5G技术如何颠覆出行行业?

轨道交通
中国交通新闻网
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2019-04-16 · 15:11
[ 亿欧导读 ] 5G技术如何应用于轨道交通领域?北京交通大学宽带移动通信与轨道交通专用移动通信研究团队(简称团队)研究的5G for railway(简称5G-R)技术已取得进展。
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本文转载自中国交通新闻网,原标题《5G来了,出行会发生哪些变化?》。亿欧智慧城市对文章进行二次编辑,供读者参考。


戴VR头盔玩游戏,2秒下载一部2GB高清电影,跟远方家人视频通话无延迟……诸多奇思妙想已在雄安、虹桥等5G智慧火车站开放体验。

5G技术如何应用于轨道交通领域?北京交通大学宽带移动通信与轨道交通专用移动通信研究团队(简称团队)研究的5G for railway(简称5G-R)技术已取得进展。5G技术与铁路、地铁等场景融合,未来轨道交通出行让人们更加期待。

首次提出5G-R技术概念

“很多人认为5G的特点就是比4G网速快,这种理解过于单一。”北交大宽带移动通信与轨道交通专用移动通信研究团队的艾渤教授介绍,5G与4G相比,最大的特征在于前者可针对特定场景和需求,与不同的场景融合,发挥更多优势。

早在2014年,北京大学举办了第四届5G通信头脑风暴研讨会,艾渤在会上提出了将5G技术应用于轨道交通领域的想法。2015年,团队带头人钟章队教授、艾渤带领团队开始了轨道交通5G技术的研究,专注5G+车站、5G+列车等场景的应用。

“我们团队在国际上首次提出了5G-R的概念。与移动通信网络中的5G不同,5G-R更适合轨道交通中的运行状态、复杂场景以及严苛指标。”艾渤解释说,5G-R的研究能满足高速铁路移动通信中的可信性和持续在线可靠传输的严格要求,也能满足列车多媒体调度信息流、列车物联网等铁路专用移动通信网络的新业务和新需求。

据了解,团队的5G-R核心技术研究包括毫米波大规模天线阵列信道测量与建模方法、大规模天线波束管理、铁路沿线及列车车载边缘计算和超可靠低时延等多项内容。研究成果发表在多个国际通信领域著名期刊上,有8篇论文成为该领域ESI高被引论文和热点论文,获得国际会议论文奖励9项。

值得关注的是,团队将高速铁路作为国标标准组织3GPP重要场景的提案被采纳。这对于高速铁路作为5G重要场景、对我国在高速铁路5G研究中的引领地位具有重要意义。

列车运行更平稳旅客上网更流畅

发展智能铁路可催生高速铁路自动驾驶、大规模物联网等大量铁路新业务,这对铁路移动通信系统提出了更严格的要求。而5G技术的高数据传输速率、超可靠低时延,以及海量连接等特征,则是满足这些铁路新业务、新场景、新需求的关键。

艾渤解释,在4G条件下,面向轨道交通专网传输列控信号时,信号可靠性通常达99.9%或99.99%,而在5G条件下,信号可靠性则可达99.999%,信息传输更为精确和可靠。

“对轨道交通信号的理解,可着重把握两点,即列车信号和旅客信号。5G技术不仅可以使列车信号的可靠性更高,也可以使旅客获得高数据速率传输信号,让旅客在行车过程中享受更多乐趣。”艾渤说。

高数据传输速率是5G的一大技术特征,其对应的增强移动宽带(eMBB)场景具有高清视频的大带宽无线接入能力。通过5G技术,人们可以轻松享受4K甚至8K高清视频,以及VR、AR体验。每时每刻享受高速宽带网络冲浪服务,打破时间和环境的限制。

艾渤告诉记者,5G技术可承载列车上的虚拟现实、高清视频会议、多媒体娱乐、网络直播等旅客业务。以后人们在列车运行过程中,不仅可以通过手机、电脑等设备看高清电影,打发旅途时间,还可以开视频会议,提高工作效率,或者使用虚拟现实设备玩电子游戏。

在5G场景中,信号可靠性的提升能使列车机务数据有效传输,更好地保证行车安全,实现铁路安全、可靠、高效运营,让人们出行更安心。“在列车自动驾驶状态时,为实现列车控制作用,传输信号既要精确和可靠,也要达到低时延指标,才能保障自动驾驶列车能快速预警。”艾渤表示,除了列车运行方面的应用,5G的超可靠低时延技术能够满足自动驾驶等技术要求,是车联网领域的关键内容。

