5G超級物聯網技術賦能智慧交通體系建設研究

摘 要：在我國科學技術水平高速發展的過程中，5G超級物聯網技術的出現及其在交通體系中的運用可以促進我國智慧交通體系的高質量發展。本文從5G超級物聯網技術的功能、特點、層次結構出發，從不同方面對其在智慧交通體系建設中的具體應用進行深入研究，希望發揮該技術的優勢，促進我國智慧交通發展。

關鍵詞：5G超級物聯網技術 智慧交通體系 建設

1 引言

在信息時代背景下，5G超級物聯網技術在當前社會發展中具有廣泛的應用范圍。與4G網絡相比，5G超級物聯網技術具有更快的運行速度、更短的網絡延遲、更大的帶寬容量，用更短的時間完成大量信息交換。將5G超級物聯網技術運用在無人駕駛、車路協同、交通路況、智能交通等方面，構建智慧交通體系。

2 5G超級物聯網技術的功能與特點

2.1 5G超級物聯網技術的功能

在5G超級物聯網技術的運用中主要具有智能識別、智能監控、對象跟蹤三項功能，借助RFID和傳感器等技術，智能識別物體內部和表面的數據信息，并利用5G通訊網絡將收集到的信息向網絡層進行傳輸，在網絡層對這些數據信息進行智能化分析和處理，最終達到檢測和控制行為對象的目的，將最終的檢測和控制結果通過應用層展現出來，為需要的人們提供可視化服務。在當前日常生活中常見的5G超級物聯網技術應用場景包括利用移動終端在外控制室內熱水器溫度等，還有通過RFID終端機掃描了解超市銷售產品的流通信息和產地等。在5G超級物聯網急速的運用中，為了促進感知層數據信息獲取準確性的進一步提升，對于層出不窮的基于電、磁、聲、熱、光等原理的各種傳感器快速發展，可以為技術的應用提供更豐富的信息支持。對于海量的數據信息，在超級物聯網中要合理利用5G通訊網絡才能確保信息交換高質量、低延時的效果，滿足5G超級物聯網技術在不同應用場景中的差異化需求。

2.2 5G超級物聯網技術的特點

5G超級物聯網技術可以通過對各類傳感器的大量使用，實現對不同類別信息形式和信息內容的實時獲取，并根據獲取信息的動態變化對其進行持續性更新。借助5G超級物聯網技術實現對各種感知技術的廣泛應用，使人們隨時隨地借助移動終端獲取最新信息，并將其應用在不同的生活生產場景中，使社會各個行業領域的工作效率和生活質量得到改善。在海量數據信息傳輸到感知層后，還要將其通過通訊網絡傳遞出去，同時以極低延時的方式將應用層的控制指令向執行機構發送，整個過程對網絡傳輸支持的高效性和穩定性具有較高要求。對此，5G超級物聯網技術的實現還要完成高效的通訊網絡支持，深度融合互聯網與各種有線和無線網絡，彌補常規物聯網運用中的缺陷問題，適應多元化UI應用場景的同時還能有效滿足其更高要求。在芯片工藝和處理器結構的更新發展中，使物聯網芯片的智能處理能力得到大幅提升。作為物聯網系統整體結構的核心，物聯網芯片主要負責數據分析與處理、發出控制指令兩項工作，對該系統實際的應用效果具有至關重要的影響。

3 5G超級物聯網的層次結構

作為連接不同物體的網絡，物聯網可以借助傳感器、納米技術、射頻識別技術和智能終端，按照協議約定，實現物體在不同時間、不同地點的有效連接。隨著物聯網技術并網設備的豐富和應用場景的擴展，在物品連接中需完成海量數據的實時傳輸。常規的物聯網層級結構主要包含三個部分，其整體結構從上到下依次是應用層、網絡層、感知層。其中，應用層主要與社會生產生活的內容相關，通過數據處理與管理的方式，使其在公共安全、健康醫療、農業發展、交通體系等領域中得到有效應用。網絡層主要將感知層采集到的數據利用有線寬帶網、有線電話網、移動通信網等網絡渠道進行傳輸處理，為其應用提供支持。感知層主要利用視頻采集設備、RDID、各種傳感器、感知設備等，實現對物體的精準識別和信息的全面采集。5G超級物聯網中綜合運用了人工智能技術、傳感器技術和通信技術，在其層次結構q/We0m5M/TXL7Oz0Rd1sNQEkCk4+o9PKOK7xRQ8xIPQ=中，在常規物聯網三個層次的基礎上對其進行優化處理，將網絡層用5G通訊網絡替代，在終端服務器與傳感器之間建立供海量數據傳輸的渠道，使數據信息在實時交流的過程中加快信息交換速率，提升信息傳輸質量。

