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5G开启城轨交通的广阔空间

根据2020年“中国国际城轨交通发展趋势论坛”专家观点整理

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编者按:

当前,5G的发展势不可挡,赋能千行百业,为交通行业的发展带来了巨大历史机遇。一方面,智慧轨道交通的建设需大量采用5G技术,是5G技术落地的重要应用场景;另一方面,不断推进的5G技术,也为轨道交通的创新发展带来了更多的可能性,甚至可以提供一些颠覆性的传输服务。因此,如何让轨道交通行业更好地拥抱5G进行发展,成为了全球各国的重点研究方向。

邢智明

中国城市轨道交通协会信息化专委会副主任

在这个时期讨论“5G在城轨中的应用”,我认为恰逢其时,意义重大。

第一,我国5G技术在世界上处于领先地位,令世界刮目相看。

第二,国家把5G作为发展战略大力推进。2018年12月19日,中央在经济工作会议上首次提出了“新型基础设施建设”的概念,“新基建”主要包括七大领域,5G被放在第一个位置提出;

2020年4月20日,国家发展改革委首次明确了“新基建”的范围,包括信息基础设施、融合基础设施、创新基础设施3个方面,在信息基础设施中的通信基础设施方面又把5G放在了第一位。

第三,2020年3月12日,在中国城市轨道交通协会发布的《中国城市轨道交通智慧城轨发展纲要》中,有14处提到5G技术,充分证明协会高度认识到5G技术在发展智能系统,建设智慧城轨中的重要作用。

第四,目前,全国各城轨企业在大量应用5G技术,取得了显著成效,有了非常好的开端。

李原

中国移动轨道交通智联网联盟执行副秘书长

我主要从3个方面谈一下5G技术如何助力智慧城轨的建设与运营:

第一,5G赋能轨道交通是新时代智慧城轨发展的必然要求。“十四五”发展规划已经明确了要以创新来驱动高质量发展,产业基础高级化、产业链现代化的水平要明显提高;《交通强国建设纲要》则明确提出了要瞄准新一代信息技术、智能制造等世界科技前沿,加强有可能引发交通产业变革的前瞻性、颠覆性技术研究。

第二,5G赋能轨道交通是城轨行业与新技术融合发展的历史机遇。不仅是电信行业与城轨交通行业的融合发展,城轨行业本身也需要与周边的一些业态融合。

第三,5G赋能轨道交通是中国移动在5G时代的重要战略之一。5G要融合千行百业,除了得天独厚的2.6GHz、4.9GHz频谱优势,还有与广电合作的700MHz,应该说高中低频都有分布。此外,中国移动还在大力推进行业专网的覆盖,我坚信在城轨交通行业,可以探索出一条5G公有频谱的专网化新道路。5G运营商专网可以作为城轨行业专网的补充,在保障行车安全的前提下承载更多的业务。

何晶

北京城建设计发展集团股份有限公司高级工程师

从LTE、全自动等角度的研究来看,对于全自动场景及未来的车-车通信、车-地通信,都需要5G的低时延、大带宽优势。

设计院对于5G的组网、模式及未来频谱规划有4种方案,第一种是按照独立专网的方式,也就是自建5G专用网络,这离不开移动、联通、电信、广电频谱的支持,需要订制城轨的5G终端、NR基站、切片、MEC等,这是目前最理想的一种状态,对于生产型的数据、乘客数据是最优方式,时延也是最有保障的一种。第二种与第三种模式就是打造组合拳,采用混合方式组网,共用小型的5G核心网、NR基站,自建切片、MEC,使用定制5G终端。第四种是采用虚拟方式组网,通过纯5G网络逻辑切片,完全共享。

MEC的重要问题可能在于区间漏缆,我们构想隧道采用4.9Ghz+7/8的漏缆覆盖方案,也可以做组合的方式,如果采用现在的5/4漏缆,然后加上7/8漏缆的组合方案,具体实施时还要看频谱申请的情况,因为其对于区间设备来说是不一样的。所以,我们希望频谱申请也随着区间设备整体去做,毕竟设计是从整个通信网的建设出发,然后为车辆、建设、乘客、运营等提供服务。

而所有的这些应用场景的畅想都要通过5G这张大网才能实现。

金涛

上海申通地铁集团有限公司信息管理中心主任

我的观点是要全力推进5G在城轨行业的应用。

第一,5G是国家新基建的战略方向,城轨必须搭上这辆车,通信基础设施的战略布局,一定充满发展创新机会。

第二,城轨现阶段所有的进步,均是基于数据驱动及智慧应用的进步,信息技术应用已经成为社会进步的“连接器”,而这些技术应用都离不开基础传输。长期以来,城轨大规模、全面使用公网作为承载和接入,以往公网通讯技术没有有效的解决办法,主要是依赖专网提供安全、稳定、充足的通信服务,我们在4G时代试验过公网的车站接入,发现资源不够用,在公众竞争条件下更是质量堪忧,而5G低延时、高带宽、高密度特点足够支撑城轨使用。因此,我认为5G的发展主要应针对To B方面的应用。

以上海申通地铁为例,其5G应用实践主要聚焦以下4个方面:

一是自动化控制系统。 5G带来架构改变,如AFC的传统是基于系统控制模式连接的,而根据AFC系统的业务特点,其更适合物联网的架构模式,即每一个终端都可以从系统中剥离,也可以随时加进来,5G的3个技术特点就是其最好的支撑架构。

