5G技术下的铁路站房安防系统

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摘要：铁路出行逐渐成为大众出行的首要选择，而铁路站房作为承载旅客出行的主要平台，随着客流量的日益增长，安防难度上升、安检速度滞后等问题都对公共出行产生一定的影响。5g技术拥有大带宽、高速率、低延时等特点，实现了万物互联的可能性。通过5G技术的加持，势必可以提升整套安防体系的便捷性以及可靠性，进一步提升旅客的出行体验以及铁路客站的综合管理水平。

关键词：5G；铁路站房；安防系统

铁路是国家的重要基础设施，是大众化交通工具[1]。在综合交通体系中处于重要地位，在经济社会发展中具有特殊重要的地位和作用。铁路成为出行的首选，带来的客流量增长给既有的站房安防系统带来空前的压力，除了扩容站房的物理面积以缓解客流量，5G技术的发展也为安防问题的解决提供了新的解决思路。

15G技术概述

作为新一代的移动通信技术，5G即第五代移动通信技术正潜移默化地延伸进入日常生活，5G系统普及化的重要推动力是快速发展的移动互联网，物联网、云计算依托5G系统的不断壮大，也逐渐被广泛应用，逐步影响着科技社会前进的方向[2]。

1.1高速率

与4G网络相比，5G网络具备更高的速度，峰值速率不低于20Gb/s，可满足高清视频、虚拟现实等大数据量的传输需求。

1.2低时延

ITU、IMT-2020推进组等国内外5G研究组织机构均对5G提出了毫秒级的端到端时延要求，理想情况下端到端时延为1ms，典型端到端时延为5~10ms。

1.3连续广域覆盖

高密度基站部署是实现连续广域覆盖的必要条件，保证了位于基站边缘和在快速移动中的用户在通信时可以稳定于高速率，用户体验速率能够达到不低于100Mbps。

1.4热点高容量

在高密度区域的用户分布区域，即热点区域（繁华商业地区、住宅楼、商务写字楼等），5G系统能够为区域内的使用者提供极高的数据传输速率，实现高速下载及传输超高清视频等内容。

1.5低功耗大连接

5G技术凭借其具备小数据包、低功耗、海量连接等特点，主要应用于为智慧城市（远程抄表、井盖监测）、森林防灾（火灾报警）、环境监测（湿度、PM2.5监测）等对数据的采集及传输有较为严格的使用场景要求。移动、联通、电信三家运营商从5G试点开始，到逐步推行5G网络建设，全国多个主要城市已经实现了5G网络的覆盖。在铁路上，随着广深港高铁全线实现5G信号覆盖，铁路也加入了高速互联的新时代。岳阳东站作为武广高铁的一个重要节点站，在由中铁四院广州设计院设计完成的扩建新增站房改造中实现了5G基础网络建设，通过对区域通信基础网络进行改造，将5G网络与岳阳东站实际应用相结合，为打造5G应用场景奠定坚实基础。

2铁路站房安防系统存在的问题

随着铁路信息化的推行及技术的推陈出新，铁路出行已经成为出行的主要方式。高铁车站大厅一般占地上万平方米，容纳上万人同时候车[3]，其中安防系统作为保障旅客的生命财产安全的重要手段，承载着重要的功能作用。面对日益增长的客流量，铁路安防系统会出现很多隐患，作为保障铁路系统正常运行的重要组成部分之一，安防系统面临着严峻的挑战。（1）由于安装条件受限，部分区域不具备布放视频监控设备的走线，故产生了监控盲区。前期客流量较少时对整体监控布局来说并不存在太多问题，但是随着客流量的增长，旅客所处的区域空间受到压缩，分布范围扩大，这些角落成为监控隐患，如果发生事故，无法精确定位现场情况。（2）作为安防系统的出入口防范措施，实名制验证及安全检查这两道铁闸为铁路列车安全出行提供了重要的保障，在客流量较少时，整体进出站流畅，旅客排队等待的时间较短，但是随着客流量的增长，有限的实名制验证及安检通过能力大大延长了旅客的排队等待时间，导致旅客的乘车满意度下降，同时也需要投入更多的人力来缓解这种情况。（3）扩建站房容纳面积成为主要的扩容措施，但是，更应该把侧重点放在如何提升旅客的出行效率及尽量减少旅客在站房停留等待的时间上。这样既能尽快疏散高密度聚集的旅客，防范安全事故，同时提升旅客的乘车体验感。

3基于5G技术的铁路站房安防系统

5G技术具备高速率、低时延、连续广域覆盖、热点高容量、低功耗大连接等特点[4]，结合铁路站房在客流高峰时存在的安防问题，提出了基于5G技术的铁路站房安防系统，实现安防设备灵活分布、高效组网，并且解决了在无法无限扩容物理空间的前提下，有效地保证了旅客进出站的速度，以防止出现高密度客流量带来的安全隐患。

3.1视频监控高速化、无线化

视频监控终端通过5G网络的承载，解决了高清视频要求的大带宽能力，实时操控要求的低时延能力，同时海量连接为安防提供多维感知能力。5G将进一步提升视频监控系统的应用范畴。

3.2核验设备智能化

国铁集团大力推行电子客票，包括实名制验证及检票闸机在内的核验设备都已具备刷证加人脸比对的功能，很大程度上节约了旅客出行的时间。为了更进一步加快核验设备智能化的步伐，借助5G技术的高速率、低时延特性，实现与后台数据库的智能人脸高效比对，进而减少旅客进站刷证的手续流程，减少旅客进出站的核验时间，降低铁路站房旅客密集度过大而带来的安全隐患。

3.3安防设备机动性强、组网灵活

5G技术可以摆脱有限连接的束缚，达到灵活快速部署。基于5G安防设备的无线化，可以在特定时间对枢纽站及大客流量的站点实现可移动设备的投放，包括无线化连接的实名制验证设备、进站检票闸机、半自助检票终端等，扩容旅客接待能力，缓解旅客高密度聚集的情况。单兵移动视频监控系统利用终端的灵活便捷性，对突发事件的反应速度和处理效率，突破传统指挥系统无法做到实时可视化指挥的功能。

3.4安防设备多样化

5G网络带来的革新不仅对既有安防设备有质变的提升，也衍生出更多的新技术、新产品。如“5G+旅客求助系统”，在售票区、候车区等处设置5G无线求助按钮及真空视频监控终端，通过5G无线网络和后台监控中心管理人员进行通话，并可通过内置摄像机查看确认呼叫信息；“5G+AR眼镜安防应用”，AR眼镜端安装部署人脸检测APP，安检人员利用眼镜通过后台进行人脸特征提取，人员身份识别，将识别结果推送到眼镜端。

4结语

第五代移动通信技术（5G）系统具有高速率、低时延、高稳定性等特点，可应用于铁路站房的安防系统之中，实现安防设备数据传输高速化、数据连接无线化，设备部署组网智能化等功能。随着5G技术的进一步研发和推进，融合物联网及大数据后的铁路站房安防系统，将为旅客出行提供更为可靠有效的保障。

参考文献

[1]李朋.浅析5G技术在铁路机务系统的应用[J].科技经济导刊，2019，27（31）：16.

[2]张纯燕.浅谈5G环境下的高速铁路通信系统应用探索[J].通信管理与技术，2019（2）：28-30.

[3]李琨浩.基于“5G”网络的铁路车站智慧服务体系研究[J].城市，2019（9）：65-68.

[4]艾渤，马国玉，钟章队.智能高铁中的5G技术及应用[J].中兴通讯技术，2019，25（6）：42-47，54.

作者：王莉 张宇 单位：中铁四院集团广州设计院有限公司