5G在地鐵線網指揮中心系統中的應用研究

章瀾嵐

【摘要】? ? 本文基于地鐵線網指揮中心，從應急指揮、清分收益以及運力組織三方面分析5G如何助力地鐵線網指揮中心的建設，深入研究5G技術在城市軌道交通領域的應用價值。為城市軌道交通線網指揮中心的發展提供新手段。

【關鍵詞】? ? 線網指揮中心? ? 5G? ? 清分收益? ? 運力組織? ? 單兵

5G移動通訊技術的飛速發展給城市軌道交通線網指揮中心系統的發展帶來了新的思路。5G較于4G而言具有明顯的三大優勢：1、傳輸速度更快，5G的傳輸速度將是4G的10至100倍;2、端到端時延更低，5G的端到端時延將是4G的1/10;3、網絡容量更大，5G承載網的容量將是4G網的1000倍，5G的大容量將能同時滿足更多數據量業務的使用需求，例如實時高清視頻流數據、設備傳感器數據等。5G與4G具體的技術參數對比情況詳見圖1。

5G的技術優勢將更好的服務于行業效率的提升，將成為未來智慧城市最重要的設施。至此，如何實現5G技術與智慧城市軌道交通建設的最大價值化融合將成為新時代下智慧城軌建設的新課題。

一、地鐵線網指揮中心——智慧城軌的“最強大腦”

地鐵線網指揮中心簡稱NCC，為運營調度提供安全、可靠、有序、高效的輔助支持。NCC作為線網運營監視及協調中心、應急事件處置管理中心、運營信息服務中心、線網運營數據中心，形成了網絡化、協同化、可視化、指標化、標準化、智慧化的運營平臺。實現對各線路多專業的全網監控和協調、集中調度、運力組織、客流引導、應急指揮、地鐵運營服務信息統一發布、輔助決策等功能，提高線網運營能力和乘客服務水平。

下面從地鐵線網指揮中心的應急指揮、清分收益、運力組織三個方面探索5G的應用價值。

二、5G將使地鐵應急指揮更高效

2.1 地鐵線網指揮中心的可視化現場應急指揮需求

地鐵線網指揮中心的是通過采集線網實時監控信息，掌握突發應急事件的詳細信息，同時利用數據中心存儲的歷史數據及應急預案，實現線網對突發事件的輔助決策，并通過線網指揮中心系統實現對應急事件的指揮調度功能。

所謂可視化現場應急指揮指的是通過第一時間調度獲取現場實時音頻、視頻、GIS等多媒體信息數據，使地鐵調度指揮人員能夠以多媒體手段實現應急聯動指揮，進一步加強應急指揮的智慧決策能力。

時下傳統應急事件信息獲取方式多為攝像頭、傳感器和電話報送的形式。若是將單兵系統無線通信設備作為線網指揮中心移動終端，則可實時可靠的提供語音、視頻等現場數據信息，實現現場狀態密切跟蹤，第一時間進行應急指揮，優化了傳統NCC應急處置的信息采集方式，實現可視化現場應急指揮。目前已有城市將單兵系統應用于線網指揮中心系統，如圖2線網指揮中心單兵系統應用架構圖所示。

2.2 5G將極大地提高NCC單兵設備感知能力

現今，傳統的單兵通信系統多采用wifi和4G的通信傳輸方式。相比最新的5G技術，wifi存在安全性差、易受干擾、傳輸慢耗時長的特點;4G存在傳輸延遲、覆蓋受限的特點。結合5G高傳輸、低延遲、大容量等顯著特點，可極大地提高NCC單兵設備感知能力主要體現在一下兩方面：

2.2.1 5G可顯著提升單兵設備通信傳播能力

單兵設備傳輸信息主要包括現場的音頻、視頻、圖像和位置信息傳輸。當發生應急事件時地鐵現場處置人員通過可穿戴的無線單兵通信設備，可在站廳、站臺等事件現場環境中接收指令和發送信息。隨著事件的升級變化，往往需要持續且同時傳送現場各項信息，包括音頻、圖像、文字和視頻，這就對信息傳輸的及時性和有效性提出了更高的要求。

5G是基于毫米波的通信技術，5G的頻譜帶寬將近4G的10倍，可達1000兆赫茲，同時5G的可以實現毫秒級的時延。由此可以看出5G在線網指揮中心NCC應急事件指揮單兵通信傳輸方面可以實現更加快速、清晰的傳輸。

2.2.2 5G可顯著降低單兵設備電池能耗

眾所周知網絡數據傳輸會消耗大量的能量，單兵設備作為地鐵現場執勤和處置人員間必不可少的通信工具，其充電過程往往需要耗時數天。因此如何解決單兵設備通信功耗問題，將關系到單兵設備在軌道交通領域的推廣應用。

