从默默无闻到全国冠军，5G助力轨道交通数字化

2023年10月17日，由工业和信息化部举办的第六届“绽放杯”5G应用征集大赛全国总决赛在上海圆满落幕。大赛以“5G扬帆风正劲，数实融合新引擎”为主题，旨在进一步推动5G广泛赋能经济社会各行业数字化转型，促进数字经济与实体经济深度融合。

武汉地铁5G智慧城轨项目在全国45728个参赛项目中脱颖而出，获得全国冠军。这一桂冠的摘取，标志着5G公网专用在轨道交通的应用已经得到国家相关机构、行业和运营商的广泛认可，商务模式可行，技术方案能有效落地。展望未来，轨道交通5G公网专用项目将迎来爆发期。

武汉地铁5G智慧城轨项目的落地经历了许多困难和挑战，但同行者始终坚持到底，最终守得云开见月明。在这个项目中，作为运营商的中国移动，是如何说服轨道交通行业客户将自身业务承载在5G网络上的呢？对未来运营商拓展5G ToB业务，又有哪些借鉴经验呢？

全国冠军的“求索”之路

运营商若要深入轨道交通行业，初期行业需求主要集中在网络联接本身，但若涉及垂直行业的生产系统和未来的数字化发展，必然需要获得整个产业的认可，不是运营商单独与一家地铁公司合作就能实现。

从中国移动拓展5G ToB行业的经验来看，要说服行业客户使用5G，运营商需要具备战略耐心，遵循“链式发展”逐步打通行业断点，在前期要走得慢而稳，这样才能在后期迎来快速爆发上量。总结起来有三点经验：

经验之一，方向总体正确，坚持不懈努力 。中国移动选择轨道交通行业是看中其潜在的商业逻辑（如图1）。每个运营商都会在地铁建设5G网络，然而根据客流的潮汐效应，网络的资源使用率并不充分。通过话统分析，大部分线路的运营商5G网络PRB资源使用率仅为20%左右。同时，地铁行业有自建专网的需求，每公里造价高达百万。然而，实际情况是地铁的无线带宽有限，无法承载更多数据业务，网络只能尽力而为，传不下来的数据业务需要靠人工拷贝，运营成本因此增加。如果能够利用运营商网络的空闲资源来解决地铁最头疼的专网带宽问题，就可以实现一网多用，多方共赢。

商业模式的顺畅无阻意味着方向的正确性。过程中遇到的任何困难挑战，可以通过针对性解决方案，来达到行业和运营商共同认可的目标。

经验之二，建立行业拓展生态，团结行业资源。为了将5G应用推广到轨道交通行业中，运营商需要面对行业中各种错综复杂的利益关系。因此，团结行业生态资源，寻找合作共赢的切入点，形成合力才能推动历史发展。

在任何时候，让行业接受一种新技术，技术与商业的双轮驱动必不可少。在技术上，运营商需要确保行业客户对使用5G感到放心。运营商在南京地铁首个试点5G的切片技术，通过独享的资源承载轨道交通业务，为行业打造了标杆，增强了信心。在网络安全方面，5G在其他行业的网络安全经验可以移植到轨道交通领域，为业务承载提供可靠保障。在商业模式上，运营商经过长时间的探索，总结出以租代建ABC商业模式，使行业客户能以相同的建网费用按年付费给运营商来使用5G新技术。

通过三年来的不断摸索和拓展，运营商解决了行业中的十四个关键问题。可以说，每个项目的实践都为最终胜利打下坚实的基础。最终，武汉地铁一飞冲天，荣获冠军，成就了今日的辉煌。

经验之三，打造场景化方案，一致解决行业关键问题。5G网络的本质是扩大终端的联接能力。但仅仅联接上数据并不能产生真正的价值。为实现地铁运营业务的本质需求，需要结合人工智能、大数据和融合通讯等技术，实现数据使能，让采集到的数据转化为生产要素。对于最终使用的行业客户来说，他们最关注的是应用价值的呈现。因此在地铁中拓展5G公网专用，必然会经历重塑联接、重构平台和构建智慧的三个阶段（如图2）。

第六届“绽放杯”大赛的成功举办对推动5G应用不断走深向实，持续挖掘新业态、新模式发挥了积极作用。轨道交通5G公网专用已经成为产业界共同认可的方案。

好风凭借力，规划正当时

2023年初，武汉地铁19号线完成首个5G替代800M集群通讯招标工作，随后全国多个地铁业主纷纷提出类似需求。例如，上海地铁计划在2024年全面使用5G公网专用覆盖其23条线路。广州地铁也不甘示弱，从单线扩展到全城全网。其他城市如南宁、无锡、天津和苏州等地也都制定了各自的蓝图。在行业形势大好的前提下，运营商如何快速落地5G公网专用项目，让行业客户更愿意采用呢？