4 智慧交通體系建設中5G超級物聯網技術的具體應用

4.1 無人駕駛

將5G技術應用于無人駕駛領域，能夠更好支持無人駕駛過程中所產生海量數據的處理，實現實時性傳輸數據的同時，提升數據處理的系統化程度；支持高精準度地圖定位的生成，提高無人價值的安全性。對于無人駕駛技術而言，其主要可以劃分為完全無人駕駛以及半自主駕駛這兩種類別，在5G技術的支持下，高精度地區的生成能夠更好、更迅速完成對交通事件的實時性處理。在當前的發展中，無人駕駛汽車的操作系統開發與應用受到更多關注，依托對相應系統的利用，可以使得使用移動終端設備、電腦，結合5G技術完成對汽車的控制成為現實。5G無人駕駛在現階段的發展實踐中逐步被應用于更多領域。

例如，礦山生產方面，5G無人駕駛的引入推動智慧礦山的建設速度大幅提高。基于5G的露天礦無人駕駛系統，主要使用無人駕駛感知系統、控制及決策系統，搭載自研的線控底盤系統、車鏟協同系統、智能調度系統，遠程遙控系統，利用5G網絡實現礦卡的自動裝載、運輸、卸料、自主避障等全流程無人化運行。從無人駕駛硬件方面來看，無人駕駛礦山卡車搭載了RTK天線、慣性測量單元（IMU）和高精度GPS，利用數據融合使獲取的車輛位置更精準。不同方位的攝像頭、激光雷達和毫米波雷達的多傳感器融合，取長補短實現在不同天氣下的障礙物識別。應用多傳感器融合、安全策略冗余架構設計最大限度上保證無人車安全運行；礦區運輸道路最高時速能夠保持在25KM/H以上，可24小時穩定運行，解決司機疲勞問題同時保證運載效率創造更大利益；根據自動駕駛的特殊性，當遇到特殊情況時可使用遠程駕駛艙對無人車進行遠程接管；自動駕駛車輛可與生產調度平臺對接，接收平臺調度指令編隊執行裝載任務，做到從設計到生產調度再到運輸的一體化解決方案，實現礦山無人少人的宗旨。綜合來看，5G技術覆蓋廣泛，支持海量復雜數據信息的實時性傳輸與分析，因此在多場景的無人駕駛領域中能夠發揮出極為理想的應用優勢與價值，提升駕駛效率以及安全性的同時，也可以創造出更高的經濟效益。

就當前的情況來看，無人駕駛依然處于試驗階段，需要結合對5G技術的應用，逐步使得無人駕駛技術升級發展、穩步落地，進一步向著自動導航、車聯網的方向發展。其中，對于車聯網而言，其主要包含著車聯網服務、車聯網云服務、基于5G的車聯網等等。無人駕駛汽車通過對毫米波頻段的應用，促使其可以達到1GHz以上的超高頻率，此時需要5G技術的支持，提升業務連接、數據處理的實時性，并在此基礎上，推動基于數據的決策與控制算法生成，最終達到進一步提升交通運營效率水平以及安全性程度的效果。