二是智慧化维修,其中,产品的制约是关键。在智慧维修中,基础的设备感知及数据传输是近两年城轨行业的热点,上海申通地铁在研究5G传感器模块后发现,市场上只有一二家企业可以提供,能适应不同专业特点、差异环境的产品还不够丰富,因此,可以说现在最急需的是产品,以让我们便捷地实现车地、站网的数据传输。

三是在传统的信息化应用中,关键点是推广使用的成本。车站在移动化应用、维护现场应用等现场生产及管理方面,采用5G在基础通信技术上没有障碍,疑问是移动运营商的商务套餐是什么?目前部分面向商业用户的技术标准还没稳定,商务服务的模式尚未明确,在这之前成本的估算会很难确定。

四是智慧应用创新,重点的突破方向是创新。5G会极大释放移动互联网应用的灵活性和空间,而采用什么模式及和交互方式来优化生产管理、服务流程,则需要通过多方参与、多维度进行创新。

5G将会对城轨的传输方式带来颠覆性的改变,当前城轨企业用户还是较被动的,只有制造业将提供给地铁用户的系统承载方式改变到5G,向市场供货,用户才能购买和装备,而仅靠地铁用户很难改变或者推进5G的应用。在传统系统中,原来的通讯承载方式,已经形成了集成及成本优势,如果要更换至5G,就需要电信运营商、5G产品制造商与传统城轨系统制造商共同协作,协会将通过引导和制定标准来协助推进。

金剑

诺基亚贝尔执行副总裁、企业业务集团负责人

5G在轨道交通能做什么,取决于5G本身的几个特点,如低时延、大带宽、海量连接。不管在中国还是在全球,5G在轨道交通行业的发展还处于起步阶段。2021年10月,我们将与德铁在德国世界智能交通大会上,共同展示5G环境下的全自动应用,我认为这是目前最前沿的一个试验。另外,我们与法铁、瑞士铁路针对5G都成立了联合实验室,共同研究如何做5G。目前基本都在试验阶段。

与4G比,我觉得B-TrunC(宽带集群通信)应该是最合适的技术,也最成熟,目前能满足大部分的应用需求和要求。而5G在产业链终端,包括在轨道交通应用上仍需要一些时间,我认为B-TrunC与5G会共存一段时间,这也便于5G产业链的发展。目前国内轨道交通还没有5G专用频谱,要通过MEC(边缘计算)等与运营商一起合作,希望城轨运营企业、运营商与我们继续进行5G的探讨。

姚世峰

中国城市轨道交通协会信息化专委会秘书长

4G改变生活,5G改变社会,5G是一场革命。目前城轨轨道交通协会在推智慧城轨,这是来自于新一代信息技术对城轨行业的驱动,而不是城轨行业本身,毕竟5G的大带宽、低时延、高可靠本身就会带来革命性的变化。

其次,5G对智慧城轨带来催生的作用。在万物互联之后,丰富的数据可能会使我们对客流的判断更精准,5G提供的海量数据将使智慧城轨变成可能。

5G对城轨未来的影响可能也是革命性的。革命是对产业本身带来的变化,5G产业可能会影响原来城轨本身的所有产业构造,原有的一些系统可能会出局,整个产业可能重构。

总之,整个交通公共交通出行的方式会不会由于5G带来革命,我觉得需要关注。

李明群

华为全球交通业务部轨道解决方案总监

“4G改变生活,5G重构生产”作为新一轮工业革命中的关键技术,5G所具备的大带宽/低时延/广联结的能力使其成为重构工业4.0的关键支撑,成为大国竞争的角力点,在新基建”的国策之下,在“交通强国”的“高速度向高质量”转变的过程中,5G必然是关键技术支撑。从2G时代的GSM-R开始,无线通信技术已经成为全球轨道交通的神经系统,基于无线通信技术的移动闭塞使得多辆列车可以同时安全、高效的运行在同一段铁路上。随着社会经济发展,轨道交通逐步从单纯的基础出行工具变成经济社会运行的载体,对整个体系提出了更高的转变要求:从高速到高效的运行、从经验到智慧的运维、从人工到无人化的服务。5G技术在轨道交通行业的应用具备天然的优势,也是必然的选择。

从行业实践来看,在全球仍以2G技术为主要“神经系统”的时候,中国城市轨道交通率先进入了4G技术的LTE-M的时代,以领先两代的技术有力支撑中国城市轨道交通的大繁荣,领先全球。统一标准的LTE-M在城轨行业的成功规模商用,在5G时代仍然具有极强的指导示范作用,5G技术正在轨道行业蓬勃发展,但同时我们也认识到5G的发展与行业的数字化升级紧密共生,在大胆实践的同时,在行业的顶层规划和统一标准建设上仍有缺位,产业链也还不成熟。当前,国铁集团、LTA、德铁、法铁等全球领先的铁路运营商已经在5G应用上启航,时不我待,我们需要共同加快在行业数字化顶层规划/行业5G专网标准研究,华为作为5G产业链中的一环,将于业界生态一起实践中国轨道交通的数字化转型,发力“新基建”,实现高速度到高质量的转变,助力“交通强国”。

毫无疑问,在5G商用的浪潮中,智慧交通是被寄予厚望的领域之一,也是全球竞争的焦点。各方应该切实加大5G应用研究的力度,强化5G与城轨交通业务的深度融合,以关键核心技术的创新,实现智慧城轨的发展之路。

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第30期 智慧交通特辑

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