国外铁路5G技术研发与应用进展

近年来欧洲加快研发基于5G的未来铁路移动通信系统（FRMCS），旨在实现由GSM-R向FRMCS系统的过渡；同时，多个国家围绕智能建造、智能装备、智能运营等智能铁路领域开展了一系列5G技术示范应用。     

市域铁路移动通信技术制式探讨

从列车运行控制系统、无线调度语音通信、车载视频监视、列车文本下发、列车运行状态信息监测业务等角度出发,分析市域铁路专用移动通信系统业务应用需求。从抗干扰能力、接入机制、移动能力、多普勒效应、综合承载适应性、互联互通等多方面比对铁路、地铁当前在用的移动通信技术制式,结合市域铁路特点并分析国内外技术应用现状,探讨适用于我国市域铁路的移动通信技术制式。提出市域铁路移动通信技术制式选择不应局限于GSM-R系统,采用宽带移动通信系统是发展的必然趋势,可在一些城市开展LTE甚至5G移动通信系统的试验和试用性建设。     

基于5G NR的智能铁路定位技术研究

为提高列车和人员的定位精度，针对智能铁路高速和低速场景下的定位需求，结合基于正交频分复用技术的全新空口设计的全球性第5代移动通信技术标准（简称：5G新空口）（5G NR）定位技术，提出基于5G NR的上行和下行定位解决方案。基于到达时间差的定位技术原理，通过选用下行到达时间差（DL-TDOA,Downlink Time Difference of Arrival）定位法和上行到达时间差（UL-TDOA,Uplink Time Difference of Arrival）定位法，设计了上下行定位参考信号、时间测量值反馈及定位流程，保证了智能铁路低速场景下满足第3代合作伙伴计划技术报告（3GPP TR）所定义的米级定位精度，并提出了高速场景及隧道场景下的潜在定位增强技术，为智能铁路多场景定位提供技术参考。     

铁路5G-R系统覆盖方案研究

基于5G技术的新一代铁路专用移动通信（5G-R）系统已成为铁路智能联接的首选。铁路专用移动通信系统需要解决高可靠性和高速移动性的问题，以及轨道交通枢纽群与场景独特性带来的挑战，因此5G-R系统覆盖方案需结合铁路自身特点开展设计。重点对5G-R系统链路预算、无线组网方案进行研究，探讨分析单BBU和双BBU星型组网、环型组网方案的优缺点及适用场景，并提出在5G-R系统建设初期，GSM-R与5G-R系统共存时的覆盖方案。     

基于5G技术的铁路基础设施动态检测数据实时汇聚方案研究

针对铁路基础设施动态检测数据人工汇聚时效性差、准确性低等问题,设计了基于5G移动通信(简称:5G)技术的铁路基础设施动态检测数据实时汇聚方案总体架构,阐述了方案的关键技术,并介绍了5G技术在铁路基础设施检测业务中的应用效果,为解决检测数据汇聚过程中的时效性、规范性、安全性等相关问题提供了思路.     

铁路下一代移动通信系统制式研究

在调研铁路下一代移动通信系统业务需求,分析铁路安全保障业务、铁路运输管理业务和乘客信息服务等三类业务的基础上,提出了铁路下一代移动通信业务发展规划;对比讨论了铁路下一代移动通信系统的5种备选技术,提出铁路下一代移动通信接入网应采用LTE技术;探讨了铁路下一代移动通信系统的发展思路,并给出了LTE-R的发展规划建议.     

5G技术在铁路工程智慧工地的应用研究

针对当前铁路工程建设阶段由于通信质量导致的信息化工作推进困难的问题,分析了基于5G技术的智慧工地在铁路建设行业的优势,提出了5G技术在当前铁路建设行业的应用策略,对5G技术在铁路工程建设中人员定位、物料管理、安全管理、质量管控、环境监测、应急救援6个方面的具体应用进行说明,为5G技术在铁路智能建造过程中的深化应用,推进铁路工程建造过程的智能、高效、绿色协同发展,提高铁路工程智能建造水平提供参考。     

地方铁路移动通信制式探讨

近年来,在国家政策的大力支持下,地方铁路蓬勃发展,由地方人民政府主导设计、施工建设,国家铁路主管部门提供必要的技术支持和施建审批。移动通信制式选择时,需依据铁路经营管理模式、机车交路、业务需求等不同特点,结合技术制式的频率资源可实施性、先进性、成熟度、运营维护是否方便、工程经济性等因素,合理选择方案。本文介绍了地方铁路目前主流的经营管理模式;研究了影响移动通信制式选择的因素;阐述了GSM-R、DMR、LTE、5G四种可选移动通信制式特性;并重点对四种可选制式从不同维度进行详细比选。     

5G技术在铁路危险货物运输中应用的探讨

本文依据《铁路安全管理条例》、《铁路货运安全管理规则》、《铁路危险货物运输管理规则》中对推进铁路危险货物运输现代科技手段的开发和应用的相关规定,将铁路危险货物运输办理作业与当前第五代移动通信(5G)技术的研发应用相结合,分析探讨5G技术在铁路危险货物运输安全管理中的应用可行性,分别从铁路危险货物运输中危险防控、危险货物运输事故应急救援处置两个方面探讨5G技术的应用可行性,提出借助5G技术提升铁路危险货物运输安全管理水平的建议。     

