5G無線網絡技術在智慧交通構建中的應用研究

張文紫玄

（甘肅路橋第三公路工程有限責任公司，甘肅 蘭州730030）

0 引言

5G無線網絡技術的到來為交通信息體系的多元化互通創造了可能，奠定了智慧城市交通系統高質量發展的有效基礎。智慧交通是未來城市發展的必然趨勢，將5G無線網絡技術與智慧城市體系構建多元化融合可以為未來城市便捷化交通發展提供有效支持，對于推動5G無線網絡技術在智慧城市層面的和諧化運維及多樣化應用有著重要的意義。

1 5 G無線網絡技術及智慧交通體系概述

1.1 5G無線網絡無線技術內涵及特征

5G無線網絡技術是借助密集的組網模式、全頻譜式接入技術等高科技手段構建的第五代移動通信技術。超密集的組網模式不僅能滿足千倍5G網絡的增長需求，還能增強基站的部署密度及系統工作的整體接入能力，進而提升系統頻譜效率；全頻譜式接入技術的應用可以使5G網絡在實際應用中的壓力得到有效緩解，提升5G無線網絡技術的耐力支撐。5G無線網絡架構是基于云計算、SDN等新型技術模式之上的高效、靈活及開放式的網絡環境，是基于4G無線網絡技術發展的多元化組合，當前5G無線網絡技術的LTE峰值速率部分還是依據4G無線通信技術來實現。由于當前4G網絡技術的局限性，使得虛擬現實技術、高質量語音等服務無法實現，只能依據5G無線網絡技術的頻譜資源引入技術進行低延時、高速率傳輸、高容量容納等方面的優勢特征，為用戶帶來全新的技術通信新體驗。

5G無線網絡技術涵蓋的技術方向有設備通信、自組織網絡及新型無線技術等。隨著當前智慧交通建設的多元化需求增加，主要借助多天線技術在無線通信領域的多樣化應用來實現用戶不同的需求。當前，以基站為中心的4G網絡技術覆蓋率低、容量受限，借助多點協作技術雖然能部分提升覆蓋率，但也不能滿足用戶需求，只有依據D2D技術的5G通信網絡近距離終端鏈路的數據傳輸，才能實現高效率的數據傳輸及頻譜資源的多效利用。據了解，傳統式的網絡交通終端通常是借助人工來實現通信網絡配置，不但需要大量的人力與物力，還降低了交通通信效率。為了降低交通運維的資源投入，全面優化網絡配置，運營商將5G自組織網絡應用到交通網絡配置中，使交通網絡部署以自愈合、自配置的形式來實現各個環節的自動運行。此外，面對大連接低功耗及連續廣域覆蓋的交通場景，5G無線通信網絡可以多樣化應對并能全面支撐海量數據的交互構建，并且交互運算結果與人工智能邏輯特征十分趨近。

1.2 智慧交通體系構建概述

智慧交通體系的構建是基于交通領域的云計算、物聯網及通信應用等技術對交通運輸、交通管理等層面進行系統監管，使交通系統能動態化獲得交通車輛的狀態信息，促使基礎交通設施效能的發揮。智慧交通不僅能將公路、鐵路等運輸模式涵蓋其中，為用戶提供優質的道路服務，還能智能、安全、科技化解決高峰時期擁堵現象，為人們日常生活出行提供便利，助力環保低碳經濟的持續化發展。智慧交通為現代化交通建設奠定了科技基礎。在車輛中安裝的GPS定位系統及各個道路交叉口的攝像頭都會借助無線射頻的形式對來往車輛信息進行識別統計，以協議關聯及信息交換的形式來實現交通建設的智慧化構建。為此，5G無線網絡技術在智慧交通系統中的融入可以與現代交通系統構成共享信息網絡，借助云計算等新型的互聯網技術為傳統式交通系統中所面臨的難題提供了解決方案。

智慧交通主要指的是物聯網、車聯網及互聯網等三者之間的關聯性及互通性。在智慧交通多樣化技術應用的過程中主要借助5G無線網絡技術標準來實現物聯網海量信息通信、互聯網交通系統構建等模塊業務，打破了物聯網在信息通信模式下的局限性，為無感支付等技術業務奠定了穩定的技術支撐。車聯網是基于車輛軌跡互通、遠程訪問及便捷交易在內的交通形態部分，是智慧交通的重要組成部分，不僅占據了智慧交通的核心地位，還可以借助前沿定位技術對物聯網業務進行實時監管，以應急響應機制等技術手段來凸顯即時通信的重要性。此外，借助5G無線網絡技術還可以對交通天氣、路況信息等多方面進行實時采集并定時進行云端保存，為交通建設的便利性及信息的實時監管奠定了有效基礎。