艾渤介绍,2017年,团队与中国移动创新研究院、华为、中兴、展讯等联合发布了“高速铁路5G关键技术及解决方案”白皮书。2018年,团队与中国移动中移智行、华为联合发布了“5G智慧车站”白皮书。受美国工程院邀请,2019年6月,艾渤将在美国圣地亚哥举办的中美工程院青年前沿讨论会上,展示中国5G/B5G技术在智能铁路中的研究与应用。

应科学研究5G在不同交通场景的技术路线

5G相对于4G,在速率、时延、连接数、支持移动性等方面均大幅提升,能够为未来智能交通提供更有力的支撑,如构建智能交通基础设施、人车路协同交通系统、公网专网高效融合、快速移动互联网应用等。可加快推进高效协同、互动融合的智能网联交通生态系统,为构建基于人工智能的交通赋能体系提供强有力的网络支撑。5G的应用,将在降低驾驶人员劳动强度、提高交通安全水平、提高交通管理和服务能力上加快商业化进展。

但千万不能忽视,5G毕竟只是一种移动通信技术,而不是新一代智能交通的全部,在5G的基础上,还需加快研究解决交通运输的新技术、新应用、新场景、新模式。

必须做好行业间协调,交通运输行业可为5G在交通基础设施侧提供土地、房建、基础、供电、管道等条件,加快交通基础设施沿线的5G建设。还应客观判断5G的技术、标准及建设进程,5G大规模商业应用还需要一定时间。另外,还应客观分析5G与下一代智能交通的关系,从交通侧看,不能为了5G而5G,而是要客观科学研究5G在不同交通场景能够发挥的切实作用和合理的技术路线。

——北京中交国通智能交通系统技术有限公司董事长兼总经理孟春雷

发挥5G技术优势仍需产业链支撑

随着5G网络的建设和推广,5G热点逐步覆盖机场、车站、公交站台等地,为旅客提供增强移动宽带(eMBB)服务,让上网娱乐变得更加快捷。

在交通运输行业,5G技术能够发挥更多能力。如在轨道交通领域,利用5G大带宽能力已实现了高速列车机务、监控等超大数据量的车地传输,直接服务于车辆巡检和运行监测分析,有效提升列车行车安全;在航空领域,利用5G大联接能力已实现了机场范围内密集的人、车、设备的广域、一体化的精准位置,有效提升机坪运作效率与安全等级;在公路交通领域,已实现了车路协同的初步应用,未来还将利用5G高可靠低时延能力实现车联网应用,探索全面协同的自动驾驶应用场景,并服务于高速公路自由流,让人们享受更便捷、更安全、个性化的出行。

5G技术的价值体现在更大带宽、超低时延和海量连接,但同时也意味着成本更高,还需要成熟的产业链支撑。

——华为技术有限公司交通业务部公路行业总工程师龚树超

那些5G在交通运输行业的首次应用

5G自动驾驶车辆测试道路:2018年9月19日,中国移动发布国内第一条5G自动驾驶车辆测试道路,与目前国内封闭的自动驾驶道路不同,位于北京市房山区高端制造业基地的5G自动驾驶车辆测试道路完全开放,道路可提供5G自动驾驶所需的5G网络、5G边缘计算平台、5G-V2X能力、5G高精度定位能力。

5G地铁站:2019年1月5日,全国首个5G地铁站——成都地铁10号线太平园站正式开通。此次四川移动在太平园地铁站开通的5G基站,是全国第一个覆盖5G信号的地铁站,将成为四川移动对5G室内分布系统进行测试的重要场所。

5G智慧码头:2019年1月,青岛港自动化集装箱码头成功完成了基于5G连接的自动岸桥吊车的控制操作,实现了通过无线网络抓取和运输集装箱。这是全球首例在实际生产环境下的5G远程吊车操作,将推动青岛港自动化码头再度实现技术升级。

5G智慧机场:2019年1月24日,中国广州联通与广州白云国际机场正式设立覆盖机场的首个5G信号网络,使广州白云国际机场成为我国首个5G智慧机场。该机场5G的实测速率达1.14Gbps,是目前4G速度的50倍,用户可在室内感受高速率的网络体验。机场监控设备通过5G网络可实现4K高清视频实时回传,云端进行及时分析后,赋予各类监控设备以AI智能。

5G智慧火车站:2019年2月18日,我国首个采用5G室内数字系统建设的火车站在上海虹桥火车站启动建设。该火车站计划在今年内完成5G网络深度覆盖,让旅客享受到高速、便捷的5G网络服务。

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