摘要：现阶段，5G通信技术在城市轨道交通领域中主要应用在车地通信系统内，用于提升列车与地面设备的通信效果，拓展车地通信容量，实现列车与地面通信间的双向数据传输，确保地面控制中心可实时掌握列车位置信息。稳定可靠的通信技术可提升城市轨道交通运营安全性，且可提高城市轨道交通领域自动化程度，确保列车工作效率。

关键词：5G通信技术;城市轨道交通;应用

引言：城市轨道交通的发展大多是基于通信列车运行控制系统（Communication Based Train Control System，CBTC）。该CBTC系统不仅具备较大的容量和双向数据通信的能力，还可以实现传输车辆位置信息以及控制信息。中国城市轨道交通协会印发的《中国城市轨道交通智慧城轨发展纲要》中明确指出要结合5G通信及时、云计算技术等构建新一代城市轨道交通。随着对移动通信要求的不断增长，高效率、低延迟传输的通信网络，5G通信技术在轨道交通中的应用不仅是保障城市轨道交通安全运行的基础，还是促进城市轨道交通自动化实现和工作效率提升的重要前提。

1 5G通信技术

首先，5G通信技术即指第五代移动通信技术（Fith Generation Mobilecommunication Technology），该项通信技术也是建立在4G技术基础上的新型通信技术，并且该通信技术实现了对2G、3G以及4G等通信技术的有效整合应用，超密集异构网络、边缘计算技术（Mobile Edge Computing，MEC）、大规模天线阵列（massive MIMO）以及端对端通信、切片等技术的发展，促使物联网向超高速、高可靠性以及低时延的方向迈进。其次，通过对先进技术的有效结合，5G通信技术在超高速、高可靠低时延以及大规模物联网业务等场景中的应用，具有较好的前景。例如：（1）超高速场景，5G通信技术在该场景中，只要能够充分满足高速列车控制系统的通信要求，就能够实现状态信息的高效传输和高速列车运行过程中的安全性和稳定性提升;（2）高可靠、低时延场景，只要5G通信信号的覆盖范围广阔，同样可以实现网络的内部实时通信，促进网络通信的可靠性提高;（3）大规模物联网业务场景，5G通信技术应用于该场景中，当大规模通信设备的连接需求得到满足时，多人参与到通信事件当中，可以实现同步交流，还可以构建万物物联体系。最后，对5G通信技术和4G通信技术两者的对比分析发现，5G通信技术具有更高的传输速率和信息吞吐量、更强的可靠性和资源利用率。其信息速率更是超过4G通信技术的百倍，进而可以有效地满足城市轨道交通的通信要求。

2 城市轨道交通中5G通信技术的具体应用

2.1 车车通信优化

5G通信技术R16版本增强了蜂窝车联网通信功能（C-V2X），将5GNR新空口与蜂窝车联网通信功能进行衔接整合。通常情况下，不同终端间的连接需通过基站，而城市轨道列车间的通信同样需构建基站，对轨道道路的时延及可靠性提出了更高要求，为保障列车间的通信效果，提升轨道安全性，可跳过基站，直接实现列车间通信，还可设置路侧基础设施，用以辅助通信，以此降低时延。C-V2X在5G通信技术R16版本中得到了增强，可实现终端间的直接通信，即城市轨道列车直接通信，稳定了列车通信链路。在城市轨道交通中，地车通信始终为重点发展内容，在新时代5G通信技术中，应以注意弥补车车通信短板，但列车间的通信环境区别于地车通信环境，只有相邻的列车间才能够实现稳定的车车通信，因此要求在5G通信技术应用中，结合轨道交通场景及实际运行环境进行5G通信技术网络设计，在现有LTE-M技术基础上引入5G NR-V技术。

2.2 实现轻轨车站智能化巡检

在轻轨车站，工作人员利用具有扫描功能的5G-AR眼镜实现对轻轨车站的快速巡检，在5G网络大带宽、低延时的优势下，可以快速将高清图像信息传输回轻轨车站的指挥中心。高清图像经系统分析处理后进行推送，在这样的帮助下车站工作人员快速完成故障的诊断与处理，保证各设备的正常运行。针对一些疑难问题还可以通过5G-AR眼镜传送给负责系统运行的技术专家，可以进行语音、视频连线对故障的诊断与处理进行现场指导，使问题得到快速解决。

2.3 建立列车与地面之间的高速通道

在列车快速运行过程中对信息的传输要求是非常高的，在运用了5G技术之后在列车与地面之间构建了高速通信通道，从而实现了列车图像的高速传输。利用5G网络技术在车与地面之间构建的无线网络能够将列车上收集到的图像、视频快速传输到地面，完成数据的转存处理，还可以进行统一的管理，提高对列车运行的管控效率。利用5G网络技术可以对列车运行状况进行实时的监控，当前车厢内发生突发事件时能够快速响应，从而提高轨道交通安全运行的能力，保证广大乘客的公共安全。在控制中心可以随时高速下载列车上的监控视频与图像数据信息，以供控制中心进行分析。在智慧运营管理系统中建立基于5G网络的信息通道，打造包括基础设施层、能力平台层与智慧应用层的一体化运营管理平台，使整个系统具有了智能感知、智能联动、智能分析的能力，为上层运营、服务、运维等等智慧应用场景提供技术支持。

结束语：综上所述，5G通信技术的应用并不局限在移动通信领域，更可为社会各行各业赋能，由于现阶段5G通信技术主要依托电信运营进行推动，尚未建立5G专网频率，给5G通信技术在城市轨道交通中的应用造成一定难度，因此，在实际应用期间，应系统化地看待该问题，结合城市轨道交通实际情况构建5G网络，在保障车地通信效果的同时优化车车通信效果，简化网络切片，完善通信部署。

参考文献：

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