2 5 G無線網絡技術在智慧交通的發展現狀與趨勢

2.1 5G無線網絡技術在智慧交通發展現狀

隨著城鎮化建設速度的加快，5G無線網絡技術在智慧交通中的應用不斷在全國各個城市被建立與使用，但在交通管理的過程中難免會出現一些管理及技術層面的問題，使得智慧交通發展存在一定局限性。一方面，道路監管的技術設備存在一定程度上的局限性，信息采集故障發生率較高，不能及時關聯相關交通監管平臺，使得5G無線網絡采集傳輸的信息數據質量較低，不能將道路信息狀況進行精準及時的傳輸，不但降低了道路監管的效率，還不能對交通道路建設進行及時的決策判斷，降低了道路監管服務水平。另一方面，傳統式的智慧交通管理水平受限，不但沒有規范化的交通道路監管標準，落后的交通基礎設施建設還增加了管理者對于交通道路監管的難度系數，甚至有的交通道路管理者對于5G無線網絡技術在智慧交通中的應用內涵理解欠缺，不能充分認識到智慧交通為交通管理建設帶來的便利及影響。為此，5G無線網絡技術在智慧交通中的應用不但需要積極構建標準化的監管體系，還要不斷完善交通業務流程及交通監管算法體系，及時解決道路監管過程中所遇到的技術及管理問題，立足自身交通運營區域的發展特點進行智慧交通知識的多元化引導與灌輸，以5G無線網絡技術與智慧交通的融合發展創新化地解決交通監管的實際問題，為智慧交通的升級優化奠定有效基礎。

2.2 5G無線網絡技術與智慧交通融合發展的趨勢

5G無線網絡技術方向有設備通信、自組織網絡及新型無線技術等方面，具有低延時、高速率傳輸、高容量容納的優勢特征，將5G無線網絡技術與智慧交通融合發展對于推動交通建設有著長遠意義。當前，智慧交通在交通道路緩解監測、交通違規行為監管及交通運營信息發布等方面來提升交通道路建設的質量與水平。隨著5G無線網絡技術與智慧城市交通融合發展的加速，智慧交通的監測將由簡單化的監管監測逐漸向精準化信息傳輸及交通運營方案解決等方向靠近，由點對點的交通監測轉向區域化監管全覆蓋，為道路基礎設施及高風險區域的道路建設提供有效的監管信息。一方面，5G無線網絡技術下的人工智能、物聯網及定位系統技術逐漸在智慧交通領域得到全面應用，以更準確、及時的傳輸速率來預測交通運行狀態，提升交通運輸管理的成效。同時，積極構建停車管理系統、車載導航系統及交通收費系統的產品完善及升級模式，使數據場景、視頻場景及地圖場景多元化綜合應用的形式被廣泛應用。另一方面，將5G無線網絡技術應用到智慧交通服務體系不但完善了公眾出行的服務系統，還使交通公共服務水平在一定程度上得到了提高。例如，交通管理系統推出12328交通服務熱線及手機交通監管APP，在很大程度上提升了交通出行服務效能。此外，5G無線網絡技術在智慧交通系統中的融入可以與現代交通系統構成信息共享體系，借助云計算、物聯網等新型的互聯網技術為交通建設難題提供了解決方案。

3 5 G無線網絡技術在智慧交通構建中的應用

3.1 5G無線網絡技術促使交通信息實時交互，提升信息采集傳輸效率

智慧交通借助互聯網信息系統對交通系統工程進行多樣化整合與應用，依托交通信息采集及車型服務平臺對實時的車輛信息進行實時監管，同時在各道路口安裝信息監測設備對道路進行全面聯網監測，獲取道路交通數據的實時動態信息。比如，在出租車、公共汽車等來往車輛及商超停車場等人員密集的場所進行安裝信息監控設備，借助5G無線網絡進行數據采集傳輸，提升信息視頻采集及回放的質量及效率，以更準確、及時的傳輸速率來預測交通運行狀態，增強交通運輸管理的成效。此外，將5G無線網絡技術應用到智慧交通建設中具有高標準的傳輸性及可靠性，能全面提升交通管理部門對于交通建設的監管與監測，為智慧交通的優化升級奠定重要基礎。

