5G通信技术在城市轨道交通中的运用

杨斌山

(新疆工程学院，新疆乌鲁木齐，830000)

1 5G通信技术

1.1 5G通信技术的发展

5G通信是建立在4G基础上的移动通信技术，其是新时代发展下出现的产物，5G技术的不断发展和进步，给多用户之间的信息传输奠定了稳定的基础。5G技术把多项技术进行整合和使用，在很大程度上强化了系统的效率，同时也提高了处理信息资源方面的能力，符合市场的需要，并且在一定程度上促进了新的科技革命。随着我国通信技术的不断发展和进步，虽然目前5G通信技术没有得到大范围的投入使用，但是其在人们的生活方面得到的运用跟4G通信技术对比来说，不仅仅在平板电脑以及手机等方面，同时还含有很多随身装置，而且信息的传输速度有了很大的提升，5G通信技术的发展是一次通信技术革命。

1.2 5G通信技术的特点

1.2.1 拓展性

5G通信息技术可以有效的对2G、3G以及4G通信技术进行整合，可以给人们提供更加多样化的体验以及应用功能。通过相关的研究数据表明，5G通信技术的覆盖范围大概是4G通信技术的十倍，其信号非常的稳定，能够保障地域不同的人群其通信更加方便。随着5G通信装置的不断创新和改革，5G通信频谱有了很大的提高，所以，5G通信技术在以后的发展过程中，可以创造质量更高的通信环境，同时推动社会文明的发展和进步。

1.2.2 可靠性

通信技术具有的吞吐能力能够满足新时代条件下社会大众多元化的需要，其是通信技术水平评价的重要标准，同时也是评价5G通信技术可否真正做到为人民服务的重点，5G通信技术在减小用户延时的情况下，给人们创造了更加优质的体验。

1.3 5G通信技术的长处

1.3.1 毫米波

一般情况下，毫米波指的是移动通信所使用的高频段，这是非常关键的发展趋势。其长处在于具有非常充足的可利用带宽，同时还具有便捷式小型设备天线等毫米波的通信优点。

1.3.2 小基站

由于传统的基站中心式业务已经没有办法符合不同环境下用户对于移动通信业务的使用标准境，不仅如此，传统的基站中心式业务灵活性有待提升，而且需要很大的成本投入，使用5G技术的小基站可以成功的拓宽网络接入方式，转变现阶段的通信情况。小基站比较适合应用于跟短途的直接通信，其信道质量相对来说比较高，具有很高的数据传输速率，同时还具有低功能以及低延时的优点，除此之外，通过通信终端的大范围分布，可以在很大程度上强化信息通信的覆盖率，确保频谱资源的利用率。

1.3.3 新式天线

其主要是将以往的2D模式天线阵列通过开拓的方式，转化成为3D模式天线阵列，从而形成新颖技术，这样不仅可以符合多用户信息波束智能通信，减小用户信息之间的影响，同时还能够综合技术以及毫米波优化信号的覆盖问题。全双工指的是同频同时，不仅能够优化传统频谱资源的使用限制，同时还能够让频谱资源得到更加灵活的使用，通过理论计算，能够在很大程度上提高空口频谱的通信效率。

1.3.4 网络新型架构

采用处理集中化以及无线电合作的方式，在云计算的接入式新型网架构的支持下，可以在很大程度上减小杂乱信息带来的影响，从而降低设备消耗的功率，强化通信频谱的效率，除此之外，能够让智能化组网的动态使用更加方便。

2 5G通信技术在城市化交通轨道应用中存在的不足之处

2.1 5G通信技术应用不全面

对于城市轨道交通来说，尽管5G 通信技术为轨道的交通提供了很大的方便，然而现阶段，5G 通信技术在城市轨道的交通系统中的应用还不够全面，其在城市轨道交通的应用过程中，还存在很多的不足之处。目前，5G 通信技术最关键的特征是强化了传输的效率，同时节省了资源。但是其应用在城市轨道交通的时候，没有办法确保安全性，特别是在网络信息安全方面。所以有关科技人员需要认知当前我国处于资源稀缺的环节，要是没有将 5G 通信技术充分的运用在城市轨道交通系统中的话，对于我国通信技术的可持续发展来说具有不好的影响。

2.2 5G通信技术发展不完善

现阶段5G通信技术处于飞速发展的时期，其在现实的使用期间会遇到很多的问题。所以，有关人员在使用5G通信技术的过程中，需要秉承循序渐进的原则，对技术进行拓展，在根本上强化技术的应用性，使其变得更加完善。在5G网络出现事故的过程中，需要及时的转移到其他装置上，从而确保通信的正常稳定，给列车运行的安全提供保障，让其在城市轨道的交通中充分的发挥其具有的作用。

