5G在铁路智能车站中的应用

doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2021117

电信科学 ›› 2021, Vol. 37 ›› Issue (7): 86-95.doi: 10.11959/j.issn.1000-0801.2021117

5G在铁路智能车站中的应用

陈瑞凤¹, 李君², 徐春婕¹, 程清波¹, 吕晓军¹

¹ 中国铁道科学研究院集团有限公司电子计算技术研究所，北京 100081
² 北京经纬信息技术有限公司，北京 100081

修回日期:2021-06-10 出版日期:2021-07-20 发布日期:2021-07-01
作者简介:陈瑞凤（1989- ），女，博士，中国铁道科学研究院集团有限公司电子计算技术研究所副研究员，主要研究方向为 5G 通信、智能车站物联网等
李君（1982- ），女，北京经纬信息技术有限公司高级工程师，主要研究方向为铁路客运站车建设及信息化
徐春婕（1976- ），女，博士，中国铁道科学研究院集团有限公司电子计算技术研究所副研究员，主要研究方向为高速铁路运行环境监测系统
程清波（1983- ），男，中国铁道科学研究院集团有限公司电子计算技术研究所副研究员，主要研究方向为智能铁路信息化技术
吕晓军（1968- ），男，博士，中国铁道科学研究院集团有限公司电子计算技术研究所研究员，主要研究方向为交通信息工程及控制、模式识别与智能系统
基金资助:
国家自然科学基金资助项目(62001519);国家重点研发计划项目(2020YFF0304100)

Application of 5G in railway smart stations

Ruifeng CHEN¹, Jun LI², Chunjie XU¹, Qingbo CHENG¹, Xiaojun LV¹

¹ Institute of Computing Technologies, China Academy of Railway Sciences Co., Ltd., Beijing 100081, China
² Beijing Jingwei Information Technology Co.,Ltd., Beijing 100081, China

Revised:2021-06-10 Online:2021-07-20 Published:2021-07-01
Supported by:
The National Natural Science Foundation of China(62001519);The National Key Research and Development Project(2020YFF0304100)

摘要/Abstract

摘要：

加速推进5G“新基建”战略方针已成为铁路智能车站建设的必然发展趋势。首先分析了我国铁路智能车站相关业务的发展现状，然后梳理了5G通信在智能车站中的应用需求，并构建了基于云边协同的智能车站 5G 通信网络架构，最后分别针对旅客出行服务、车站生产组织、安全保障和绿色节能业务，提出了基于5G通信和云边协同的智能车站业务应用模式。基于5G通信的智能车站应用可推动车站转型升级，优化旅客服务品质，提升旅客出行体验，提高车站客运生产组织效率。

关键词: 5G通信, 铁路智能车站, 边缘计算, 云边协同, 应用需求

Abstract:

Accelerating the 5G “new infrastructure” strategy has become the inevitable development trend of railway smart stations.Firstly, state-of-the-art of relevant business of railway smart stations in China was analyzed.Afterwards, the application requirements of 5G communication in railway smart stations were outlined, and then 5G communication network architecture of railway smart stations was constructed based on cloud edge collaboration.Finally, the application modes of railway smart stations based on 5G communication and cloud edge collaboration were respectively proposed for passenger travel service, station operating organization, security guarantee and green energy saving.The application of railway smart stations based on 5G communication can promote the transformation and upgrading of stations, enhance the quality of passenger service, improve passenger travel experience, and increase the efficiency of passenger transport operating organization.

Key words: 5G communication, railway smart station, edge computing, cloud edge collaboration, application re-quirement

中图分类号:

TN929.5
U238

陈瑞凤, 李君, 徐春婕, 程清波, 吕晓军. 5G在铁路智能车站中的应用[J]. 电信科学, 2021, 37(7): 86-95.

Ruifeng CHEN, Jun LI, Chunjie XU, Qingbo CHENG, Xiaojun LV. Application of 5G in railway smart stations[J]. Telecommunications Science, 2021, 37(7): 86-95.

图/表 8

图1

表1

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参考文献 13

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5G场景	业务应用	业务描述	端到端传输指标需求
eMBB	4K超高清视频监控	实时监控车站不同区域的运营状况并传输至指挥中心	带宽约50 Mbit/s，往返时延<20 ms
	智能服务机器人	机器人所搭载的高清摄像头将监控视频信息传回后台实时处理，并将结果返回	视频传输上行带宽约 40 Mbit/s，下行2~8 Mbit/s
	旅客问询交互	采集旅客视频和图像信息，并提供语音交互服务	上行带宽为20~40 Mbit/s，下行带宽约2 Mbit/s
	旅客出行引导导航	为站内旅客提供基于站内实景地图的语音导航服务	单用户导航带宽需求2~8 Mbit/s
uRLLC	客运设备管控	实时监测站内设备的运行状态，并在线远程控制设备	往返时延<20 ms，带宽约40 Mbit/s
	移动终端作业	工作人员手持作业终端办理乘客验检票、客运信息交互、语音通信、移动办公等客运作业	往返时延<100 ms，多媒体业务传输带宽20 Mbit/s
	应急处置	实现异常紧急状况的视频实时回传，以及应急处置多媒体信息传输	往返时延<20 ms，视频带宽约40 Mbit/s
mMTC	运营环境监测	采用大规模智能感知设备，实时监测不同区域的环境状态	满足> 10⁴个感知设备的同时接入，时延< 500 ms
	客运设备能耗监测	采集不同区域的各类能耗数据，并实时传输至后台	往返时延<500 ms

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5G在铁路智能车站中的应用

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