根据已有经验，运营商可以从商业模式、网络方案、增值创新三个方面来规划。

第一，商业模式。商业模式设计需要考虑地铁场景特点，以确保5G网络能以合理的价格为行业所使用。通常，一个完整的5G公网专用项目包含地铁的正线和车辆段。对于运营商来说，提供专网业务的成本主要包括以下几点：

1. 为确保全线覆盖新增加车辆段，折返段等无人区域的覆盖成本：C（Construction cost）
2. 已经投入建设的5G公网部署成本：B (Basic sharing cost)
3. 分析5G公网上行RB资源占用率是否在安全基线内。如果要提供RB资源给地铁使用，RB占用率不超过此基线。
4. 在安全基线下，地铁使用的上行RB资源占用率百分比：X
5. 10到15年切片服务、网络优化、网络维护等保障服务：A (Annual Fee)
6. 错峰使用时长：T

因此，5G公网专用按带宽使用的成本公式为：C+B× X+A，按时间使用的成本公式为：C+B×T÷24+A。

如果地铁按需使用5G无线网络资源和地铁自建无线专网成本相当，那么一条线路已经完成5G覆盖，夜间资源不用也是浪费。地铁可以将无人巡检机器人应用在隧道巡检中。机器人通过5G网络回传数据，从而实现作业的无人化和远程化。

对于地铁的车地业务，一般来说，通过5G网络可以提供专网能力的置换（如表1）。

第二，网络方案。为满足轨道交通车地回传业务的需求，5G网络承载必须符合SLA的要求。对于公众用户而言，断线和掉话可能不会带来太多损失。但地铁业务在运营商5G网络上承载时，业务必须保持随时在线。只有提供高质量的网络能力，才能让地铁客户满意，并持续使用5G网络且基于网络开发更多的应用。在已经招标的武汉地铁项目中，业主选择中国移动的关键因素并非价格，而是网络的可靠性、可用性、系统的安全性以及数据的冗余设计。

基于地铁业务潮汐效应的特点，中国移动针对5G网络定制化出五域切片方案。该方案主要包含业务分析、存量评估优化、切片定制开通三个步骤。

业务分析是指根据地铁回传业务的实际情况进行规划。按照业务使用属性的不同，可以将业务分为实时、准实时、非实时三种类型（如图3）。将实时业务整理出来，作为基础带宽保障。

存量评估是对已在地铁部署的5G网络进行分析。随着客流潮汐效应，网络也会呈现资源使用的波峰和波谷。通过获取运营商网络在时域、空域的流量特点，可以利用波谷时段实现地铁准实时业务的错峰使用。在夜间，当列车停运且隧道网络完全空闲时，一些非实时业务可以利用网络能力进行回传。通过这种模式，能够最大程度利用5G网络资源，同时降低使用成本，并迅速在行业中形成复制。

切片定制开通是通过网络分析来确定5G ToB业务的时间和空间策略 （如图4）。结合当前无线、承载、核心网三域的特点，通过参数设置来实现对行业应用的SLA保障。5G公网专用的切片方案是基于地铁场景的一种定制化方案，目的是实现资源的充分利用。该方案需要对每个小区的资源情况做好阶段监测，并提供业务时域和空域的策略，其次在核心网和无线设置相关的参数自动配置，以实现一站一策的业务设计。

第三，增值创新。本方案是基于5G技术的定位漏缆方案，旨在满足轨道交通领域对定位的需求（如图5）。通过定制化漏缆和无线UTDOA特性，能够实现在轨行区的人员和车辆定位。其中，人员定位主要用于维护人员在轨行区巡检时对故障点的准确、及时定位；而车辆定位是指车载弓网监控和运维系统在运行过程中对故障点的定位。目前，地铁系统在常用的计轴定位模式之外，引入UWB基站定位，但其造价较高，按照30公里的标准线路，每线投资约200万元左右。相比之下，利用已经部署在隧道内5G网络实现定位功能，就可以帮助地铁公司节省自建UWB网络的成本。

通过运营商在轨道交通行业的成功实践，5G网络迸发出磅礴的生命力。目前，运营商在轨道交通行业推行的5G公网专用模式已成为行业标准。未来，这种模式可以应用到民航机场、高铁车站、医疗园区等更多场景。

随着技术的不断发展和应用的推广，5G网络将在更多领域发挥作用，推动各行各业的数字化转型和发展。