5G与物联网融合在城市轨道交通运维中的探究

黄娇

【摘  要】随着人们生活水平的不断提升，各行各业都在不断向前发展，我国的轨道交通也在发展进步。轨道交通的运维管理已经伴随着通信技术的飞速发展而实现信息化。现如今，如何实现更高水平的轨道交通运维管理成为当前相关工作者的重點研究对象。论文主要针对5G技术和物联网融合应用在城市轨道交通运维中的影响进行分析，希望能够为相关从业者提供一定的参考。

【关键词】5G;物联网;城市轨道交通;运维

【Abstract】With the continuous improvement of people's living standard， all walks of life are constantly moving forward， China's rail transit is also in the development and progress. The operation and maintenance management of rail transit has realized informatization with the rapid development of communication technology. Nowadays， how to achieve a higher level of rail transit operation and maintenance management has become the focus of current research. The paper mainly analyzes the impact of the integration application of 5G technology and the internet of things in urban rail transit operation and maintenance， hoping to provide some reference for relevant practitioners.

【Keywords】the internet of things; urban rail transit; operations

1 引言

现如今，5G技术正在逐渐趋近成熟并投入使用，在这样的背景下，城市轨道交通需要参考具体的实际需求和当地的实际情况合理运用5G技术，同时引进物联网技术融合使用，提高城市轨道交通运维水平，保证城市居民能够在轨道中正常通信。

2 5G与物联网

2.1 5G通信技术

2.1.1 5G的概念

5G全称是第五代移动通信技术，指的是在第四代移动通信技术基础上发展而来的新的通信技术。目前来看，相较于原本的4G，5G的改变是对以往的技术进行细致整合，进而有效满足更多的用户需求。目前，5G已经能够实现在实际应用中加入更多的参数，提升信息容量，保证大规模数据同时传输，能够在同一时间进行大量数据的计算。当前时代，5G技术是最为先进的网络通信技术，不仅能够优化传统的通信行业产能，同时能够应用在其他行业的通信中。

2.1.2 5G的优势

5G技术能够更好地利用频谱资源。对比以往的无线通信中频谱资源的利用情况，我们会发现以往的无线通信网络中，频谱资源相对较为密集，进行信息交换时会导致信息传播变慢，影响信息传递效果，很难建立起完善的网络。5G技术构建起无线通信网络以后，更能够科学合理地利用频谱资源，提升信息交换速度。

5G技术能够拥有更高的系统容量。我国的通信技术已经发展到了信息化发展的数字化极端，有研究发现，用以支撑网络通信的数据量正在大幅度跨越式提升，而且随着科学技术水平的提升，网络通信数据的数量还会进一步增多，所以必须引进5G通信技术，保证数据交换能够安全准确。

5G技术能够令用户获得更好的感受。5G技术的投入使用必然会导致数据交换速度提升，当人们习惯了当前的数据交互速度以后，自然会追求更高的速度，向往更好的服务。但是网络技术发展除了速度以外，还需要保证数据传递安全可靠，所以发展应该全面。

5G技术能够降低能量消耗。当前我国的能源消耗水平正在不断上涨，这不仅会导致我国能源储备不足，还可能会造成生态环境的破坏。5G技术发展坚持绿色发展，能够在一定程度上减少能源消耗。

2.2 物联网技术

2.2.1 物联网概念

物联网最早是在美国提出的，通过射频识别技术、红外感应器、激光扫描器以及全球定位系统将多种多样的物品和网络连接起来，实现信息交换和通讯，达成智能化跟踪、定位、监控、管理、识别的一种新型网络。

2.2.2 物联网发展

物联网的核心技术包括网络通信技术、物品识别技术、传感传动技术、数据处理技术、3C融合技术等。利用多种技术共同应用，最终实现人和物、物和物之间的联通，万物互联。物联网能够应用在多个领域中，包括城市监控、智能交通、公共卫生、智能家居等。

3 城市轨道交通运维的发展需求

3.1 发展速度

目前我国诸多城市都在发展城市轨道交通网络，规划的总线路发展到2016年底已经达到了7300km。与此同时，正在建设和规划的轨道交通线路还有很多，投入的资金也比较多，只有实现高速发展才能降低成本，扩大收益。

3.2 人才储备

城市轨道交通正在飞速发展，但是与此同时急剧增多的人才需求却没有得到满足，尤其是地铁系统，各个部分都需要大量的人才，特别是专业性人才，短时间内无法培养足够多的储备人才。另外，随着人力成本的不断增加，延长运维人员的工作时间和数量也不符合实际需求。

3.3 规范系统

城市轨道交通承担了运输大量乘客的任务，而考虑到城市道路和站点的复杂性，轨道交通本身也会相对复杂。运维管理中涉及的系统很多，包括车辆系统、电力系统、通信系统、给排水系统、采暖系统等，这些系统还能分为多种子系统。各个系统、终端、节点数量非常庞大，必须具备完善的通信管理系统对其进行管理。

3.4 应急响应

城市轨道交通中的人流量相对较大，一旦发生突发事件，那么必须快速做好应急响应。突发事件的诱发因素有人为因素、意外因素、客观因素，当前的运维管理系统中人工很多，响应时间无法确定，导致资源调配和人员疏散的效率没有达到要求。

3.5 环保能耗

伴随着城市轨道交通规模的扩大，机电系统的规模也在增大，相应的能源消耗也在逐步扩大，已经成为城市耗能中的大比例部分。所以，未来的发展中应该对环保方面加以重视。

4 5G和物联网技术在城市轨道交通运维中的应用策略

4.1 远程监控

利用5G技术和物联网技术能够实现对轨道交通中各类设备的远程实时监控，这是因为无线网络部署难度较低，部署速度快，而且新建的设备能够自带物联网功能，可以帮助实现智能化远程监控。运维人员不再需要在各个轨道交通管理点进行监控，而是在一个指挥中心进行全方位监控，大大节约了人力成本和设备成本。

4.2 智能采集数据

轨道交通中的多个系统对于服务要求并不相同，运维要求也不一致。子系统采集数据的参数需要根据实际情况进行调整。将5G物联网技术应用到其中以后，能夠实现智能化数据采集，同时通过分析采集到的数据进行风险评估，消除安全隐患，实现节能管理。运维管理人员可以在风险事件发生之前事先得到警告，提高风险事件的解决效率，甚至预防风险事件的发生。

4.3 空间定位监管

物联网中的射频技术能够对各项设备和工作人员进行定位，实时追踪设备和人员的位置，合理调配工作人员。今后，还可以引入能够自由活动的机器人，实现全自动机械作业，对物资进行智能化管理。未来运用机器人以后，运维管理将更加简单高效，运维人员只需要远程指挥机器人完成实际工作，减少了人力的消耗。

4.4 可视化管理

5G和物联网技术的应用创造了使用VR和AR的条件，管理人员能够利用VR和AR设备实现设备的在线维护维修。对于管线改造和安装方面的问题，现在有很多误工、返工的情况。若是能够合理应用5G物联网，增强VR和AR的使用效果，将能够合理实现远程精细化操作，达成临场效果，减少资源投入。该技术的实现有利于未来工作经验较少的工作人员也能在有经验的工作人员指挥下进行远程设备维护，减少误工返工现象。

5 结语

综上所述，5G和物联网融合应用于城市轨道交通运维中，有利于实现工作人员的远程可视化管理，帮助降低能源消耗，降低人力成本，提高经济效益，日后还需要进一步发展相关技术，实现更高水平的城市轨道交通运维管理。

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