5G技術(shù)下的鐵路站房安防系統(tǒng)

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摘要：鐵路出行逐漸成為大眾出行的首要選擇，而鐵路站房作為承載旅客出行的主要平臺(tái)，隨著客流量的日益增長，安防難度上升、安檢速度滯后等問題都對公共出行產(chǎn)生一定的影響。5g技術(shù)擁有大帶寬、高速率、低延時(shí)等特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了萬物互聯(lián)的可能性。通過5G技術(shù)的加持，勢必可以提升整套安防體系的便捷性以及可靠性，進(jìn)一步提升旅客的出行體驗(yàn)以及鐵路客站的綜合管理水平。

關(guān)鍵詞：5G；鐵路站房；安防系統(tǒng)

鐵路是國家的重要基礎(chǔ)設(shè)施，是大眾化交通工具[1]。在綜合交通體系中處于重要地位，在經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中具有特殊重要的地位和作用。鐵路成為出行的首選，帶來的客流量增長給既有的站房安防系統(tǒng)帶來空前的壓力，除了擴(kuò)容站房的物理面積以緩解客流量，5G技術(shù)的發(fā)展也為安防問題的解決提供了新的解決思路。

15G技術(shù)概述

作為新一代的移動(dòng)通信技術(shù)，5G即第五代移動(dòng)通信技術(shù)正潛移默化地延伸進(jìn)入日常生活，5G系統(tǒng)普及化的重要推動(dòng)力是快速發(fā)展的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)，物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算依托5G系統(tǒng)的不斷壯大，也逐漸被廣泛應(yīng)用，逐步影響著科技社會(huì)前進(jìn)的方向[2]。

1.1高速率

與4G網(wǎng)絡(luò)相比，5G網(wǎng)絡(luò)具備更高的速度，峰值速率不低于20Gb/s，可滿足高清視頻、虛擬現(xiàn)實(shí)等大數(shù)據(jù)量的傳輸需求。

1.2低時(shí)延

ITU、IMT-2020推進(jìn)組等國內(nèi)外5G研究組織機(jī)構(gòu)均對5G提出了毫秒級的端到端時(shí)延要求，理想情況下端到端時(shí)延為1ms，典型端到端時(shí)延為5~10ms。

1.3連續(xù)廣域覆蓋

高密度基站部署是實(shí)現(xiàn)連續(xù)廣域覆蓋的必要條件，保證了位于基站邊緣和在快速移動(dòng)中的用戶在通信時(shí)可以穩(wěn)定于高速率，用戶體驗(yàn)速率能夠達(dá)到不低于100Mbps。

1.4熱點(diǎn)高容量

在高密度區(qū)域的用戶分布區(qū)域，即熱點(diǎn)區(qū)域（繁華商業(yè)地區(qū)、住宅樓、商務(wù)寫字樓等），5G系統(tǒng)能夠?yàn)閰^(qū)域內(nèi)的使用者提供極高的數(shù)據(jù)傳輸速率，實(shí)現(xiàn)高速下載及傳輸超高清視頻等內(nèi)容。

1.5低功耗大連接

5G技術(shù)憑借其具備小數(shù)據(jù)包、低功耗、海量連接等特點(diǎn)，主要應(yīng)用于為智慧城市（遠(yuǎn)程抄表、井蓋監(jiān)測）、森林防災(zāi)（火災(zāi)報(bào)警）、環(huán)境監(jiān)測（濕度、PM2.5監(jiān)測）等對數(shù)據(jù)的采集及傳輸有較為嚴(yán)格的使用場景要求。移動(dòng)、聯(lián)通、電信三家運(yùn)營商從5G試點(diǎn)開始，到逐步推行5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，全國多個(gè)主要城市已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了5G網(wǎng)絡(luò)的覆蓋。在鐵路上，隨著廣深港高鐵全線實(shí)現(xiàn)5G信號(hào)覆蓋，鐵路也加入了高速互聯(lián)的新時(shí)代。岳陽東站作為武廣高鐵的一個(gè)重要節(jié)點(diǎn)站，在由中鐵四院廣州設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)完成的擴(kuò)建新增站房改造中實(shí)現(xiàn)了5G基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，通過對區(qū)域通信基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行改造，將5G網(wǎng)絡(luò)與岳陽東站實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，為打造5G應(yīng)用場景奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

2鐵路站房安防系統(tǒng)存在的問題

隨著鐵路信息化的推行及技術(shù)的推陳出新，鐵路出行已經(jīng)成為出行的主要方式。高鐵車站大廳一般占地上萬平方米，容納上萬人同時(shí)候車[3]，其中安防系統(tǒng)作為保障旅客的生命財(cái)產(chǎn)安全的重要手段，承載著重要的功能作用。面對日益增長的客流量，鐵路安防系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)很多隱患，作為保障鐵路系統(tǒng)正常運(yùn)行的重要組成部分之一，安防系統(tǒng)面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。（1）由于安裝條件受限，部分區(qū)域不具備布放視頻監(jiān)控設(shè)備的走線，故產(chǎn)生了監(jiān)控盲區(qū)。前期客流量較少時(shí)對整體監(jiān)控布局來說并不存在太多問題，但是隨著客流量的增長，旅客所處的區(qū)域空間受到壓縮，分布范圍擴(kuò)大，這些角落成為監(jiān)控隱患，如果發(fā)生事故，無法精確定位現(xiàn)場情況。（2）作為安防系統(tǒng)的出入口防范措施，實(shí)名制驗(yàn)證及安全檢查這兩道鐵閘為鐵路列車安全出行提供了重要的保障，在客流量較少時(shí)，整體進(jìn)出站流暢，旅客排隊(duì)等待的時(shí)間較短，但是隨著客流量的增長，有限的實(shí)名制驗(yàn)證及安檢通過能力大大延長了旅客的排隊(duì)等待時(shí)間，導(dǎo)致旅客的乘車滿意度下降，同時(shí)也需要投入更多的人力來緩解這種情況。（3）擴(kuò)建站房容納面積成為主要的擴(kuò)容措施，但是，更應(yīng)該把側(cè)重點(diǎn)放在如何提升旅客的出行效率及盡量減少旅客在站房停留等待的時(shí)間上。這樣既能盡快疏散高密度聚集的旅客，防范安全事故，同時(shí)提升旅客的乘車體驗(yàn)感。