3 5G通信技术在轨道交通的具体应用

3.1 列车的安全高效运行

目前我国的轨道交通智能化方面逐步由传统的控制管理向智能工程型转化，并通过采用智能算法与云数据技术来加强对于列车以及运行的管理控制。对于智能列车来说，可以通过车载的终端来实现自动驾驶或者是辅助驾驶功能，对于练车群的管理来说，需要通过智能中心管理来完成相应的行车计划，加强对于整个阶段的运行管理。另外，对于列车运行过程中的视频语音通信来说，需要满足列车运行同控制间的语音调度、广播通信等对通信系统网络的低时延、低带宽要求的需求。另外可视化行车环境技术对于网络带宽的要求非常高，只有这样才能够满足可视化控制列车轨道运行的要求。 超高清可视化视频业务，这项技术对于网络带宽的要求同样非常高，需要延迟较低，而且能够满足列车视频监控图像的传输，以及控制中心流媒体下行播放功能。

通过应用5G技术能够有效的提升列车运行中的数据通信效率，减小列车之间的通信延迟，从而可以有效缩短列车之间的运行间隔，提升运行效率。另一方面通过应用武器技术的先进信息传输技术能够实现更快更大的数据信息传输，同时保障网络连接的安全性能，使得列车之间的信息交互更加准确快速，管理控制中心能够及时地获取列车位置，从而为列车的安全运行提供更加坚实的技术保障。

3.2 智能出行的便利服务

通过使用5G技术能够有效的促进智能出行的发展，例如通过采用5G接入来查询车辆信息，车站人流量以及轨道交通的商业网点设施等各种信息内容。并且可以有效的实现出行的电子票务智能服务，通过智能系统，乘客在智能摄像头的识别下来自动验票，并通过手机来调整修改形成的规划，并通过智能轨道交通系统为乘客提供大数据的服务，根据他们的不同要求企业来提供不同的信息服务，为人们提供一对一的智能服务，全面提升我国轨道交通行业的服务水平，让人们能够体会到5G网络服务的高质量与高效率。

3.3 城市轨道交通设备的维护

对于城市轨道交通来说其中包括了大量的设备而且这些设备分布于城市各个地方，因此设备的维护周期场而且工作量较大，对于维护人员的要求较高。对于城市轨道交通来说，特别是地铁系统在每条地铁线的监控摄像头的巡检数量数量非常多，如果仅仅是依靠人力来进行巡检，则非常容易出现漏检错检的状况，通过应用智能化的系统来强化对于整体设备的实时监控，并通过5G网络来达到智能监管，这样既能降低工作人员的工作量又能提升监管效率有效提升城市轨道交通系统的维护运行安全性。

3.4 强化列车应急防灾急救功能

对于城市的轨道交通系统来说，它综合了安全防护系统、视频监控系统以及相应的报警系统等多功能子系统集合，以云数据为基础，通过智能算法等多种方式来不断完善相应的管理流程与应急解决方案，可以在列车遇到紧急状况的时候，能够迅速的为地铁应急防灾提供安全有效的解决处理方案，从而保障人民群众的生命健康安全。通过应用新一代的城市轨道交通系统，能够有效的提升列车的运行效率，降低车辆发车的间隔，提升车辆的载客量，并且通过该系统能够更好的应对列车在运行过程中出现的紧急状况，让工作人员能够及时掌握到现场的实际情况，从而快速制定相应的应急防灾处理方案。并且通过加强对于5G通信技术的应用，可以更快的了解到现场的实际状况，并采用安全防护系统的监控系统功能有效的抓拍各类事故问题，通过无记技术能够为这些网络问题处理提供充足的网络带宽，全面提升运行效率，提升监控视频的图像质量做到实时传达，从而能够更加快速有效的处理紧急事件。

3.5 优化列车之间的绿色通信

在实际的城市轨道交通通信过程中，通信能源消耗是非常严重的。但是目前国家政策要求城市轨道交通部门要加强对于网络的优化改进，全面降低通信能源消耗。因此通过加强对于5G通信技术的应用，不仅可以全面优化网络结构，合理调整资源的分配部署，从而全面提升我国城市轨道交通系统的运行效率，降低通信能量损耗。另一方面通过加强对于5G通信技术的应用，能够有效的改进列车之间的通信状况，实现真正的绿色通信，促进我国城市轨道交通通信行业的发展进步。