铁路5G专网MIMO技术研究

随着铁路信息技术的发展,车地间的通信业务需求不断扩展。新业务的涌现对铁路车地无线通信提出了更高要求。在5G-R专网建设中,通过引入多输入多输出（MIMO）技术可以有效提升5G-R专网性能,更好满足铁路智能化发展要求。结合铁路关键场景特点,以及5G无线通信中的MIMO关键技术,研究分析适合于铁路不同场景的MIMO技术集合,为5G-R专网未来部署与应用提供可行建议。     

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。     

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。     

移动性增强技术在铁路5G专网中应用场景研究

超高可靠低时延通信是5G移动通信系统的三大特性之一,移动性增强是实现超高可靠低时延特性的一个关键技术。铁路5G专网同样也有高可靠性低时延的要求,列车在高速运行过程中,用户设备需要不断在相邻小区间进行业务切换,主要探讨移动性增强技术中的条件切换、双激活协议栈和快速切换失败恢复等3项功能在铁路5G专网中的应用场景。根据这3项功能的工作机制和铁路5G专网覆盖模型的特点,认为双激活协议栈和快速切换失败恢复对减少业务中断时延,保障列车运行安全具有很好的应用价值。     

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。     

5G通信网络承载CBTC系统业务的方案研究及现场测试

CBTC(基于通信的列车控制)系统是目前城市轨道交通中广泛应用的信号系统,其中的车地无线系统负责承载列控信息.介绍了5G(第五代移动通信技术)的发展趋势和性能特点,分析了CBTC系统的无线通信需求.在上海轨道交通5号线高架线路区段现场测试了不同场景下的5G承载CBTC系统业务的性能指标.测试结果表明:5G带宽、端到端时延、漫游切换等方面的技术指标高于CBTC系统对数据通信系统无线子系统的技术要求,在技术性能上,5G可以用于CBTC系统的业务承载;使用5G切片功能,在极端压力情况下,5G通信网络可优先保证CBTC系统的业务传输,提高了CBTC系统业务传输的高可靠性.     

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.     

城市轨道交通新型5G车载设备安装布置方案

随着5G无线通信技术的不断发展和广泛应用,城市轨道交通对5G无线通信技术的深度融合、多场景应用的需求更加强烈,在为乘客提供便利的同时,也将为运营和维修业务提供技术支撑。5G网络在城市轨道交通地下空间的信道覆盖是衡量5G应用的关键因素之一,为此,根据城市轨道交通5G车载设备的应用需求,重点研究了上海轨道交通4号线5G车载应用的解决方案,提出一种针对上海轨道交通4号线既有车型的5G车载设备安装与布置方式,依此实现了城市轨道交通新型5G车载应用的改造目标。     

上海城市轨道交通无线局域网干扰测试分析

介绍了既有CBTC(基于通信的列车控制)系统中2.4 GHz DCS(数据通信子系统)的概况,以及5G频段Wi-Fi(无线保真)产品在城市轨道交通中的应用背景.阐述了5G频段Wi-Fi产品应用对城市轨道交通2.4 GHz无线通信可能造成的影响及危害.利用已有的5G频段Wi-Fi产品,对既有CBTC系统2.4 GHz无线信号设备进行现场干扰测试分析.测试结果表明:上海城市轨道交通现有的5G频段Wi-Fi产品对2.4 GHz无线通信不会产生任何干扰和影响.     

基于毫米波MIMO的车车通信混合预编码研究

高速铁路普遍采用传统的车地(Train-to-Ground, T2G)通信,针对传统T2G通信存在轨旁设备多、传输延时高和系统容量不足的问题,提出一种车车(Train-to-Train, T2T)通信混合预编码(Hybrid Precoding, HP)的传输方案来弥补T2G通信的不足。在T2T通信中引入毫米波(Millimeter Wave, mmWave)、大规模多输入多输出(Multiple Input Multiple Output, MIMO)和HP等第5代移动通信(Fifth Generation Mobile Communication, 5G)关键技术,并重新设计一种适用于HP的等效全连接神经网络模型,同时结合反向传播（Back Propagation, BP)算法和自适应增量(Adaptive Delta, AD)算法,进行基于毫米波大规模MIMO的T2T通信HP研究。研究结果表明：所给训练集越大,AD-BP算法的拟合情况就越好,理想输出和实际输出的误差越小,经过多次迭代训练最终收敛于频谱效率。采用等效网络算法的T2T通信HP和最优无约束预编码相比,二者性能相近。同时...     