3.2 5G無線網絡技術實現智慧交通多樣化服務，提升交通運營管理水平

基于5G無線網絡大容量、低延時的特點進行道路交通管理水平的提升具有重要意義。一方面，對于應用智慧連接的交通設施進行監管，借助清晰的網絡信息數據分析道路基礎設施的具體變化，如護欄、井蓋、綠化帶等基礎設施的建設監管，還可以對道路維護人員的安全進行監管，減少交通事故的發生。同時，借助交通道路人工智能設備的監測，可以對道路行人的安全進行觀察，特別是殘疾人士、兒童、老人等行動不便的斑馬線緩慢人群，借助信息數據的傳輸及定位導航提醒司機減速或者停止前進。另一方面，為交通運營提供優質高效的多樣化服務，啟動5G智慧公交車的應用，在車輛中不僅能實時監測車內乘客狀況，還能對道路交通狀況進行語音提示，為公交出行帶來了極大的便利。此外，軌道交通運營也要與5G網絡信息設備相連接，對客流信息進行實時監控。比如，為了更好地緩解上下班高峰時期的客流量，可根據監控分析狀況靈活調度地鐵列車的速度及車次，為軌道交通營造便利的服務。

3.3 5G無線網絡技術智能化應用，提升道路應急救援及執法水平

首先，在機場、火車站等重大的交通樞紐地區都會有大量人群聚集，借助5G無線網絡技術對交通樞紐場所的客流量信息數據進行采集傳輸，以人臉識別及定位的形式對特殊活動人群進行定位監管，減少緊急安全事件的發生。其次，道路發生重大交通事故時應急救援的車輛因為交通擁堵而無法及時趕到救援現場，此時可借助5G網絡信息技術將交通事故信息上傳至交通處理系統，借助智慧交通中心對此道路擁堵信息進行發布，緩解交通擁堵的同時為救援爭取寶貴時間。此外，在道路運輸過程中難免會出現一些超速、酒駕及違規的行為，5G網絡信息技術的應用可以及時獲取違法情況信息，助力執法人員精準、及時地抓捕違法人員，增強執法力度及水平。比如，借助5G無線網絡技術、人工智能及定位系統對違法人員的車輛信息及畫面狀況進行實時捕捉，以數據場景、視頻場景及地圖場景多元化綜合應用的形式將違法人員抓獲。

3.4 5G無線網絡技術促使車路協同及無人駕駛技術優化升級

將5G網絡系統應用到車路協同系統中進行無線通信技術的采集與融合，不僅可以全時監控車路動態信息，還能依據車路信息的實時交互情況對車輛、道路進行協調配合，使道路運營監測系統進行升級優化。一方面，5G網絡技術低延時的特性為車輛信息之間交互傳輸提供了可能，車輛在行駛的過程中不僅能提前預知前方的道路信息，還能根據前方的擁堵、車禍等情況及時告知司機保持一定安全距離，在很大程度上確保了司機的駕駛安全。另一方面，基于大數據信息技術、5G網絡技術大容量特性對前方道路的交通信息狀況進行實時傳輸，使車輛行駛在道路邊緣時就能收到數據信息推送，司機可以及時判斷行駛方向，這樣既能緩解道路的交通壓力，又能為出行節省時間。此外，借助5G定位系統、視覺計算及人工智能的協同操作將其應用到未來車輛的自動駕駛中去，使車輛在自動駕駛的過程中能自動獲取道路情況，根據預知的道路監測情況進行安全隱患的判斷，調整自動行駛的速度，確保車輛的安全。

4 結語

當前，基于5G無線網絡技術與智慧科技進行多樣化融合，積極構建智慧交通應用場景的同時營造高效能的交通治理體系，對促進智慧交通建設的多元化發展有著重要意義。智慧交通是未來城市發展的必然趨勢，將5G無線網絡技術應用到智慧交通體系可以為未來城市便捷化交通發展提供有效支持，既能提升交通信息采集傳輸效率及交通運營管理水平，同時還能提升道路應急救援及執法水平，推動5G無線網絡技術在智慧城市層面的和諧化運維及多樣化應用，同時為現代化交通建設的升級優化注入新的活力與動能。