针对高铁运行车速快、无线网络环境复杂、制约5G高铁专网应用的因素较多等问题，探究如何充分利用5G网络优势支撑信息化、智能化高铁发展成为迫切需要。通过分析归纳近年来国内外5G高铁专网技术发展与应用的研究现状，指出该领域的主要研究方向；然后，通过经验总结与理论推导对5G高铁专网SA与NSA（独立组网与非独立组网）部署架构、站址规划选择方法和设备选型策略进行分析并给出指导性建议；接着，对影响5G高铁专网质量的3个主要基础优化方向和原则进行理论分析并特别针对切换问题提出“日”字形切换方案；最后，结合5G高铁专网大带宽、低时延、大连接的特性对3个主要应用领域进行了基本方案设计与概述并说明了其面临的问题和挑战。研究结果解决了我国5G高铁专网部署与应用过程中面临的部分规划、建设、优化及应用方案设计问题，具有一定的借鉴与指导意义。