11月17日,在中國5G發展大會“5G綜合軌道交通高峰論壇”上,中國移動設計院北京分院李楠副院長作為受邀嘉賓發表主題演講,從軌道交通數字化發展趨勢,引出5G網絡對軌道交通行業高質量業務承載的優勢,結合軌道交通行業的發展需求,進行場景化解決方案及組網架構分享,針對軌道交通行業多元化需求及典型應用,通過構建軌道交通專網網絡,以實現軌道交通智慧化運營,同時對軌道交通行業面向未來網絡需求提出了愿景與展望。
015G賦能數字化軌道交通
【資料圖】
軌道交通已成為大中型城市的交通動脈、城市發展的核心動力、公共生活的基礎平臺,伴隨著運營線路與乘客量不斷增加,運營成本不斷累計,智能化與可持續發展已經成為軌道產業的必然發展方向。整體發展的目標要實現業務高可靠發展,關鍵業務零中斷,系統實施互聯;線路資源整合再分配,多種業務一網承載;系統兼容并包,面向5G平滑更新迭代;驅動行業創新,加速產業數字化轉型,努力打造智能軌道交通新格局。
加速實現列車全自動駕駛,包括列車自動喚醒、自動行駛、精確停車、站臺自動化作業、無人折返、自動運行調整等功能,減少人員介入造車的失誤,實現人力成本極大下降。增強軌道交通互聯能力,強化跨列車之間、列車與站點之間、列車網絡整體的互聯互通能力與效率,實現全局化的軌道交通協同管理。提升數據化管理與智能運維能力,強化軌道設備的數據采集、加工與分析能力,以此實現智能運維和智能設備管理,強化軌道安全。全面提升軌道的智慧化服務能力,以AI為基礎技術打造智慧客服、智慧安檢、智慧應急指揮和人流預判等能力,提升軌道交通乘客體驗。實現可持續發展,降低軌道交通產業升級中的碳排放,進入綠色發展紀元。
智慧城軌網絡依托5G網絡技術實現列車和地面的5G通信,面向軌道交通5G行業專網、5G軌道交通邊緣計算、地鐵隧道5G無線通信基站等信息基礎設施搭建5G車地通信組網架構。通過重塑無線網、承載網、核心網等網絡結構,為軌道交通行業提供網絡接口,根據傳輸承載能力,將數據傳送至數據服務器,以實現軌道交通行業各類型應用。重構軌道交通網絡云平臺,實現能力計算、數據存儲、網絡泛在、運維智能,全面提升軌道交通運營服務水平。
依托大數據實現軌道交通智慧運營,包括生產運營:安防、安檢、票務、設備管理、能耗管理、應急處置等;管理信息:列車運行控制系統、列車運行狀態監測、車輛視頻監控系統等;乘客服務:軌道交通乘客信息系統、車站室內導航與定位、大數據客流分析等功能,以及軌道其它衍生能力。
城市軌道交通的線路和車站大部分都位于地下,不同場景差異化較大,主要分為站廳、站臺、隧道、高架/路塹、車輛段等場景,根據軌道交通場景的環境與業務需求,進行差異化網絡布局,做到5G網絡無縫銜接,降本增效。
站廳
高峰時間人流量較大,為慢速移動場景,用戶停留時間較短,業務需求量大,應采用數字化室分組網,降低施工難度,增加網絡容量。
站臺
為話務需求最高的核心區域,高峰時間人流量較大,包括站廳進入站臺候車、經停車廂內和車廂下車的3類典型用戶,其中站臺候車用戶停留時間相對較長(典型幾分鐘),應采用數字化室分覆蓋,靈活組網,減小扇區干擾。
隧道
由于其特殊環境,受限于建設年代較早的地鐵線路隧道內泄漏電纜不支持5G頻段,宜采用RRU加漏纜或共享天線組合的方式。
高架/路塹
場景一般位于室外區域,車輛高速移動,宜采用對室外軌行區進行5G專項連續覆蓋,借助5G室外宏站能力,采用異頻組網的方式進行覆蓋。
車輛段
作為軌道交通系統的重要一環,主要負責列車車輛的運營、整備和檢修等工作。車輛段同時也是城市軌道交通系統中對車輛進行運營管理、停放及維修、保養的場所。場景屬于半開闊區域,toB業務量較大,宜采用宏站加微站結合的方式進行組網。
軌道交通多樣化的行業需求,對5G網絡提出了更高的要求。包括網絡專享、網絡按需定制、網絡低時延和高可靠、網絡靈活部署和自主可控、數據不出園區和流量本地卸載等要求。
CREATIVE TECHNOLOGY
軌道交通行業典型需求
01視頻、安防:軌道交通車站、列車、隧道等場景基于AR/VR的遠程操作、維護和監控,加強軌道交通安全管理及運營。
02采集檢測:軌道交通場景內溫度、濕度、消防和煙感等數據采集,實時邊緣數據分析,對設備故障或超限數據實施預警和報警。
03時延控制:基于5G網絡的輔助緊急剎車、自動駕駛和遠程操控等應用,實現零等待、瞬時感應、精準控制。
04終端連接:5G網絡的服務對象不再局限于傳統的以“人”為中心的移動終端,更涵蓋了數量龐大、種類豐富的聯網終端,對時延、切換、精準定位等能力要求較高。
05集群通信:軌道交通列車視頻推送和分發、即時消息、人員組呼等業務需要5G提供大帶寬、低時延和優先級控制的性能保障。
針對軌道交通行業多元化需求及典型應用,通過構建軌道交通專網網絡,以實現軌道交通智慧化運營。通過無線、傳輸、核心網切片,隔離toC、toB應用,并對不同業務予以差異化服務保障;實現邊緣計算能力,以線路為單位部署MEC/邊緣UPF,實現專網流量線網疏導,匹配地鐵集控架構;實現系統骨干云、公網云、軌道交通企業云協同部署,UPF間通過SPN靈活調度,與地鐵未來數據中心加線網本地控制架構相適應;特殊場景定制化網絡設計,通過隧道覆蓋特別方案針對性設計,滿足高可靠性、全生命周期管理、平滑演進等特殊需求。采用云化部署方式,依托5G網絡切片能力,地鐵SPN及共享/專用UPF部署,實現不同線路之間的資源調配,以適應軌道交通的“潮汐效應”。
未來智能交通應用場景,需要未來的6G網絡提供比5G更全面的性能指標,如超低時延抖動、超高安全、立體覆蓋、超高定位精度等。6G通信系統是一個地面無線與衛星通信集成的全連接世界,可實現全球無縫覆蓋,其不再是簡單的網絡容量和傳輸速率的突破,更是為了實現萬物互聯的"終極目標"。
面向6G多元網絡架構探索空天地立體式發展體系,以地面網絡為主,衛星網絡作為補充,結合高空基站、地空基站、無人機等技術進一步提升網絡能力,優化業務體驗,拓展業務應用,組成空天地一體化網絡發展體系,通過整合空基網絡、天基網絡、地基網絡等多種網絡資源,利用各種不同制式的信息通信方式,實現跨平臺的網絡互聯互通,實現如青藏高鐵無人區等無線網絡無法到達的軌道交通區域,賦能智慧軌道交通行業。