5G无线通信技术的概念及其在城市轨道交通系统中的运用探析

5G无线通信技术的概念及其在城市轨道交通系统中的运用探析

张宁

身份证号：130126198911303024

摘要：5G无线通信技术是我国当前优先发展的重要领域，也是推动国家现代化发展的关键举措。将5G无线通信技术与城市轨道交通系统进行融合不仅能够实现高效的数据处理，而且多种网络架构的协同作用能进一步规范数据信息处理工作，在为人们提供便利的同时，也推动我国现代化产业的可持续发展。

关键词：5G无线通信技术；城市轨道交通系统；运用

一、5G无线通信技术

5G无线通信技术作为计算机领域的新兴技术，不仅大幅度降低了通讯、信息传输所造成的延迟，而且有效节约了通信成本，促进了现代社会的健康可持续发展。针对使用对象、使用途径的不同，数据传输还会在5G通讯的基础上进行容量扩充，保证通讯传输的效率，实现信息化网络全覆盖。在实际运用中，5G无线通信技术能根据区域通信功能、网络覆盖程度进行多区域划分，并构建相应的网络体系，将传输的数据、信息转化为数字信号，并借助数字信号转化器实现高速解码，以此保证信息数据的完整。

二、5G无线通信技术在城市轨道交通系统中运用

（一）5G无线通信技术在交通视频监控系统中的运用

1.对视频监控系统功能的分析

视频监控系统可以监控多项内容，特别是设备行为、车辆运行状态等，同时，该系统也能联合各项设备（如摄像机、编码器等）为工作人员提供更为准确的信息，避免工作人员作出错误的判断。（1）做好监视范围控制新时代背景下，监视范围的选择对于整个系统有着重要的作用。工作人员借助5G无线通信技术能够灵活地调整监视范围，在此过程中，相关人员也要做好对隧道入口、U型监控室等设备的监控，同时还要结合实际需求对设备的功能进行不断改进，在此基础上实现实时控制。（2）对视频存储功能的介绍视频监控功能具有高储存特征。在交通运行过程中，交通视频监控系统能够存储长时间段的信息，便于工作人员观看其他工作人员的通话记录，从根源上解决一些不必要的问题。（3）对控制功能的介绍新时代背景下，监控室的工作人员可以发挥远程作用随时监控信息，还可进入摄像机远程系统对整个设备进行远程操控。在此过程中，相关人员要做好紧急预案，快速切换整个工作系统，达到良好的监控效果。

3.5G无线通信技术在城市轨道交通视频监控系统建设中的运用

（1）端到端通信为避免CBTC技术的列车调度系统中的列车因轨道网出现故障而产生逃逸或停线的现象，有关部门应发挥5G无线通信技术高速数据传播的优势，在列车行进道路上设立独立轨道通信网和相应的电子传感器，以此提高数据传输效率。此外，5G无线通信技术还要渗透到D2D通信技术中，通过“端对端”的传输方式实现跨设备数据传输，保证信息数据的安全性与可靠性。D2D通信技术作为通信的预备方案，已经摆脱了传统的数据中转，可实现车与车之间的通信，在减少反馈时间的同时，还能提高列车运行安全。（2）海量用户超密集组网海量用户超密集组网既能拓宽5G无线通信技术的渗透领域，又能为用户提供更多的服务，满足用户的需求，提高数据处理效率。（3）大规模天线阵列随着城市现代化建设的发展，城市交通网络的密度越来越大，人们的出行方式也愈发多元化，但随之而来的却是交通压力的增加。因此，城市轨道交通系统要贯彻绿色、环保、节能的理念，针对用户的实际需求对现有的信息安全网进行调整、扩充[3]。例如，城市轨道交通可借助5G无线通信技术对传统天线阵列进行优化，采用点状的大规模天线阵列来控制列车的运行轨迹，提高运输效率，满足用户的实际需求，从而为未来轨道交通的建设提供良好的技术支持。

