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文｜杨振
随着信息化技术的逐步推进，5G技术已经广泛应用于各行各业，交通行业也不例外，随着人们出行需求的逐步增加，交通行业也逐渐向着智慧化的方向不断推进。而传统的WLAN技术、LTE技术已经很难满足现阶段轨道交通发展的实际需求，因此，在轨道交通领域5G通信技术的应用场景也越来越多。因此，在本文中就首先简单介绍了5G无线通信技术的应用特点，探讨了5G技术在轨道交通中的具体应用，并且对未来5G通信技术的具体应用方案进行了分析。
随着人们出行需求的日益增长，很多大中型城市都开始大力发展轨道交通项目，由于其具备快速、便捷、绿色等特点，已经成为目前城市发展中的重要交通形式之一。随着轨道交通工程的快速发展，传统的通信技术已经很难满足其发展的实际需求，因此也加大了5G技术的应用力度，由于5G技术具备低延时、高带宽、高速率等多种优势，所以在轨道交通领域中获得了非常广泛的应用。
在实际应用过程中，5G技术更加注重于用户的体验，所以也进一步降低了网络平均吞吐速度以及传输延时，将5G技术与3D技术、VR技术进行有机结合，也逐步衍生出了新型的移动业务，这些都能够有效提升通信技术的实际应用性能，与传统的通信方式相比，5G技术能够进行物理层的传输，还可以实现小区与小区、用户和用户之间的传输网络，从整体构架方面来讲，也能够进一步提升其传输性能，5G技术实际应用过程中使用了高频段频谱资源，但是由于受到无线电波的限制，还需要联合应用光载无线组网和其他的技术手段。此外，5G技术在实际应用过程中也进一步提升了软配置的要求，也就是指各大运营商应根据网络资源的实际配置需求来调整业务流量，从而降低企业发展过程中的运营成本。
（一） 车地通信
在轨道交通系统中使用5G技术能够建立车与地面之间的无线网络，从而将列车中收集到的图像视频传输到地面，以更快的速度完成数据的存储，然后将这些数据进行集中管理，能够有效提升列车的运行效率。使用5G技术还能够对列车的实时运行状况进行监控，一旦车厢内部出现意外状况，就能够第一时间进行响应，以此来保证轨道交通系统的安全稳定运行，为广大乘客提供更加安全的出行环境。控制中心也可以利用5G技术随时下载列车上的监控图像和视频，为控制中心进行决策提供便利。此外，使用5G网络还能够为运营管理系统打开信息通道，建造集平台层、设施层、应用层于一体的智慧化管理平台，这样管理平台就具备更强的智能分析感知联动能力，为上层的运营服务提供更多的技术支持。
（二）轻轨车站机器人巡检
通过在轻轨站台内放置巡检机器人，也能够对展台的安全进行实时监控，训练机器人上搭载了性能更高的监控设备，例如测温仪、高清摄像、红外成像仪等等，会根据提前设置好的巡检路径，对于车站内部的各项设施和区域进行全面检查，这样就能够有效减少固定传感器以及监测仪器的数量，从而减少线缆铺设的工作量，同时对于一些原有的设备也不需要再次进行升级改造，有效降低了车站运营的整体成本投入。巡检机器人的自动化巡检范围能够扩大至轻轨的配电系统、隧道、线路以及一些其他的设备，在巡检过程中，设备运行状态的传输以及图像的传输都是利用5G技术来实现的，将这些数据信息传递到控制中心以后，就会通过大数据技术对于设备运行过程中潜在的故障进行快速分析和定位，确保能够在第一时间内对故障进行处理，处理完成后还能够对故障位置进行再次检查，以此来保障轨道交通系统的安全稳定运行。通过巡检机器人对于重要的位置进行仔细巡检，也能够有效降低巡查人员的作业量，提升工作效率。
（三） 网络切片管理
第一，轨道交通系统运行过程中，不同的应用场景对于网络空口也会有着不同的要求，在利用网络切片技术对复杂网络进行部署和管理时，需要结合不同的虚拟网络实际要求，包括带宽、安全性等等进行科学合理的划分。充分利用其灵活性特点，来满足不同场景对于网络的实际需求，同时网络切片技术还是一个端到端的网络，可以使用一组网络资源与构件进行连接，形成一个网格切片。在轨道交通系统中使用5G技术，网络切片技术必然是未来的发展主要趋势。第二，在3GPP标准下，现有的网络切片技术已经逐步能够完成基本的网络切片定义以及相关功能，也为未来5G技术网络切片部署和业务的实现打下了良好的基础。就目前的实际状况来看，网络切片技术并没有实现标准化，但是仍然可以结合轨道交通系统的实际特点，设置特定的网络切片方案。具体如图1所示。
图1 城市轨道交通车地通信的网络切片设计
（四）客流量检测
随着人们出行量的日益增加，轨道交通内部经常会出现乘客拥挤的现象，这时就可以利用5G技术的客流量密度检测功能，对车站内部进行严格的监测，通过车站内的监控设备来采集不同车厢中客流量的信息，然后利用相关的模型对拥挤度进行计算，最终将结果上传到PIS数据服务器，这样就能够及时发布车厢内部的拥挤信息，还可以在展台上实时显示车厢内部乘客的拥挤状态，可以使用红、黄、绿三种颜色用于区分，引导乘客分流乘坐列车。在列车上部也会安装高清摄像头，通过在车头或者车尾的位置安装旁路视频分析设备，然后再使用其他现有的设备来显示车厢内部的拥挤信息，将车载CCTV和乘客密度检测系统进行有机结合，只需要在车头或者车尾的位置安装服务器，就能够有效降低轨道交通系统的运营成本。
第一，轨道交通系统发展过程中，对于无线通信技术的带宽也有着更高的要求，可以在地铁内部建立专用5G网络，在现有的资源下，充分利用1.8GHz和5.8GHz频段，在使用NR-U和5GNR技术，确保能够实现宽带要求低、可靠性要求高的安全业务。第二，在轨道交通系统发展过程中，LTE-M系统的应用时间相对较短，在同样的带宽下无机通信技术在性能上优势不够明显，所以在轨道交通系统中可以建立5G+LTE-M的方案来实现车地通信的相关功能。
现如今，大部分的城市已经完成了轨道交通系统的5G建设，而在未来发展过程中，我们也需要全面研究轨道交通系统中5G技术应用中存在的不足，并且采取有效的完善对策，充分发挥5G无线通信技术的应用优势，更好地解决轨道交通系统运行中面临的难题，以此来促进交通行业的良性发展。
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