淺析5G時(shí)代軌道交通行業(yè)發(fā)展趨勢

焦光林

摘 ?要：伴隨著科技的進(jìn)步和普及，5G 通信技術(shù)已經(jīng)得到了飛躍發(fā)展。5G 通信技術(shù)具有移動(dòng)性高和覆蓋范圍大等特點(diǎn)，所以它在城市軌道交通中的應(yīng)用，給乘客上網(wǎng)和視頻通話等提供了非常大的便利。此外，區(qū)域5G 通信技術(shù)的研究的逐步成熟，讓其在我國城市軌道的交通過程中發(fā)揮出最大的作用，與列車無人駕駛技術(shù)結(jié)合，是無人駕駛技術(shù)質(zhì)的飛躍。列車的安全性、平穩(wěn)性、準(zhǔn)時(shí)性，將在5G的配合下達(dá)到新的水平，必是大勢所趨。

關(guān)鍵詞：5G通信技術(shù);軌道交通;無人駕駛

近幾年，隨著信息技術(shù)的不斷成熟和穩(wěn)健，第五代移動(dòng)通訊技術(shù)（簡稱5G下同）信息科技時(shí)代的到來實(shí)現(xiàn)了我們?nèi)祟愘|(zhì)的飛躍。5G是具有高速率、低時(shí)延和大連接特點(diǎn)的新一代寬帶移動(dòng)通信技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)人機(jī)物互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，它的出現(xiàn)已經(jīng)被成功的應(yīng)用到我國部分城市軌道交通發(fā)展的過程中。

5G時(shí)代對于軌道交通來說將是一個(gè)至關(guān)重要節(jié)點(diǎn)，比如我們的列車可以全部實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化無人駕駛作業(yè)，具體指列車在沒有司機(jī)的情況下，僅僅由控制中心（DCC）統(tǒng)一指揮控制實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)運(yùn)營?？梢詫?shí)現(xiàn)的功能有：運(yùn)營前列車自動(dòng)喚醒、自動(dòng)自檢、整備作業(yè);始發(fā)站自動(dòng)按點(diǎn)發(fā)車、區(qū)間運(yùn)行、自行停車開關(guān)門以及發(fā)生故障后的有序處理;晚上運(yùn)營結(jié)束回庫自動(dòng)洗車、列車休眠等。相比我們現(xiàn)在的有人駕駛方式相比，當(dāng)運(yùn)行間隔緊湊時(shí)，列車穩(wěn)定性不能保證，地鐵運(yùn)行中，最輕微的中斷對整個(gè)地鐵線路網(wǎng)絡(luò)都會(huì)帶來重大的聯(lián)鎖影響。無人駕駛可以減少更多的人力介入，還可以避免人為操作失誤導(dǎo)致運(yùn)營故障，它的安全性和可靠性更高。列車采取了基于無線通信技術(shù)的移動(dòng)閉塞系統(tǒng)，通過與車輛的高度控制系統(tǒng)的技術(shù)接口來實(shí)現(xiàn)列車的定位、運(yùn)行、跟蹤和自動(dòng)折返，列車單位時(shí)間通過量更密集，適應(yīng)大客流的需求。人工智能和5G無人駕駛的核心技術(shù)的發(fā)展，使得列車系統(tǒng)與控制中心的鏈接速度更快，能夠第一時(shí)間完成系統(tǒng)升級，命令更改，能夠保證列車安全行駛的可控性。與道路交通相比，軌道交通的線路相對固定，運(yùn)量大速度快，時(shí)間的可控性會(huì)更好。

