2023铁路5G-R可视技术应用白皮书

铁路5G-R可视技术应用 白皮书 宽带移动信惠通信铁路行业重点实验室 2023年8月 前言 当前，我国已进入全面建设社会主义现代化国家，向第二个百年奋斗月标进军的新发展除设：铁降作为国家现代化的先行领域相实范重大战略约基留支撑，在建设“交恶国“1、“科获强国”“数了中国”国中启负着重大历史使 命。“十四五”时期是全面准动联路商质量发展、高快建设交通强国、的建国家 综合立体交通网的关建时期，国家缺路局在（"十四五”铁路科技划新理划》（ 中明响提出将5G等新一代势息技术与铁路技求装各、工程注造、运检服务等领域深度融合，充分发挥科技创新的引领整动作用，加快推法智能铁路升量发 展，联集团印发了（中国国家联路集用有限公司"十四五”发展提划》司， 要求加大5G、大数据、特联网等新技术与铁路领域深度整合发展，并在竞的“二十大”后全面费御党中央战略部署，提出要构建“六个现代化体票”，劳当服务 和交撑中国式晟代化建设的“火车实”，率先实理路联代化图 以测一代信息我术专联路落度融合为特往的智能缺路是洗露高质量发展的重要有向，送路通是铁路值息化、数字化、代化、智就化的重要基旺设购 和关链载体，对支准智能联路发展具有重要作用。铁络专用移别项信是量能联 技本体量的重要E成高分，日的正处于从GSM-R到SG-R的代系领进阶段 国际铁路联盟（UIC）在全以范图内排动面向来来疾路移动遇信系统（FRMCS）升级(),2020年由欧量资前的5G-RAI，项月正式鲁动，预计2026年部署应用 围，中国铁路整持科技真本平白立白置，努力抢占供界获路线术的持高点，乳图和提升在世界铁路的领施优势，2020年确定采用5G技本为铁路新一代专用 移动通信系统制式，先后印发（国铁集团关于加快准进5G技本铁路应月发展 的实滤事见》、（联路5G获本及用科技改关三年行动计划》两个组领性文件。全面部器快路5G-R技术群究，产品渠发和标准制讨等工作，标志带中国铁路 专用移动通信变5G时代 推进5G-R系统注设和应用。铁路通信低面临新的发展机对，同时包商临 诺多重大据责。作为铁路通信行业重要的科技创新平台、依托北高交通大学设立的宽普移动信息通信铁路行业重点实股家国统投国铁路酒信“网络智能冠行、资源智能管理、系线暂能练护、业务智能应用”的智能发展方向和铁路通信网 “可视、可管、可整、可到、可靠、可售”发展目标-8，突出铁路5G-R技术“全业务、全链技、全场景、强安全”（即“三全一强"）的应用特点开展 了相关技本和应用的研究，计划推由系列白皮书，系线解建相关理名、分析关提获术，提出疾注策略和技术路线，期望以批激发广大科技工作者和工程技术人员的其响和思考，累其识，不影完善，共同指动铁路50-R技术创新和行 业E用. 和应用为暂手，对5G-R的可限技术和应用进行了群充，主要包括五事分；第一部分介组了研究骨景和规状，第二部分分新了5G-R可提置求，第三部分提 出了5G-R可视应用体系，第西部分基于典重应用场最指给了5G-R可视应用售 果，第五部分提击了SG-R可视发属的第略和路径。 本白皮节在国家铁路易科技专法明可、国铁集团工电部指导下，宽著移动 信息通信铁露行业东点实验索会同佳讯飞湾（北京）智能科技研究监有限公司、 中医第西勘事设计院集团有限公司、中共通讯股份有限公司、北京六捷科技有限公司，中国镇路广州局集团有限公司等重点实费室共建单位的专家联合编写。 