5G技術(shù)與智慧交通應(yīng)用

張春

（甘肅紫光智能交通與控制技術(shù)有限公司 甘肅省蘭州市 730010）

智慧交通作為智慧城市交通整體系統(tǒng)發(fā)展的重點(diǎn)方向，主要是把5G 技術(shù)、數(shù)據(jù)傳輸與通信技術(shù)、控制技術(shù)、電子傳感技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)等各類(lèi)技術(shù)有機(jī)集成在一起，對(duì)交通進(jìn)行系統(tǒng)化管理，確保交通運(yùn)輸管理系統(tǒng)更具精準(zhǔn)性、實(shí)時(shí)性與高效性。智慧交通系統(tǒng)能夠顯著降低交通負(fù)荷以及環(huán)境污染問(wèn)題的出現(xiàn)，確保交通安全，可以顯著提升運(yùn)輸?shù)馁|(zhì)量與效率，受到較為廣泛的關(guān)注。本文將主要分析5G 技術(shù)與智慧交通應(yīng)用，希望對(duì)智慧交通建設(shè)有所幫助。

1 5G技術(shù)

傳統(tǒng)的無(wú)線互聯(lián)網(wǎng)主要運(yùn)用固定端口對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行精準(zhǔn)傳輸，作為獨(dú)立性網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)。加之，5G 技術(shù)的不斷革新，給網(wǎng)絡(luò)模式帶來(lái)了較大的變革，不但能夠滿(mǎn)足基層功能需求，還可以對(duì)通信系統(tǒng)中增設(shè)其他類(lèi)別功能進(jìn)行提升，增加互聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行容量與速度，能夠?qū)⒕W(wǎng)絡(luò)內(nèi)容更為緊密的交叉與融合在一起，給國(guó)民提供更為高質(zhì)量、高效率的數(shù)據(jù)連接服務(wù)。5G 技術(shù)就理論角度上講，能夠?qū)?shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣蕊@著提升，提升速率大約為10G/S，而無(wú)線網(wǎng)絡(luò)體系會(huì)變得更加的優(yōu)化，能夠結(jié)合通信電視以及廣播等多類(lèi)模式，促使5G 網(wǎng)絡(luò)能夠發(fā)揮出其最大的功效。5G 技術(shù)實(shí)際運(yùn)用可以保證大范圍組合天線數(shù)據(jù)信息傳輸速度提升，而基站的數(shù)量將會(huì)逐步增多，通信機(jī)房?jī)?nèi)數(shù)據(jù)信息將不會(huì)降低，不會(huì)有較多能量損耗。近些年來(lái)，我們對(duì)于5G 技術(shù)這個(gè)詞語(yǔ)聽(tīng)到的越來(lái)越頻繁，這也是由于當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的大環(huán)境導(dǎo)致的，拿華為來(lái)說(shuō)，近兩年來(lái)一直在致力于5G 技術(shù)的探索與研究。5G 技術(shù)運(yùn)用的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在：第一，5G 技術(shù)的創(chuàng)新，不僅僅是一個(gè)技術(shù)層面的創(chuàng)新，更是象征著一個(gè)時(shí)代的進(jìn)步，是一次跨越性轉(zhuǎn)變，用最簡(jiǎn)單的話來(lái)說(shuō)，相較于4G而言，5G 技術(shù)無(wú)論是在能耗上，還是在傳輸速率上都要遙遙領(lǐng)先，這也就是前面所說(shuō)的跨越性轉(zhuǎn)變，是一個(gè)質(zhì)的飛躍，從而也會(huì)給我們帶來(lái)新型的電子產(chǎn)品。例如在我們?nèi)粘Ｏ螺d軟件的時(shí)候，在以往的4G 網(wǎng)絡(luò)下可能需要十分鐘，但是5G 技術(shù)應(yīng)用以后，甚至可以在10 秒左右下載完成，這種下載速度的提升，能夠優(yōu)化我們的生活體驗(yàn)，提高我們的工作效率[1]。