4.2 車路協同

近幾年，隨著5G超級物聯網現代化信息技術的飛速發展，其具體的應用領域逐漸擴大，逐漸延伸到各個商用的相關領域中。其中，以“車路協同”為具體代表的智慧交通系統已經逐漸在全球范圍內獲得極大的響應和重視。據了解，德國某電信公司，于2017在法蘭克福首次發表當代5G車路協同工作系統的實驗機械，歐盟則是緊隨其后，于19年在德國啟動車路協同的具體發展項目，且該項目在借助5G超級物聯網通訊技術的應用過程中，順利實現不同車輛之間的信息交互和通訊問題，能夠幫助車主實時掌握和控制汽車的性能和狀態，進一步推動當代智能網聯汽車產業相關領域的健康可持續發展。而結合我國目前車路協同技術發展和應用情況來看，其對于促進自動駕駛技術的生產優化與變革，起到了十分關鍵的核心作用，為我國汽車產業邁向智能化和現代化發展，以及推動我國現代智能網聯汽車產業核心技術優化更新，和推動當代信息化基礎設施建設與智慧交通進行有機融合，做出更具有影響意義的深遠貢獻。

一般來講，智能網聯汽車的主要工作原理，是將汽車本身和道路、駕駛員、行人、云數據、互聯網等各種不同程度的信息化基礎設施為導向而開發出來的新型汽車發展方向。通過聯想智能網聯汽車的總體架構，可以明顯看出5G超級物聯網在其中所發揮出來的作用和價值，其承擔著將各種事物進行互聯和發展的重擔，能夠以網絡通信技術和現代信息技術等作為核心，將其與當代交通運輸的相關領域展開深度融合作為主線，保持協同創新為具體的發展特點，進一步推動全新一代現代化基礎信息技術產業的綜合發展體系。這種將汽車作為發展核心來展開更深層次的應用推廣，靈活融合5G超級物聯網等相關技術以及交通運輸和通信等內容，將引領相關產業持續升級、優化等與當代國民經濟的穩步增長相結合，有效推動當代社會的進步與發展。而目前我國汽車產業本身處于進行全面升級的重要時期，為了在短時間內能夠達到預期設定的目標和標準，需要推動其向著現代化、智能化以及網聯汽車等相關方向不斷邁進和努力，盡可能給予消費者和使用人員更安全、高效、全面的應用系統與服務保障。5G超級物聯網技術的普及與應用，能夠為車路協同領域提供更加可靠的技術支持與引導，確保其在駕駛過程中，不會出現明顯的通信不兼容或者信號受阻、延遲等情況。在5G超級物聯網技術的支持下，通過多傳感器、高精準度等基本能力，可以為汽車提供靈敏的自主感知，以及其他多方面的功能，為駕駛員與乘客提供更舒適和安心的體驗。

4.3 智慧管控

在傳統交通體系中通常利用本地分析和緩存照片的方式完成交通監控，這種相對落后的監控方式無法實時監測違章車輛行駛軌跡，難以全面管理交通事故現場的處理進度，導致交通體系構建存在諸多問題。對此，在交通監控中加強對5G超級物聯網技術的運用，通過各種智能化數據采集和信息感知設備與技術，向城市交通智慧中心實時傳輸海量交通監控數據和視頻信息，為高效開展事故處理、交通指揮等工作提供更完善的數據信息。由于5G網絡本身在信息傳輸方面具有低延時、高速率的優勢，在該技術日后的發展中還會保持這個優勢，使其功能得到進一步優化。在智慧交通體系建設中利用5G超級物聯網技術，可以大幅提升其數據傳輸速率，提升各種交通事故處理、交通道路指揮等工作的開展質量與效率。與此同時，利用大帶寬設備可以促進智慧交通體系視頻監控傳輸效率大幅提升，基于4K分辨率的交通視頻監控和虛擬現實技術模擬現實場景。使5G超級物聯網技術在智慧交通體系建設中得到廣泛應用。借助5G移動信息網絡傳輸高清視頻信號，不僅可以確保視頻在高清分辨率的低時延效果，還能促進其視頻播放速度的有效提高。利用5G超級物聯網技術對交通體系中的交通事故、車輛信號、現場信號等進行實時監測，并將監控通過5G大帶寬和低時延的超級物聯網技術實時回傳至城市交通智慧中心，提升交通體系構建的智能化水平，構建交通體系智慧管控模式，借助可視化交通管控體系，實現5G超級物聯網技術在自動駕駛車輛的事故處理、安全駕駛、遠程操控等業務場景的有效應用。