策划：钟章队，丁建文、降媒、液力、工玮、奔文怡，原建泽 主要编得者：龙智勇、官科、产云龙、式、李津汉、严海液、杨期、李 瑞、冯源、于俊意、何丹草、单馨清：素三、刘立净、各春明、焦航、米新灵、期云华、柴文字、李莉， 主要事直者：涂悬策、美永富、尹提康、赵武元、冯敢然、马丽兰、黄伟、 目录 25G-R可视需求- 2.1网路建设可程医求， 2.2网络运维可视需求 23业务应用可视表装 2.4网路安全可提覆求。.5 35G-R可应用体系： 3.1可现对象 3.2可要技术.8 3.3可要能力 3.4可漫虚用 .9 .13 网络建设 4.1 5G-R可视具型用场量14 微设计 4.1.1.14 4.1.2施工培训..15 4.1.3没各开通..16 4.2系股准 4.2.1设备设饰一体化管理 ..17 4.2.2集中数控与运维协目.19 4.2.3无线网路优化 .25 4.2.4全国运行安全管控.27 43业务减用.. .28 4.3.1业务自联办理.28 4.3.2业务运行状态报告.28 4.3.3终端安全管控。.29 4.4网路安全..30 一体化安全态势惠如 4.4.1.30 4.4.2网络安全环境模拟和复现.31 5建议与展望。.33 6路路语.. 7参考文航35 概述 铁路移动通信是受高铁路运等效中，保障行车安全的神经中枢，在业务需求推动和我本发展率引下，我国铁降移动通信经历了第一代无线列调，第一代 GSM-R，日前正处于向第三代5G-R满进的关留时期， GSM-R时代，受服于闻期可视化技术的应用求平，在系线规划建设和法维期间，对可视缺乏升对性的等患，可提的内客有股，形式较为单一，如GSM-R系统设计效果不变持三维展示；设备网管系境的日志。诊所等功能界面多以 行形式量现，主要的向设各真疫术人员使用，对股路维护人员不够发好，网络拓扑、软件协议、网络流量、应用业务流程等“软能力”不可见：解乏面向全全网统一运雅的可提等 在当确的数字时代，可视化技术得别了空首的发展和应用，如BIM，OIS，ARIVRMR、数字率生，无宇雷等新兴可视化技术属出不劳，第了传茂体验：可我化产品和设计理名在智城市、商业B、数字媒体、互联用营的等额或得 到了广泛应用，同时，铁落行业也针对可视化技术应用开展了研究和实置，比较典型的用包指基于BIM和GIS的三维可摄化设计和建造，在信息化领域 的基于数据可视化的数据写驶验，基于视娠的智能退检等，各种先进的可视化投术表可税化产品设计理念的应用经验，为5G-良打造高标准的可视应用创造了条件。 相比GSM-R，5G-R的应用特更广泛，业务特更复象、场最特更多样、安 全将更其排战，铁路用户和通信维护人员靠期望对网络、业务有更全面的了解， 得见”，还要“看得懂”，还要“更好看，交互重友好” 铁路5G-R可视量指利用BIM、GIS、数据可视化、全高清现通、VR/AR/MR、 数字学生等可视化技术，将SG-R系统及配整设备设施、业务：送练组织税式。外部环境等“人机物法环”全要衰复息以更加宜惠，生动，器的形式达行多 维度品现，满定网路规划、建设、运用和维护全生命周期及网路安全的应用置求, 1 铁路5-灵可视的目标是证网络建没更加精准、网络运行更加适明、网路 维护更如智能、问络安全更有保障，提升5G-R网络使用体验和管理求平。 2 25G-R可视需求 联路移动通售即特进入5G-R时代，网络用户和通信专业的管理练护人员部期对网落，业务有重全前的了累，让信息更加适明，安会更有保障，国此对网建设、网路送涨、业务应用、同路安全的信息可视化提出了更高的要求， 2.1网络建设可视需求 勘察设计可视图求，传致的GSM-R系续前案设计流程量：先需据铁露平这斯面违行无线提划设计，基于提格电子增医无线规划款件货真确定初要无线规划结果，品后在站菌线下工程基本成形的情下，并限成场动账确定最站 社BIM和GIS找术为代表的三维呈现技术在铁降工程设计中的应用遥渐成露， 为实限5G-R可视化的动服设计要定了基密，在BIM+GIS三维铁路场最，可对 联路通信5G-R进行选址，对选址方案进行无线重盖仿真，并对结果进行三军 量示，为铁路通信专业设计人受要供重便捷的方案选择、成本评结、风险评估、可行性研究、成果展示等助设计能力，车一定程发上可以替代现场跑励，提 高铁路酒信前察和设计数事。 