上海軌道交通14號線，采取8節(jié)編組A型車，全長185.6m，車寬3m。司機(jī)室與客室空間融為一體，定員人數(shù)相比較增加了18%，超員人數(shù)增加了16%，功能上還增加了車門對位隔離、跳躍停車、遠(yuǎn)程控制、微斷復(fù)位等功能，更特殊的功能在于采用了新一代的5G技術(shù)。成都地鐵9號線，列車最高運(yùn)行速度達(dá)到100km/h，列車是8A型長大編組地鐵車輛，列車全長185m，寬3m，最大載客量可達(dá)3496人，相比較上海14號線，首次配備了，蓄電池，走行部，車門等部位的在線檢測系統(tǒng)，近6000個(gè)監(jiān)測點(diǎn)將車輛子系統(tǒng)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸至地面控制中心。廣州珠江新城旅客自動(dòng)運(yùn)輸系統(tǒng)開通試運(yùn)行，是世界上第一條全地下、無人駕駛的捷運(yùn)系統(tǒng)。廣州APM線列車采用膠輪-自動(dòng)導(dǎo)向制式，也是廣州第一條使用膠輪路軌系統(tǒng)的路線，全長約3.94公里，共設(shè)9座車站。采用龐巴迪CX-100車型，定員138人/輛，車輛最高運(yùn)行速度為55km/h。香港南港島線，是我國第一條正式運(yùn)營的4級全自動(dòng)駕駛地鐵車輛的線路，南港島線東段于2016年12月28日正式啟用。這條線路貫穿了港島南北，全長約7公里。香港南港島線是100%由中國公司——中車長客主研發(fā)，是我國首個(gè)進(jìn)入全球技術(shù)要求最高的香港市場無人駕駛項(xiàng)目。列車最高時(shí)速為80公里，可實(shí)現(xiàn)真正意義上的自動(dòng)控制，包括自動(dòng)喚醒、自動(dòng)運(yùn)營、自動(dòng)故障診斷及自動(dòng)清洗功能。而燕房線列車提供者為中國北車長客股份公司，由于是中國制造，所以媒體稱“中國大陸首批無人駕駛地鐵列車”。燕房線是中國大陸首條全自動(dòng)無人駕駛線路，滿足IEC62267標(biāo)準(zhǔn)GOA4最高自動(dòng)化等級，此批無人駕駛地鐵列車是全自動(dòng)等級最高的地鐵列車。根據(jù)北京市的規(guī)劃，除了燕房線外，3號線、12號線、17號線、19號線和新機(jī)場線等新一輪軌道交通線路建設(shè)都將全部采用全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)技術(shù)。預(yù)計(jì)到2020年，在北京地鐵版圖上，其全自動(dòng)駕駛的運(yùn)營里程將超過五分之一。國內(nèi)大部分無人駕駛列車采取的都是8節(jié)編組的列車，與四號線的6節(jié)車編組相比有很大差異，但是這是車輛編組影響的是載客，并不影響列車自動(dòng)駕駛功能。

由于5G通信引入了端到端通信技術(shù)，它讓列車設(shè)備之間的數(shù)據(jù)通信不需要基站的傳輸。當(dāng)軌側(cè)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障的時(shí)候，它可以讓列車直接相互通信，并相互報(bào)告各自的位置信息以及運(yùn)行狀態(tài)信息，進(jìn)一步減少列車與列車之間的通信延遲，提高縮短列車的運(yùn)行間隔，保證信息傳輸快速和安全。同時(shí)5G通信技術(shù)還讓車輛兩端的車輛控制器能夠直接通信，而不需要通過車輛的地面網(wǎng)絡(luò)在兩端之間鋪設(shè)直通線路，這在一定的程度上大大地縮短了其運(yùn)作系統(tǒng)的建造周期，為列車的后期維護(hù)工作提供的保障和便利，從而保障列車的安全運(yùn)行。國家將加快5G網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)中心等新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，新基建成為新一輪數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重點(diǎn)。在廣東河源，容納30萬臺(tái)服務(wù)器投資百億的阿里云數(shù)據(jù)中心不久前正式啟用，為華南地區(qū)上百萬個(gè)企業(yè)提供云上數(shù)字服務(wù)，推動(dòng)傳統(tǒng)企業(yè)加快數(shù)字化轉(zhuǎn)型。在上海，中國移動(dòng)上海公司成功部署了全球首個(gè)采用32T高傳播速率設(shè)備的5G站點(diǎn)。中國移動(dòng)今年計(jì)劃投資1000億元，建成5G基站30萬個(gè)。

綜上所述，隨著5G通信技術(shù)時(shí)代的到來，5G技術(shù)將在列車無人駕駛的發(fā)展中將發(fā)揮不可替代的作用，對于未來全面實(shí)現(xiàn)無人駕駛具有非常重要的意義。故將5G技術(shù)運(yùn)用到無人駕駛列車中，是軌道交通行業(yè)未來發(fā)展的必要趨勢，合理運(yùn)用5G關(guān)鍵技術(shù)，推動(dòng)軌道交通無人駕駛行業(yè)跨越式發(fā)展。5G和云計(jì)算技術(shù)必將是支撐無人駕駛軌道列車實(shí)現(xiàn)的核心關(guān)鍵技術(shù)！

參考文獻(xiàn)

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[2] 董磊.無人駕駛軌道車輛設(shè)計(jì)淺談[J].科技展望，2016，26（22）.