2 5G技術(shù)與智慧交通應(yīng)用

2.1 公路治堵應(yīng)用

公路出現(xiàn)擁堵（圖1 為公路治堵流程圖）作為公路所面臨的關(guān)鍵性與嚴(yán)峻性挑戰(zhàn)。公路的擁堵一般包含：常態(tài)化的擁堵以及突發(fā)性擁堵。引入5G 技術(shù)在智慧交通中，實(shí)施聯(lián)合治理，可以實(shí)施監(jiān)測(cè)、研判以及消除等各個(gè)階段。擁堵監(jiān)測(cè)關(guān)鍵是運(yùn)用“雷達(dá)+視頻”類(lèi)融合模式，運(yùn)用MEC 設(shè)備于前端進(jìn)行判斷與處理。擁堵監(jiān)測(cè)主要包含:車(chē)輛、道路狀況、異常事件以及天氣狀況等監(jiān)測(cè)。而車(chē)輛監(jiān)測(cè)會(huì)包含：車(chē)速監(jiān)測(cè)、車(chē)輛監(jiān)測(cè)、車(chē)道密度監(jiān)測(cè)、車(chē)流量監(jiān)測(cè)、排隊(duì)長(zhǎng)度監(jiān)測(cè)等。其中的異常事件包括監(jiān)測(cè)交通事故、監(jiān)測(cè)施工占道、監(jiān)測(cè)非法停車(chē)等。加之，道路狀況包括：路面異物監(jiān)測(cè)、路面積水監(jiān)測(cè)、路面破損監(jiān)測(cè)等。其中，天氣狀況包括監(jiān)測(cè)雪天、監(jiān)測(cè)雨天霧天。擁堵研判關(guān)鍵是在交通態(tài)勢(shì)之下開(kāi)展研判，主要包含：分析車(chē)流、對(duì)比路徑、預(yù)警預(yù)測(cè)以及分析統(tǒng)計(jì)等。消除擁堵模式包含：車(chē)和路(I2V )協(xié)同模式、車(chē)和車(chē)(V2V )協(xié)同模式、動(dòng)態(tài)誘導(dǎo)和提醒模式、擁堵處置模式等。

圖1：公路治堵流程圖

2.2 智能精準(zhǔn)管理與養(yǎng)護(hù)應(yīng)用

5G 技術(shù)具有大容量特征，能夠把道路內(nèi)運(yùn)用設(shè)備開(kāi)展智慧性連接，例如，信號(hào)、路燈、護(hù)欄、道路綠化帶以及井蓋等相關(guān)基礎(chǔ)性設(shè)施，能夠在適宜的狀況下開(kāi)展行之有效的管理。需要運(yùn)用超高清的視頻數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析，對(duì)道路變化狀況進(jìn)行判斷。例如，若是道路出現(xiàn)車(chē)禍的時(shí)候，需要重點(diǎn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行管理與控制，保障道路維護(hù)與綠化需要保障人員安全，可以在較大程度上降低出現(xiàn)交通事故的概率[2]。

2.3 慢行過(guò)街環(huán)境中的應(yīng)用

5G 技術(shù)運(yùn)用能夠給行人提供出貼心與安全的慢行過(guò)街環(huán)境，能夠在交通要道斑馬線上安裝出AI 人工智能設(shè)備亦或是紅外線監(jiān)測(cè)設(shè)備，可以對(duì)行人過(guò)馬路狀況實(shí)時(shí)掌握，特別是對(duì)兒童、老人以及殘疾人等人群，需要保障其可以緩慢過(guò)斑馬線。若是監(jiān)測(cè)出行人通過(guò)了斑馬線，就可以運(yùn)用過(guò)街信息控制機(jī)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)蕉ㄎ粚?dǎo)航系統(tǒng)以及智慧交通系統(tǒng)中,對(duì)駕駛?cè)藛T進(jìn)行提醒，促使駕駛?cè)藛T可以意識(shí)到有行人通過(guò)，保障車(chē)輛可以減速慢行，保障行人安全通過(guò)。

2.4 公交運(yùn)營(yíng)服務(wù)的應(yīng)用

2019年5月31日廣州市研制出的首臺(tái)“5G+智慧公交車(chē)”已經(jīng)投入到試運(yùn)行期間段內(nèi)，進(jìn)入到“5G+公交”運(yùn)轉(zhuǎn)的第一步驟，已然成為國(guó)內(nèi)第一個(gè)商業(yè)化的運(yùn)營(yíng)“5G+ 公交”示范性城市。該車(chē)輛內(nèi)，不但具有超高清視頻圖像，對(duì)畫(huà)面實(shí)施監(jiān)測(cè)，還可以在道路交通狀況開(kāi)展實(shí)時(shí)化語(yǔ)音提醒。可以在較大程度上提高公交運(yùn)行服務(wù)的水準(zhǔn)，促使市民可以有較高新鮮感的同時(shí)，還可以感受到公交服務(wù)在出行的時(shí)候能夠提供出優(yōu)質(zhì)的服務(wù)[3]。

