试谈 5G通信在城市轨道交通的应用

试谈 5G通信在城市轨道交通的应用

刘明辉 左福强 李鹏 潘朝晖

中国移动通信集团设计院有限公司黑龙江分公司 黑龙江哈尔滨 150080

摘要：近些年来，随着城市发展的不断加快，城市所面临的交通运输压力不断增加。而城市轨道交通的良好发展不仅可以高效的解决城市面临的巨大交通压力，还能在很大一定程度上有效提高城市土地的使用率。而通信技术作为确保城市轨道交通稳定、安全运营的关键技术之一就显得尤为重要。本文首先是对当前发展迅猛的基于4G移动通信技术升级而来的5G通信技术进行了简单介绍，之后便简述了城市轨道交通中通信技术的应用，最后便在这些的基础上分析了5G通信在城市轨道交通中的应用。

关键词：5G通信；城市轨道交通；应用

1 引言

目前，5G通信在我们生活中应用得愈发广泛，人们习惯于利用手机和电脑与外界交换信息，足不出门便可尽知天下事。如今，5G技术更是应用到了城市轨道智慧交通中。从各个角度来看，5G技术是各方面都得到了显著提高的通信技术。与此同时，新兴的城市轨道交通也逐渐趋于安全、可靠、方便。这里面，城市轨道交通通信系统是核心所在，是其大脑，其中包含车辆运行控制信息的传输、设备的实时监控信息等所有重要数据。这便需要移动通信技术在城市轨道交通中的应用可以深入达到新的水准。

2 什么是5G通信技术

5G通信技术是基于4G的移动通信技术，又比4G的移动通信技术高的一种新一代发展的产物。在信息技术不断发展的背景下，5G通信技术的发展也非常迅速，它为移动通信用户之间的传输奠定了良好的基础。5G通过应用各种集成技术和先进的信息技术，让其系统效率得以提高。它在4G的移动通信技术的基础上，又增加了信息资源的处理能力，有效降低其生产能力，充分满足通信市场发展的需求，间接推动了新科技革命的发展。在我国通信技术不断发展的背景下，虽然5G通信技术没有完全和正式的被应用，但它已经应用到城市轨道发展的各个方面。与4G通信技术相比，5G通信技术的设备不仅仅限于手机和平板电脑等软件，它还包括许多便携式的电子设备。除此之外，它与4G通信技术相比，在速度也有了很大的提高。因此，5G通信技术的发展和出现标志着我国通信技术的在世界的科技发展中又得到了进一步的提高。

3 5G通信技术在城市化交通轨道中的重要性

城市轨道通信系统主要包括无线通信系统和有线通信系统。但是，在信息技术飞速发展的背景下，城市轨道交通中使用无线通信技术的范围越来越广，它可以主要与实时人员进行实时通信并节省时间。5G通信技术在城市轨道交通中的应用已成为一种新的实用方法，它可以缩短信息传输的时间，从而确保城市轨道交通系统的正常运行。可以说，5G通信技术已成为城市轨道运输的重要组成部分，以确保信息传输的及时性和可靠性。此外，5G通信技术的发展还可以创建广泛的物联网，从而使用户之间的通信不仅限于一个区域，人们可以随时随地进行通信。同时，在轻轨系统的运营中使用5G通信技术还可以提高运营效率，从而有助于轻轨运输的持续发展。5G通信技术还增加了D2D通信功能，在某种程度上减轻了基站的负担并减少了通信延迟。同时，5G通信技术还显着提高了安全性和可靠性，这有助于提高城市轨道交通系统的安全运行。

4 5G通信在城市轨道交通中的应用

4.1更快更高的通信速度

目前，相关的研究人员为了完善列车的控制系统，防止列车因轨道旁网络设备故障而降级或停运，它们把5G通信技术应用到了列车的控制系统中。由于5G通信引入了端到端通信技术，它让列车设备之间的数据通信不需要基站的传输。而D2D通信技术可以用作另一种冗余通信方法。当轨侧网络出现故障的时候，它可以让列车直接相互通信，并相互报告各自的位置信息以及运行状态信息，从而保障列车的安全运行。同时，5G通信技术还可以进一步减少列车与列车之间的通信延迟，从而缩短列车的运行间隔，它在提高列车运行效率的同时，又提高了列车与列车之间通信的可靠性。除此之外，在列车与列车的通信中，5G通信技术中信息的传输是快速和安全的，它可以充分建立安全的网络连接，使信息数据可以通过终端传输，从而有效的实现车与车之间的信息交互，为列车的运行安全提供保障。

4.2降低网络延时 确保安全运维

对于长期运行的城市轨道交通而言，安全问题是最重要的问题，尤其是面对某些突发事件，需要监控处及各个站台之间达到最快速度的信息传递，确保不能产生重大安全事故。除此之外，追踪间隔保证列车以一定的时间间隔在线路上互不干扰地运行，也是衡量安全的重要标准之一。5G技术中最重要的组成部分D2D，Device-to-Device通信功能，可以在其领域内让5G的延时长保持在1ms，而4G通用延时标准是：通信系统单路单向传输时延不超过150ms的概率不小于98%。仅此一项对比就可以说5G能够更全方位的确保轨道交通运输的安全运维。另外从设备故障率角度出发，如果出现了网络的故障问题，在D2D通信技术下，可以立即在运行中的列车与列车之间建立有效的通信，使其能够相互通告各自的重要运行信息，比如：位置、运行时间、运行情况等等，这些信息的及时通信，就能够保证列车运行的安全运营，这一点是目前现有4G技术条件下无法做到的。因此从安全运营角度出发，5G的使用非常重要。

4.3降低设备数量 减轻财政支出

2018年之前，我国一直沿用2003年国务院对申建地铁城市的老版本，2018年颁布的新意见，将申请地铁城市的标准足足提高了3倍。仅这一项指标的提出，就让国家已批复建设规划轨道交通的42个城市里，有13个城市被剔除。而这其中最重要的原因就是财政支出的比例需要严格把控。而5G技术的使用，可从设备角度降低财政支出压力。因为5G的通信速度完全可以达成仅仅使用单网络传输即可综合承载现有轨道交通运营所有业务层面的网络需求量，这样的基础上，在建设过程中就可以大大降低了轨旁设备的安装数量，数据通信基站完全可以剔除，也不用再在轨道旁增设通信设备。三项设备投入可大幅降低，同时也会从施工时间、施工投入和开通运营成本三个方面大大减少经济压力，让本来不能够开启城市轨道交通建设计划的市级单位，不再为标准所困。5G技术的应用可以让更多的居民享受到轨道交通的便利。

4.4在绿色通信中的应用

我国通信技术不断发展背景下，通信过程中的能量损耗问题逐渐严重。近几年，我国更加重视环境保护、资源保护等问题。城市轨道交通作为城市发展的重点内容，需要起到良好的带头作用，不断优化完善网络，降低能量损耗，达到保护环境的目的。将5G通信技术应用于网络部署优化、资源调度优化，提升系统运行效率，保证系统安全稳定运行，为城市健康发展打下良好基础。

5 结束语

随着经济的不断发展，5G通信技术在城市轨道交通的领域会更加广泛，任何技术的诞生都有利有弊，只有不断研究，加强总结，才能提高通信技术的成熟度，拓展技术的应用领域，通信技术在不断发展与创新，我们要充分了解和认识通信技术，进一步研究5G通信技术，由此促进城市轨道交通新的突破，提高国家的经济发展水平，让中国高端技术有新的突破。

参考文献

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