5G技術不僅提高了數據傳輸效率，更重要的是其能源效率可達4G的100倍。換而言之，即相較于4G而言，單兵設備基于5G通信技術的通信耗能將會實現大幅的降低，從而顯著提升單兵設備的電池使用率，進一步保證了單兵設備在軌道交通領域的推廣應用。

2.3 5G將極大地提高NCC應急決策指揮能力

移動終端（單兵設備）具備報警功能，報警信息經核查確認后，中心調度平臺可進行接警操作。中心調度平臺自身具備直接接警功能。接警成功后，中心調度平臺將調用預先配置的應急預案下發給警情相關的處置崗位所持有的移動終端，進行處置任務分配。在處置過程中，中心調度平臺可以對移動終端進行定位、群發信息、發送語音、實時視頻互聯等各種操作，并可調用指揮中心的線網CCTV、行車客流信息、GIS相關資源等用以作為指揮決策的數據參考。同時，移動終端也可以把現場實時狀況通過文字、音頻、視頻等多種手段實時發送給中心調度平臺，并可及時告知中心調度平臺預案處置情況。中心調度平臺所有操作過程將會由系統自動記錄，可形成事件處置過程報告。整個線網指揮中心NCC的應急決策指揮流程如圖3所示。

基于5G，線網指揮中心調度平臺可無干擾的實時呼叫具有視頻能力的單兵終端，調閱現場視頻，使指揮中心能夠實時了解現場的各種變化，還可以把接收到的視頻轉發到其他視頻設備，便于指揮員快速決策指揮調度。

基于5G，移動終端設備可將位置數據快速準確地上傳到中心調度平臺，系統可實時采集并存儲終端上報的位置信息?；诘貓D和實時定位，指揮員可及時就現場問題發起語音對講或其他調度呼叫;同時更精準實時的跟蹤每個用戶的運動軌跡，為快速的決策指揮調度提供保障。

總而言之，通過5G技術最終實現CCTV監控更及時更準確、CCTV上傳分發更快速、決策指揮調度更高效。

三、5G將使地鐵清分收益更精準

現今，地鐵多采用客流進出站時間、走行時間、運行圖等因素分析乘客行走軌跡來輔助完成清分收益工作，這其中存在一定的誤差。如何更精準的獲取乘客行走軌跡則是清分收益精準的關鍵因素。未來5G則可在獲取乘客行走軌跡方面發揮重要作用，通過乘客手機信號在地鐵內部基站的注冊信息，基于5G快速傳輸的特點，可以實現乘客在站內的精準定位，從而獲取乘客精準的行走軌跡，最終實現線路收益的精確清分，確保各線路收益的公平、公正。

四、5G將使地鐵運力組織更合理

同樣乘客的出行軌跡不僅有助于清分收益，更有助于地鐵大數據業務的充分挖掘，尤其是對于面向乘客的運力組織業務。

隨著人口數量的增長，公共交通的運力遠遠不能滿足現如今乘客現實出行需要，不能提供相對寬松公共出行環境。如何緩解公共交通運力組織供需要求，其中一條重要因素就在于提前預測乘客的出行決策、出行軌跡。而只有基于精準的乘客歷史及實時的出行軌跡，才能保證出行對乘客出行決策及軌跡預測的精準性，5G技術正是乘客出行軌跡的獲取的一大助力。

基于5G技術，通過乘客手機信號在城市基站的注冊信息，精準獲取客流出行軌跡，形成基礎的歷史及實時出行軌跡數據?；诔丝偷某鲂熊壽E，通過特定的模型算法，進行人物畫像分析，獲得人物出行規律預測。根據歷史客流量、人物出行規律等精準預測客流量及客流分布。結合客流預測結果，合理組織公共交通（公交、地鐵）運力，并使兩者無縫銜接，最終實現面向乘客需求的智慧精準的運力組織機制。

五、城市軌道交通中5G的應用的未來愿景

5G不僅僅擁有巨大的商業價值，在城市軌道交通領域同樣具有廣闊的應用前景。5G技術是未來城市軌道交通無線通信設備的關鍵，各類基于網絡通信的設備，如單兵設備、邊緣計算等都將5G實現快速高效的互聯及應用。如何結合5G的優勢，充分挖掘城市軌道交通領域的業務需求，進一步實現城軌智慧化，是智慧城軌的又一思考方向。未來5G將有潛力助力城市軌道交通構建更加完善的城軌物聯網體系，實現一個“萬物互聯”的未來城軌。