在運(yùn)營(yíng)調(diào)度層面中，引入5G 技術(shù)，把公交車(chē)于道路中行駛狀況實(shí)時(shí)傳輸，把站臺(tái)內(nèi)等候車(chē)輛數(shù)以及人數(shù)詳細(xì)廖家。道路交通是不是會(huì)出現(xiàn)擁堵?tīng)顩r，對(duì)有關(guān)數(shù)據(jù)與信息進(jìn)準(zhǔn)記錄，給公交的運(yùn)行能力提高提供出較大的助力。就安全運(yùn)行層面上，駕駛?cè)藛T在上當(dāng)班前，需要運(yùn)用人臉識(shí)別模式對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集，規(guī)避有他人出現(xiàn)違規(guī)冒名頂替狀況。駕駛?cè)藛T在駕駛的時(shí)候，若是其駕駛操作不夠規(guī)范，系統(tǒng)將會(huì)及時(shí)的將語(yǔ)音信息進(jìn)一步提醒，保障駕駛?cè)藛T能夠安全與穩(wěn)定駕駛。線路優(yōu)化與出行層面上，運(yùn)用5G 技術(shù)交通基礎(chǔ)設(shè)備數(shù)據(jù)信息進(jìn)一步匯總，優(yōu)化交通線路設(shè)置狀況，從而滿(mǎn)足居民出行需求[4]。

2.5 軌道交通運(yùn)營(yíng)的應(yīng)用

城市中軌道交通作為城市中運(yùn)動(dòng)客流的大動(dòng)脈，能夠運(yùn)用5G技術(shù)所具備的低時(shí)延以及大容量性能，保障城市中軌道交通都能與5G 技術(shù)連接上，對(duì)客流進(jìn)一步監(jiān)督與控制。例如，處于上下班高峰期間段，地鐵站中等候的人數(shù)相對(duì)較多，經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致密閉空間中匯集較多的人流量，可以將客流高峰段的交通運(yùn)輸顯著緩解。

2.6 交通樞紐中的運(yùn)用

在火車(chē)站與機(jī)場(chǎng)等各個(gè)關(guān)鍵性交通樞紐客流量較多，運(yùn)用5G技術(shù)能把其中客流的實(shí)時(shí)信息數(shù)據(jù)開(kāi)展視頻傳輸，還可以運(yùn)用人臉識(shí)別與定位模式，對(duì)特殊行為群體開(kāi)展定位監(jiān)督與控制，規(guī)避出現(xiàn)重大與緊急性安全事件[5]。

2.7 交通應(yīng)急救援中的運(yùn)用

道路若是出現(xiàn)較大的交通事故，會(huì)導(dǎo)致道路出現(xiàn)交通擁堵問(wèn)題，對(duì)交通應(yīng)急救援人員與車(chē)輛來(lái)講，會(huì)由于交通出現(xiàn)擁堵?tīng)顩r，導(dǎo)致不能夠及時(shí)到現(xiàn)場(chǎng)中進(jìn)行救援。那么，將5G 技術(shù)引入其中，能夠及時(shí)與精準(zhǔn)地把重大性交通事故相關(guān)信息傳動(dòng)到系統(tǒng)的后臺(tái)之中，而后交通指揮中心就可以將信息發(fā)布出，保障途徑該路段車(chē)輛能夠繞道而行，規(guī)避出現(xiàn)交通擁堵問(wèn)題出現(xiàn)。在保障道路順暢性較強(qiáng)的基礎(chǔ)之上，救援人員與車(chē)輛可以迅速實(shí)施救治工作[6]。

2.8 交通運(yùn)輸轉(zhuǎn)型升級(jí)中的應(yīng)用

2.8.1 智能車(chē)輛的編隊(duì)行駛

5G 技術(shù)運(yùn)用，將其低時(shí)延凸顯出，可以實(shí)現(xiàn)車(chē)路、車(chē)車(chē)間可以對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行傳輸，促使車(chē)輛在運(yùn)行的時(shí)候，可以提前預(yù)知到前方道路具體狀況。

2.8.1 邊緣計(jì)算

邊緣計(jì)算會(huì)運(yùn)用到5G 技術(shù)低時(shí)延與大容量特征，主要是依照云服務(wù)與大數(shù)據(jù)信息實(shí)施精準(zhǔn)性計(jì)算。把前面道路狀況、路網(wǎng)交通先關(guān)數(shù)據(jù)信息以及交通信號(hào)中所顯示出的數(shù)據(jù)信息等開(kāi)展實(shí)時(shí)傳輸。以便于通過(guò)車(chē)輛在其即將靠近道路的邊緣時(shí)能及時(shí)收到數(shù)據(jù)信息，便于判斷是否選擇行駛該條道路，環(huán)節(jié)道路壓力[7]。

