随着无线通信技术的发展，3GPP组织在2018年正式发布了第一版5G通信技术标准R15，我国工业与信息化部在2019年6月正式发放了5G商用牌照，从而拉开了5G技术商用的大幕。与此同时，我国城市轨道交通快速发展，在满足人民群众出行需求、优化城市结构布局、缓解城市交通拥堵、促进经济社会发展等方面发挥了越来越重要的作用。城市轨道交通的运行水平决定着城市公共交通的服务质量，城市轨道交通的运行秩序直接影响大城市社会与经济系统的运行秩序。5G网络作为新型基建的底层技术为整个信息基础设施带来了革命性升级，它将如何促进地铁为代表的城市轨道交通体系智能化转型是5G技术应用中必须面对和思考的一个课题。

城市轨道交通行业的通信网络系统具有广域覆盖、高速移动以及综合业务承载的特点，融合了有线、无线通信技术为指挥调度、设备管理提供高可靠性的基础信息平台。随着城市轨道交通行业智能化运营水平的提升，传统单一技术的通信网络已不能很好地满足业务系统的通信需求。例如：CCTV系统中传统有线通信系统虽然能很好地解决固定场地的高清视频流回传问题，却无法满足对运行中的列车提供实时视频监控的需求，而基于4G的LTE-M系统虽然能解决移动性的问题，但其有限的通信带宽仍无法满足视频监控质量的要求。再譬如：随着智能感知设备的广泛应用提升了业务系统智能化水平，而海量的数字终端接入则对通信网络的承载能力、柔性网络系统架构、快速部署提出了更高的要求。

针对新时代城市轨道交通行业的特点，5G通信技术的eMBB、uLLRC和mMTC三大特性可以较好地满足城市轨道交通行业的各个业务系统的通信需求，为城市轨道交通信息系统建设提供新的通信技术手段。

在2019年6月我国正式发放了5G商用牌照后，国内的三大运营商开启了轰轰烈烈的5G网络建设大潮。2019年全国建设5G基站总数超13万座，在全国一线城市开通5G网络服务，签约用户数量超过300万；2020年全国将建设开通完成55万个5G基站，大力推动5G网络向SA架构演进支持网络切片。与此同时运营商也加强了5G行业应用的推广力度，服务重点由2C服务逐步转向2B服务。例如中国移动开发了100个行业龙头项目，涵盖了工业制造、健康医疗、交通运输、智慧农业等社会的各行各业，并以此为范例向全国进行推广。

在城市轨道交通行业核心生产网络的建设中，运营商所提供公网的安全性和可靠性能否满足城市轨道交通行业的需求目前还难以准确评估，而城市轨道交通行业通信网络对国民经济、人们生活的影响不允许“试错”，因此有必要建设行业专用的5G通信网络。目前国外如德国、日本已规划了5G的专用频段用于工业、农业、林业等行业5G专网，我国也开展了5G专用频段的相关规划研究。

在未来的城市轨道交通行业将出现公专结合的5G网络，运营商提供的5G公共网络为城市轨道交通的乘客提供便利的客运、票务、资讯等增值服务；运营商提供的5G公共网络行业切片作为地铁公司内部管理网络的补充，可用于提高地铁公司日常运营管理的能力和工作效率；地铁公司自建的5G专网则作为生产网络通信平台的重要支撑，重点解决车地通信、海量智能终端接入等瓶颈问题，结合大数据、AI技术为城市轨道交通的智能运维、应急安防等应用场景提供技术手段。

随着5G网络建设的加速、用户终端的普及以及5G技术标准的演进，5G网络将在城市轨道交通领域的乘客服务、智能运维、高效运营等方方面面发挥网络赋能作用。

在乘客出行服务方面，得益于5G网络定位能力的提升，基于5G网络定位和5G网络信令的大数据分析可以获取乘客的完整出行轨迹信息，包括乘客出门、到达地铁车站、进入地铁、到达售票区、进入站厅、站台候车、列车上、地铁出站这一完整的过程。从而满足面向城市交通领域出行即服务（MaaS）的需求，实现室内导航、换乘指引、车厢分流、客流分析和预测、精准清分结算等应用服务，提升智能调度运营效率和乘客出行体验。

在智能运维方面以设备精准维护维修为导向，利用5G网络的mMTC和uLLRC特性以及灵活的MEC技术网络架构可实现运维设备的运行数据采集、数据互联互通，结合大数据、物联网、人工智能等技术手段，从人员、设备、物料、检修、隐患、故障、分析、决策等方面实现面向多对象的主动感知、电子化流程及场景化决策控制，提升网络化运营下的设施健康管理水平，促进智能运维。

在高效运营方面通过5G网络采集车站、车厢、车场等现场图像以及乘客出行、设备监管数据实现地铁运营的全景感知，结合大数据/人工智能技术、可视化技术的应用，将运营管理场景变得可视、可管、可控，让地铁的运营管理工作变得更加智能化、数据化。以可视的画面、可量化的数字来协助提升运营效率和应急处理指挥决策的针对性和准确性。

5G通信技术提升了人与物、物与物之间的通信能力，扩展了信息世界的想象空间，通过与大数据、AI技术的深度结合将极大地丰富ICT技术应用场景，在城市轨道交通领域有着广泛的应用前景。

文|全球智能技术研究院研究五所 周昭荣