利用5G超級物聯網技術構建智慧交通體系，解決傳統視頻監控體系中智能硬件數據與空間數據的共享性問題，通過高速聯網的方式連接遠程終端與現實場景，自動識別交通體系中超重超速超限超載等問題，然后將識別到的交通問題通過遠程監控、動態測量、自動報警、精準測量、科學處罰的方式實現智慧交通管理與控制，基于智慧交通體系的全天候自動化運行，結合多部門遠程開展聯合執法活動，與城市交通管理部門展開密切配合，構建交通體系數字化管理模式。除此之外，在貨車駕駛輔助系統中，還能應用5G+AI的方式，在車載駕駛行為檢測和視頻監控的基礎上，結合AI算法，對駕駛員在行車過程中撥打電話、疲勞駕駛、抽煙等違規行為進行檢測和識別，同時為道路行人等碰撞預警進行實時檢測，將車輛實際行駛位置上報系統，利用實時報警語音提醒，使出現交通事故的可能性大幅降低，同時幫助交通管理部門提升事故處置效率。利用5G超級物聯網技術為智慧交通體系建設賦能，綜合運用5G網絡、大數據分析、人工智能、北斗定位等先進的現代化技術，將交通管理中出現的所有異常信息及時向執法部門上報，將其作為采取交通處罰的重要依據，提升交通治超效率，讓超重超速超限超載問題得到相應的處罰。

4.4 無障礙收費

在傳統的交通運輸體系中，如果高速公路的車輛數量稍微增加，就會在其出入口的收費環節出現擁堵現象，這也是高速公路出現都擁堵問題的主要原因之一。對此，在高速公路收費系統中應用5G超級物聯網技術，促使其完善高速公路業務處理、超高清視頻傳輸、高速移動業務等功能，自動感知車輛數據、車道流量、網絡覆蓋、數據處理等信息，并通過精準處理的方式使高速公路在多個場景下的車輛通行效率進一步提升，優化高速公路服務模式，為車輛駕駛人員提供更優質的服務。隨著電子支付模式的發展，在我國當前的高速公路收費系統中已經實現了無障礙收費網絡的構建，但高速公路電子支付仍處于關鍵的發展時期，具有廣闊的發展空間和前景。在移動通信終端和5G通信網絡的基礎上利用互聯網+物聯網的方式完成5G電子支付模式的構建，在其具體的構建過程中，要先連接各個設備，使其構成完整的層次結構，通過在應用層、網絡層、感知層之間完成數據信息交互與傳輸的方式，達到處理終端、控制并管理應用端的目的。

在“5G+收費站”功能建設的基礎上，為降低車輛擁堵出現的可能性，在高速公路的收費站區域中還可專門設置臨時服務點，供有需求的車輛快速完成繳費工作，提升高速公路收費效率。將專用收費車道設置在不擁堵的路段中，可以使車輛在繳費環節實現不停車快捷通行。除了當前廣泛應用的ETC系統外，車輛駕駛者還能通過自助繳費設備或高速繳費APP實現高速通行費用的繳納，用戶可以根據自身需求選擇在線繳費、離線繳費或自助繳費。與此同時，針對高速公路車輛通行不穩定、擁堵情況突出、用戶體驗不佳等問題，還可以加強高速收費系統的信息化建設，通過智能升級改造收費站的方式，優化高速移動服務。

5 結語

綜上所述，在科學技術的高速發展的背景下，在交通運輸管理中加強對5G超級物聯網技術、人工智能技術等先進科技的綜合應用，通過無人駕駛、車路協同、智慧管控、無障礙收費等構建智慧交通體系，深度整合交通行業發展資源，在技術支持下提升交通管理和服務的智能化水平，促進城市高質量發展。

參考文獻：

[1]楊曉瀟，周建國. 5G技術在智慧交通中的應用研究[J]. 運輸經理世界，2022（35）：83-85.

[2]張文紫玄.5G無線網絡技術在智慧交通構建中的應用研究[J].運輸經理世界，2022（10）：76-78.

[3]郭正陽.5G技術在智慧交通中的應用研究[J].信息記錄材料，2021，22（3）：170-172.

[4]張清云.5G技術在智慧交通中的應用探討[J].科學與信息化，2022（9）：172-174.

[5]王黨華，丁荔芳.5G無線網絡技術在智慧交通構建中的應用探討[J].科學與信息化，2021（3）：125-126.