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。     

5G通信系统在城市轨道交通车地通信中的应用分析

中国国内5G系统已经开始商用,第一个5G系统演进版本的标准化已经完成。首先基于目前普遍采用的LTE-M介绍了城市轨道交通车地通信系统的概况和需求,分析了5G通信系统的关键技术及在城市轨道交通车地通信环境中的适用性,最后讨论提出了未来5G通信系统在城市轨道交通车地通信系统中的一些设计思路和方案,指出LTE-M加5G的NR-U是未来城市轨道交通车地通信建设的可行方案。随着车地通信业务的发展,5G系统将可能应用于未来的城市轨道交通车地通信中并发挥重要的作用。     

轨道交通建设关键技术问题的分析与展望

近年来,我国轨道交通建设发展迅猛,对轨道交通建设技术的研究也相当广泛,但如何集中技术力量,分析、研究并解决建设中的关键技术问题,突破技术瓶颈,系统性提高建设技术水平,却是一个值得思考的问题。通过对业内建设、运营、制造、科研等单位的调研和分析,采取统计和归纳等方法,并结合多年来的从业经验,提出轨道交通工程建设中的部分关键技术问题,包括轨道交通网络化发展关键模式与对策、轨道交通系统制式选择及适用性分析、市郊铁路与国铁的协调发展、跨座式单轨新型技术、轨道交通设计标准化等13个方面。     

基于专利分析的轨道交通车辆安全技术研究

轨道交通车辆安全技术已成为国内外轨道交通车辆企业和研究机构重点研究的技术之一。从专利分析的角度重点研究了国内外轨道交通车辆领先企业在安全技术方面的技术创新,在轨道交通车辆整车、转向架、网络控制系统、车体、车门等方面研究了各企业的专利分布情况,并研究了各企业在轨道交通装备故障预测与健康管理等关键技术方面的技术突破与创新。同时通过研究国内领先企业,以及北京交通大学、西南交通大学等研究机构的专利信息,了解了国内轨道交通车辆关键技术的发展现状,提出了基于轨道交通车辆安全技术发展建议。     

北斗系统在智慧城轨中的应用与展望

围绕城市轨道交通智慧化建设和运营中开展北斗系统应用的主题,按照基础条件梳理、需求分析、应用前景展望的思路进行研究。首先,在基础条件梳理方面,从北斗系统的建设成就、功能服务与技术水平入手,介绍其应用发展情况,进而识别出北斗系统与智慧城轨融合发展的结合点;然后,根据北斗系统的服务功能,分析智慧城轨在建设和运营中对时空基准、空间数字化、高精度定位与授时3方面的应用需求;最后,以上述2点为基础,对北斗系统在智慧城轨中应用的2方面重点工作,即时空体系网络建设与关键技术突破进行规划,并对其在智慧城轨运行、维修、客服等领域的应用服务进行展望。     

城市轨道交通牵引供电系统接触网和回流安全综述

作为城市轨道交通的主要动力来源,直流牵引供电安全至关重要。本文围绕接触网压波动、钢轨电位和 杂散电流治理等安全供电技术开展系统综述。首先分析导致接触网压波动的主要原因,总结各类再生制动能量利 用技术的研究现状。然后讨论钢轨电位和杂散电流的产生机理,分别系统回顾钢轨电位抑制技术和杂散电流治理 技术的国内外研究进展。在此基础上,指出城市轨道交通安全供电技术亟待开展深入研究的关键问题,为安全供 电技术的研究和工程化应用提供借鉴和参考。     

城市轨道交通车站客流安全检测与应急管理系统

围绕为城市轨道交通车站安全应急管理决策提供技术支持的核心目标,设计和研发面向车站管理人员的城市轨道交通车站客流安全检测系统;深入研究建设和实现系统的相关集成技术及关键保障技术,有效实现客流安全问题的实时自动发现、人工确认,以及应急预案启动、预案实施效果实时跟踪及过程控制,以保障城市轨道交通车站安全事件处理的实时高效性,提高城市轨道交通车站安全管理水平.     

庞巴迪直线电机轨道交通 系统关键技术及改进

庞巴迪INNOVIA ART直线电机系统的关键技术包括系统设计、系统集成、直线电机、径向自导式转向架以及轻量化车体。通过INNOVIA ART产品平台的使用、车辆的轻量化设计、车体设计、直线电机的改进、噪声的改善等措施,使该直线电机系统在满足中等运量要求,降低建设和运营成本,实现全天候、高可靠性无人驾驶运行,小转弯半径,大坡度,低噪声,高服务质量以及适合城市环境等方面达到最优化。     

单轨交通车辆转向架关键零部件研发及产业化

通过对跨座式单轨列车转向架关键零部件——减速传动装置、基础制动装置、走行系统、导向稳定装置、轮胎气压检测装置等的国产化及产业化研究,阐述单轨列车转向架关键零部件的结构及工作原理、关键技术问题及创新点、产业化状况及市场应用,对技术研发及产业化过程中的经验及存在的问题进行分析,为其他轨道车辆用转向架关键零部件的国产化研制提供参考和借鉴。     

轻轨交通系统在我国的应用前景

分析轻轨交通系统的特征及优势,从建设低碳城市、构建多层次交通体系、培育战略性新兴产业等方面,阐述轻轨交通在我国的应用需求及发展前景,并给出政策扶持、关键技术创新、体制创新、行业推动等方面的发展建议,为推动轻轨系统形式在中国的健康发展提供参考.