2.9 車(chē)聯(lián)網(wǎng)V2X 技術(shù)的運(yùn)用

智慧交通融合技術(shù)的發(fā)展是一個(gè)協(xié)同促進(jìn)的過(guò)程，而 5G 無(wú)線網(wǎng)對(duì)推動(dòng)無(wú)線車(chē)聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展具有里程碑的價(jià)值。現(xiàn)階段，車(chē)聯(lián)網(wǎng)促使人和車(chē)之間建立起了密切地聯(lián)系。車(chē)聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵是運(yùn)用汽車(chē)中的RFID 識(shí)別、GPS 定位、傳感器、圖像處理以及攝像頭等各類(lèi)電子組件，在V2V（車(chē)與車(chē)）、V2I（車(chē)與路)、V2P（車(chē)與人)間建立出無(wú)限通信和信息交換類(lèi)系統(tǒng)網(wǎng)。自古代馬車(chē)轉(zhuǎn)變成為目前汽車(chē)，國(guó)民都沒(méi)有改變追求高效出行。但，汽車(chē)將會(huì)給出行人員出行方式進(jìn)行轉(zhuǎn)變，還會(huì)為國(guó)民帶來(lái)較多的困擾。在上班與下班的高峰期間段時(shí)亦或是發(fā)達(dá)城市內(nèi)，道路汽車(chē)出現(xiàn)擁堵?tīng)顩r，會(huì)對(duì)道路運(yùn)輸?shù)陌踩耘c效率造成影響，這個(gè)問(wèn)題也是國(guó)民關(guān)注的重點(diǎn)問(wèn)題[8]。車(chē)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)具有的最大功效為將城市中心化道路存在的不確定性與隨機(jī)性降低，由于道路中具有隨機(jī)性，會(huì)導(dǎo)致道路出現(xiàn)擁堵和交通事故。其中道路交通最關(guān)鍵因素包含：人、路、車(chē)、場(chǎng)以及環(huán)境。2018年華為與大科、千方科技聯(lián)手打造 LTE-V2X 車(chē)路協(xié)同產(chǎn)業(yè)生態(tài)，并在去年的世界物聯(lián)網(wǎng)博覽會(huì)中，六大汽車(chē)廠商采用了華為 LTE-V2X 車(chē)載終端，并成功進(jìn)行了 V2X 智慧交通場(chǎng)景演示，使其成為國(guó)內(nèi)首個(gè)在開(kāi)放道路上成功應(yīng)用的 LTE-V2X 車(chē)載終端，智慧交通的概念是系統(tǒng)能夠收集信息并進(jìn)行信息處理做出決策。未來(lái)汽車(chē)發(fā)展有三個(gè)方面：互聯(lián)化、電氣化以及智能化，汽車(chē)的智能化發(fā)展便是終極無(wú)人駕駛，無(wú)人駕駛技術(shù)并不新鮮，這一項(xiàng)技術(shù)可以追隨到 80年代的學(xué)術(shù)研究。但是，直到2011年谷歌的無(wú)人駕駛汽車(chē)的路面測(cè)試，才點(diǎn)燃了全球投入無(wú)人駕駛技術(shù)的熱情。讓汽車(chē)智能起來(lái)還需要讓道路變得智能起來(lái)，這便是智慧交通的發(fā)展方向。由此主動(dòng)創(chuàng)新，由信息化帶動(dòng)工業(yè)化的發(fā)展，從中國(guó)制造變?yōu)橹袆?chuàng)造，是實(shí)現(xiàn)工業(yè)信息化的必經(jīng)之路，而 V2X 正走在這一道路上，保障智慧交通系統(tǒng)建設(shè)的全面性，提升交通質(zhì)量與效率[9]。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上，5G 技術(shù)運(yùn)用在智慧交通工程中，可以對(duì)城市中交通壓力進(jìn)行環(huán)節(jié)，將交通運(yùn)輸管理中相關(guān)問(wèn)題解決。5G 技術(shù)進(jìn)行全方位運(yùn)用，智慧交通可以給國(guó)民出行提供出貼心服務(wù)，需要在各個(gè)模塊中不斷運(yùn)用，提升智慧交通構(gòu)建全面性與高效性。