)用提供強(qiáng)有力的網(wǎng)絡(luò)支持，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸和高效處理，提升軌道交通系統(tǒng)的安全性、運(yùn)行效率和智能化水平[4]。

3.2 引入車(chē)載終端設(shè)備

在車(chē)輛上安裝車(chē)載終端設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)車(chē)輛聯(lián)網(wǎng)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸，為乘客和運(yùn)營(yíng)管理提供更多的便利和智能化服務(wù)。首先，引入車(chē)載終端設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)車(chē)輛聯(lián)網(wǎng)和實(shí)時(shí)監(jiān)控。車(chē)載終端設(shè)備通過(guò)5G技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)連接，可以實(shí)時(shí)傳輸車(chē)輛的位置、運(yùn)行狀態(tài)、能耗信息等數(shù)據(jù)到運(yùn)營(yíng)管理中心。這使得運(yùn)營(yíng)管理人員能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控車(chē)輛的運(yùn)行情況，及時(shí)掌握車(chē)輛位置和運(yùn)行狀況，實(shí)施有效的調(diào)度和管理。同時(shí)，車(chē)載終端設(shè)備也可以與乘客信息系統(tǒng)相連，將實(shí)時(shí)的車(chē)輛位置和到站時(shí)間等信息提供給乘客，提升乘客的出行體驗(yàn)。其次，引入車(chē)載終端設(shè)備可以支持智能化的車(chē)輛診斷和維護(hù)。車(chē)載終端設(shè)備可以實(shí)時(shí)采集車(chē)輛的傳感器數(shù)據(jù)、故障診斷信息等，并通過(guò)5G技術(shù)傳輸?shù)骄S修中心。維修人員可以通過(guò)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和診斷方式及時(shí)發(fā)現(xiàn)車(chē)輛故障，并提供準(zhǔn)確的維修方案。這有助于提高車(chē)輛的可靠性和安全性，減少故障發(fā)生和維修時(shí)間，保證軌道交通系統(tǒng)的正常運(yùn)行。再次，引入車(chē)載終端設(shè)備還可以支持智能化的乘客服務(wù)。通過(guò)車(chē)載終端設(shè)備，乘客可以享受到更多個(gè)性化的服務(wù)。例如，車(chē)載終端設(shè)備可以提供實(shí)時(shí)的乘車(chē)信息，包括車(chē)次信息、站點(diǎn)信息、換乘指引等。乘客還可以通過(guò)車(chē)載終端設(shè)備訪問(wèn)互聯(lián)網(wǎng)，享受在線娛樂(lè)、電子閱讀等多種服務(wù)。另外，車(chē)載終端設(shè)備還可以支持無(wú)現(xiàn)金支付、電子車(chē)票等便捷的支付方式，提升乘客的出行體驗(yàn)。

3.3 構(gòu)建智能調(diào)度中心

建立智能調(diào)度中心，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)列車(chē)運(yùn)行、乘客信息和系統(tǒng)管理等方面的智能化監(jiān)控和調(diào)度，提升軌道交通系統(tǒng)的運(yùn)行效率和安全性。首先，智能調(diào)度中心可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)列車(chē)監(jiān)控和調(diào)度。通過(guò)應(yīng)用5G技術(shù)，軌道交通系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)傳輸列車(chē)的位置、速度、運(yùn)行狀態(tài)等信息到智能調(diào)度中心。智能調(diào)度中心利用這些數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和分析，可以對(duì)列車(chē)的運(yùn)行情況進(jìn)行精確掌握，包括車(chē)輛的準(zhǔn)點(diǎn)情況、運(yùn)行速度等?；谶@些數(shù)據(jù)，智能調(diào)度中心可以進(jìn)行實(shí)時(shí)的列車(chē)調(diào)度和優(yōu)化，確保列車(chē)運(yùn)行的平穩(wěn)性和高效性。其次，智能調(diào)度中心可以實(shí)現(xiàn)乘客信息管理和服務(wù)優(yōu)化。通過(guò)應(yīng)用5G技術(shù)，智能調(diào)度中心可以獲取乘客的實(shí)時(shí)信息，包括乘車(chē)人數(shù)、站點(diǎn)擁擠度、乘車(chē)偏好等。借助這些數(shù)據(jù)，智能調(diào)度中心可以實(shí)施智能乘客分流和調(diào)度，優(yōu)化站點(diǎn)運(yùn)行和乘車(chē)體驗(yàn)。例如，在高峰時(shí)段，智能調(diào)度中心可以通過(guò)乘客流量分析，及時(shí)調(diào)整列車(chē)的運(yùn)行頻率和站點(diǎn)停留時(shí)間，以減輕擁擠情況，提高乘車(chē)效率。最后，智能調(diào)度中心可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)故障監(jiān)測(cè)和預(yù)警。通過(guò)應(yīng)用5G技術(shù)，智能調(diào)度中心可以實(shí)時(shí)接收車(chē)輛傳感器數(shù)據(jù)、設(shè)備狀態(tài)信息等。這使得智能調(diào)度中心能夠及時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)故障和異常情況，包括車(chē)輛故障、設(shè)備損壞等。一旦發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，智能調(diào)度中心可以快速發(fā)出預(yù)警并采取相應(yīng)的應(yīng)急措施，以確保軌道交通系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定運(yùn)行[5]。

4 結(jié)束語(yǔ)

5G技術(shù)在城市軌道交通領(lǐng)域的應(yīng)用，為智能調(diào)度、車(chē)輛聯(lián)網(wǎng)、安防監(jiān)控和乘客服務(wù)等方面帶來(lái)了諸多優(yōu)勢(shì)。借助5G技術(shù)高速穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸和多連接性與低時(shí)延特性，實(shí)現(xiàn)了智能化、高效率的運(yùn)行管理。建設(shè)高密度基站和引入車(chē)載終端設(shè)備，可進(jìn)一步提升5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋能力和服務(wù)質(zhì)量。通過(guò)這些可措施構(gòu)建一個(gè)智能、便捷、安全的城市軌道交通系統(tǒng)，為乘客出行帶來(lái)更好的體驗(yàn)和服務(wù)。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，5G技術(shù)在城市軌道交通領(lǐng)域的應(yīng)用前景將更加廣闊。■