落工可视需求，未求5G-R建设需要结合BBM4-GIS技术格设计，监工各环 节排通，充分利用三准设计成要，并恶过施工过程中BIM模型的完鲁、施工信总的补无，提供数字化变付文性，以更期全面直及的方式展不建质后的效果和 质量：面对SG-R筛工短点环节，加5G-R天线急度调节天线读线在接等高电度施工，基站设各数量大、开站配置参数复杂等，通过累用可规化技术平度 可以让施工人员在高伤真环境下提前消施，特白动化流程适明星现，或通过表 集运程查看督导，以百降低施工准度、保证路工质量， 交付可规需求，工程资工后提实一事三维可规化的数字化工程线工文件， 不仅能够全方位绝看到特理实体、无规置差效果，设备参数，施工售息，验收清试数据等，还可以与冠维系线有效备接，实现数据打通、建维一体，为极大提高运维期的工作效率创造条件。 2.2网络运维可视需求 网络管理可视需求，5G-R系线采用服务化象构（SBA）和网路动能点投化 （NFV）获术，5GC通销网元采用或报化部署用，特理设备和网元的关系与GSM-R对代不间，不再能够直累一一对应，需要改变率有的臀理方式，在这神 情况下，网普系续需要类供物理设各、虚拟设备的图形化展示和提作难护界面，对网络特理和遇辑资源进行监控、配置。单护等操作，让网络管理更直现、更 便摄、更贴近管理维扩人其使用习罚， 网路真量可视需求，5G-R时代面向全业务、全场景，全链我，网络的流量 等巨幅增长，针对网络激盘的监测、分析和效据控据的需求格会不断地增期。通试可提化于段呈现复柔的网落需量数据肾后的提择，不仅可以提升网络使用 的遗明度，有盼于高效分新定位隐患和政障，有因于进行网优化，还可税发 现新的业务应用税式，推动5G-R的应用创新。 业务汽程可视需求，5GR全P网络引入动态路由，将看不到业务路由，路由不可视将导效业务政陷分新团靠，可能出现终端用户中报了故陷，而当运推人员进行放障定位时，故障又消失了，放障无法重现，又没有历史信息可以 查离，无法我到故障原因，无法费底解决用产的同离，造成排除故障隐患困度。 降由不可规还可能导致运降人员无法预防路由报高引起的全同故单。因此，需要可找化的于段形象基示致通业务值程的路控，降低业务故障分析难度， 移持终端和应用暂控的可视需求，由于5G-R要为快路提供全业务、全链 接、全场系的服务，5G-R移动终端和实用数量大幅增加；铁降移动终端和应用的安管控将面临极大挑战，因此需要可现亿技术降低移动终漏及应用安全 管控的难度，家来大量移动终端分布在不同的位置、由不同的专业人员使用， 管理事度投大，基于GS地图的终编管理目以直接看到择端的位置分布，提供快速查看，位置定位能力，方便终漏资源高效管理：智能移动终漏由于具有需 大的信息存错和处理能力以及丰富的外设报口，给终绩安全荫护节来费大携战。终编失控也非带来更大的损失，因此需要对终筛恶行状态进行选担监测、对安全策略配置和外设房停等注行运程管控等，终端状态变化及操作记录要实时可见运行于移动损上的肤路应用数分的管控也需要可见，需要通过专用的移 动应用商店提供应用软件的然一管理，可以真现查看荐动应用软件发有和使用 4 情况，并通过可提化募面钱供便捷的区用上费、审核、发看、查看、下双，更新等管理功能，美高移动应用的管理水平和效率。 面向全程全网统一造维的可视需求，现有的露专用通信系统的延单主要采用区域、易昂、专业自治括建定别、重直型通信运准支撑系维的建设管理模 式，造成运续支掉系统相互独立、应用功能分做，形成“信息基每”和“数据 期图，50-R否要一体化、专业化，集中化的范维，对全程全网能够值列再视化，文撑全局性的生产试度指挥和成参效置，主要担括对问思的额署告要结息分盈分类的可规化量现，对问恶相关性的呈现，如故障期，回激重购间悬，深度分析风遇提因：根据益测业务质量进再划分间通或，在网路拓扑中量现问题 范图、位置，提高年护人员故障处理效事：加强对全网设备资源的线等，如备 品备件的存故位置和数量，提升设各维护和应急处置的效率， 2.3业务应用可视需求 5G-R业务办理的可规需求，SG-R服务于车、机、工、电、辆等铁路各专 业，为了提高业务开通效率，保证业务开通全流程可管可轻，提升5G-R网络的服务管理水平，需要