3基于5G技術(shù)的鐵路站房安防系統(tǒng)

5G技術(shù)具備高速率、低時(shí)延、連續(xù)廣域覆蓋、熱點(diǎn)高容量、低功耗大連接等特點(diǎn)[4]，結(jié)合鐵路站房在客流高峰時(shí)存在的安防問題，提出了基于5G技術(shù)的鐵路站房安防系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)安防設(shè)備靈活分布、高效組網(wǎng)，并且解決了在無法無限擴(kuò)容物理空間的前提下，有效地保證了旅客進(jìn)出站的速度，以防止出現(xiàn)高密度客流量帶來的安全隱患。

3.1視頻監(jiān)控高速化、無線化

視頻監(jiān)控終端通過5G網(wǎng)絡(luò)的承載，解決了高清視頻要求的大帶寬能力，實(shí)時(shí)操控要求的低時(shí)延能力，同時(shí)海量連接為安防提供多維感知能力。5G將進(jìn)一步提升視頻監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用范疇。

3.2核驗(yàn)設(shè)備智能化

國鐵集團(tuán)大力推行電子客票，包括實(shí)名制驗(yàn)證及檢票閘機(jī)在內(nèi)的核驗(yàn)設(shè)備都已具備刷證加人臉比對的功能，很大程度上節(jié)約了旅客出行的時(shí)間。為了更進(jìn)一步加快核驗(yàn)設(shè)備智能化的步伐，借助5G技術(shù)的高速率、低時(shí)延特性，實(shí)現(xiàn)與后臺(tái)數(shù)據(jù)庫的智能人臉高效比對，進(jìn)而減少旅客進(jìn)站刷證的手續(xù)流程，減少旅客進(jìn)出站的核驗(yàn)時(shí)間，降低鐵路站房旅客密集度過大而帶來的安全隱患。

3.3安防設(shè)備機(jī)動(dòng)性強(qiáng)、組網(wǎng)靈活

5G技術(shù)可以擺脫有限連接的束縛，達(dá)到靈活快速部署?；?G安防設(shè)備的無線化，可以在特定時(shí)間對樞紐站及大客流量的站點(diǎn)實(shí)現(xiàn)可移動(dòng)設(shè)備的投放，包括無線化連接的實(shí)名制驗(yàn)證設(shè)備、進(jìn)站檢票閘機(jī)、半自助檢票終端等，擴(kuò)容旅客接待能力，緩解旅客高密度聚集的情況。單兵移動(dòng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)利用終端的靈活便捷性，對突發(fā)事件的反應(yīng)速度和處理效率，突破傳統(tǒng)指揮系統(tǒng)無法做到實(shí)時(shí)可視化指揮的功能。

3.4安防設(shè)備多樣化

5G網(wǎng)絡(luò)帶來的革新不僅對既有安防設(shè)備有質(zhì)變的提升，也衍生出更多的新技術(shù)、新產(chǎn)品。如“5G+旅客求助系統(tǒng)”，在售票區(qū)、候車區(qū)等處設(shè)置5G無線求助按鈕及真空視頻監(jiān)控終端，通過5G無線網(wǎng)絡(luò)和后臺(tái)監(jiān)控中心管理人員進(jìn)行通話，并可通過內(nèi)置攝像機(jī)查看確認(rèn)呼叫信息；“5G+AR眼鏡安防應(yīng)用”，AR眼鏡端安裝部署人臉檢測APP，安檢人員利用眼鏡通過后臺(tái)進(jìn)行人臉特征提取，人員身份識(shí)別，將識(shí)別結(jié)果推送到眼鏡端。

4結(jié)語

第五代移動(dòng)通信技術(shù)（5G）系統(tǒng)具有高速率、低時(shí)延、高穩(wěn)定性等特點(diǎn)，可應(yīng)用于鐵路站房的安防系統(tǒng)之中，實(shí)現(xiàn)安防設(shè)備數(shù)據(jù)傳輸高速化、數(shù)據(jù)連接無線化，設(shè)備部署組網(wǎng)智能化等功能。隨著5G技術(shù)的進(jìn)一步研發(fā)和推進(jìn)，融合物聯(lián)網(wǎng)及大數(shù)據(jù)后的鐵路站房安防系統(tǒng)，將為旅客出行提供更為可靠有效的保障。

參考文獻(xiàn)

[1]李朋.淺析5G技術(shù)在鐵路機(jī)務(wù)系統(tǒng)的應(yīng)用[J].科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊，2019，27（31）：16.

[2]張純燕.淺談5G環(huán)境下的高速鐵路通信系統(tǒng)應(yīng)用探索[J].通信管理與技術(shù)，2019（2）：28-30.

[3]李琨浩.基于“5G”網(wǎng)絡(luò)的鐵路車站智慧服務(wù)體系研究[J].城市，2019（9）：65-68.

[4]艾渤，馬國玉，鐘章隊(duì).智能高鐵中的5G技術(shù)及應(yīng)用[J].中興通訊技術(shù)，2019，25（6）：42-47，54.

作者：王莉 張宇 單位：中鐵四院集團(tuán)廣州設(shè)計(jì)院有限公司