（二）5G无线通信技术在地铁通信中的运用

轨道交通车地无线通信对于地铁的安全运行有着重要的作用，同时也是不可或缺的环节之一。在实际的运用中，轨道交通车地无线通信主要具备以下功能：第一，用于通信技术下的列车运行控制系统，进一步控制车辆的安全行驶，避免出现安全事故；第二，用于列车的监测系统，确保车辆部分核心设备的安全性；第三，用于车载视频监控系统，可以将视频或图像上传至平台；第四，用于乘客信息系统，主要是为了解决线网异常下的消息发布，以稳定乘客。以石家庄为例，该地铁的LTE-M车地系统运用1.8GHz频段、10MHz频谱的带宽。从实际运行来看，上下行的数据吞吐量大概在2-8M之间。根据地铁的运行需求，基于综合承载下的列车运行控制、列车监测业务、视频监控业务以及乘客的业务等大概需要40-70M的平均宽带。当单网运行处于最小的单位时，5MHz的LTE-M通信速率是很难完全达到业务综合承载要求的，这对于列车的安全运行会产生重要影响。例如，列车运行状态监测的运用处于4G网络时，在车上部署数据与发送设备后，就可以保证列车最原始数据的分布式收集与本地存储。不过数据量与数据速率都会受到不同程度的影响，所以只可以运用小数据传输。若想要进行大数据传输，就要采取人工方式。引入5G无线通信技术后，原来的数据量与传输速率就可以实现明显提升，大数据的文件资料也能够实现及时传输，更好地发挥部件的监视、故障预警与健康评估等功能。

（三）5G无线通信技术在地铁运营维护中的运用

轨道交通线路的内在零部件错综复杂，需要维护的设施和关键点相对较多，而且所涉及的范围较广，需要维护的工程量较大。在此情况下，如果还是依赖于传统技术，工作状态可能会受到影响，不利于地铁的运营维护。接入5G无线通信技术后，相关的故障就可以及时回传给技术人员，运营维护不再被动，而是变得更加智能，工作效率也得到了提升。据笔者了解，石家庄地铁已经开始运用5G无线通信技术对目前的工作进行优化。目前，石家庄市地铁的车辆数据和事件数据均为人工方式收集，劣势就是无法实时掌控各类车的状态。5G无线通信技术的运用可以实现数据信息的及时传输，维护人员可以第一时间掌握列车的运营情况，从而制定测试计划以逐渐完善列车的各项功能，提升列车运营的可靠性，将运营成本控制在最小限度，为后续的“智慧地铁”建设奠定基础。

（四）5G无线通信技术在物联通信网络构建中的运用

智能化、科学化是当今发展的重要理念，亦是智慧出行的核心内涵。5G无线通信技术的发展使得智能化出行与人们的日常生活愈发紧密，人们可以借助移动设备查询列车实时信息，从而进行网络购票。同时，对于一些人流量密集的地区，人们可通过实时查询列车到、发站信息、车站拥挤情况、定位商业网点等版块，选择合适的上车地点，以此提高出行质量。在此过程中，相关部门还可以依托5G无线通信技术，利用微信公众号、APP搭建相应物联网，并结合大数据构建信息推送平台，定时发布、接收地铁、公交信息等，实现站内分区疏散、站外潜在乘客引导换乘。不仅如此，人们在乘坐过程中，列车还要借助物联网实现无线网络全覆盖，推送相关的广告与视频影像，充分发挥5G无线通信技术信息高效传输的优势，提高人们的使用体验。

参考文献

[1]潘基翔.5G技术在城市轨道交通中的应用研究[J].中国宽带, 2021.

[2]李永.5G通信在轨道交通中的应用[J].低碳世界, 2021(012):011.

[3]邹定锋.5G技术在城市轨道交通信号系统中的应用[J].通讯世界, 2021.

[4]路雅辉.5G无线通信技术在城市轨道交通中的应用[J].人民交通, 2022(7):63-65.