轨道交通移动通信技术发展分析及建议

车地间移动通信是智能轨道交通的重要基础支撑,随着移动通信技术的快速发展,需要对轨道交通移动通信的发展方向和策略进行研究。文章首先对轨道交通移动通信业务需求进行分析,并对4G LTE与5G的标准演进、技术指标和关键技术等进行介绍。然后,针对承载能力、无线频谱、服务质量、产业支撑和经济性方面,对4GLTE与5G在轨道交通场景中的适用性进行分析比较。最后,提出点线差异化、公专网结合、跟踪5G行业应用等发展建议,为确定轨道交通移动通信技术的发展方向提供借鉴。     

5G技术在铁路数字化货运场站的应用研究

铁路货运场站数字化过程中需要接入各种移动终端和大量物联网(IoT,Internet of Things)设备,亟待实现高速度、低时延和低功耗的网络通信。针对数字化铁路货运场站的业务需求,利用5G网络切片、5G边缘计算、D2D通信、5G网络安全等关键技术,提出铁路数字化货运场站的总体方案,探讨5G技术在作业安全监控与管理、智能装卸作业、智能货检作业、货场资源管理、物流配送和无人驾驶货物运送等场景中的应用,以期推进铁路货运场站数字化和智能化发展,提升铁路货运场站运营效率,为客户提供更加高效、便捷的现代物流服务。     

基于移动应用的铁道信号智能监测系统

为解决传统铁路信号监测系统中存在的互联性较低、数据共享不足、智能化程度较低等问题,结合4G无线通信、云计算、大数据等技术,设计了一种基于移动应用的铁道信号智能监测系统,该系统将既有的信号监测系统进行了移动端的智能延伸,并且具有实时报警、智能故障预测与诊断、报警管理、监测数据查看等基本功能。系统在成都铁路局投入应用,结果表明:该系统实现了信号系统监测数据报警的实时传递,提升了监测系统的实用性和智能化程度。     

雷达通信一体化在智能铁路中的应用

阐述智能铁路的外延和内涵,立足于智能铁路在国内外的发展现状,重点分析雷达通信一体化技术与智能铁路融合发展的必要性与可行性。综合现有研究和相关文献,论述雷达通信一体化技术的概念及特点,分析并提出雷达通信一体化技术在智能铁路中的两方面应用:智能感知层安全保障应用和智能传输层雷达辅助通信应用。雷达通信一体化技术可为我国铁路不断提高服务质量、促进信息化智能建设提供技术支撑。     

4G移动通信技术浅谈

文章介绍了第4代移动通信（4G）的特点及发展趋势，提出了实现4G移动通信需要解决的多项关键技术。包括正交频分复用OFDM多载波传输技术、软件无线电技术、智能天线技术、多输入多输出技术（MIMO）、IP网络技术。     

浅谈利用IMS构架搭建下一代铁路通信网

IMS(IP Multimedia Subsystem)是一种新的网络构架。该项技术植根于移动领域,最初是3GPP为移动网络定义的,而在NGN(Next Generation Network)的框架下,IMS同时支持固定和移动网络。结合铁路通信网现状,探讨IMS技术在铁路通信网的应用发展。     

基于工业物联网架构的铁路数据中心智能巡检系统

针对铁路数据中心人工巡检工作存在的问题,文章设计了基于工业物联网架构的铁路数据中心智能巡检系统,介绍了该系统的设计架构和关键技术,实现了数据中心智能化、自动化、可视化巡检。该系统提高了巡检效率和质量,提升了铁路数据中心运维工作的技术水平。     

5G无线通信技术在城市轨道交通中的应用探讨

第五代移动通信(5G)网络将于2020年实现大规模商用,这意味着我国乃至全球无线通信将进入5G时代。无线通信系统是城市轨道交通通信系统的重要组成部分,是保障各系统信息无线传输和线路正常运营的重要前提。当前城市轨道交通无线通信系统存在系统传输速率较低、延时较长等局限性,随着传输信息量的急剧增长,已无法很好地满足各系统在高速移动环境下的无线信息传输需求。5G无线通信技术凭借其先天性技术优势,能提供更高的传输速率(10 Gb/s)、更低的传输时延(毫秒级),以及高速移动(500 km/h)环境下更好的系统传输性能。对5G的典型应用场景、关键技术、典型网络架构进行研究,并结合城市轨道交通无线通信系统的特点,就5G在城市轨道交通领域从业务承载、网络架构、频段资源、信号覆盖、应用开发等方面的应用进行探讨。随着系统制式、标准化进程的逐步完善,各厂商产品链的日益丰富和成熟,5G无线通信技术必将在城市轨道交通中大有作为。     

科技赋能轨道交通移动装备发展

轨道交通移动装备的发展和现代化信息技术在智能铁路的广泛应用,为科技赋能轨道交通移动装备、构建现代化智能铁路运输奠定了重要基础。文章对移动装备技术创新发展进行了回顾与展望,并展示了新型智能铁路移动装备及其新技术。