5G助力新型智慧城市與市政交通基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展的研究

胡哲卿

（天津市賽英工程建設(shè)咨詢管理有限公司）

1 引言

我國(guó)雖然在抗擊疫情和恢復(fù)生產(chǎn)方面取得了較好的成果，但面對(duì)疫情沖擊和全球經(jīng)濟(jì)衰退的艱難局面，擴(kuò)大有效內(nèi)需，擴(kuò)大消費(fèi)刻不容緩，所以需要在補(bǔ)齊傳統(tǒng)基建的基礎(chǔ)上大力發(fā)展5G、人工智能、智慧城市等新型基建。以改革創(chuàng)新穩(wěn)增長(zhǎng)，發(fā)展創(chuàng)新型產(chǎn)業(yè)，培育新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。

2 疫情期間智慧城市發(fā)展存在的問(wèn)題

疫情防控是檢驗(yàn)智慧城市建設(shè)質(zhì)量的有力場(chǎng)景，同時(shí)也形成了各地區(qū)加快城市智慧升級(jí)的重要推動(dòng)力。在疫情災(zāi)難面前，各地的智慧城市發(fā)展也暴露出一些問(wèn)題：

①缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，智慧城市政策與體系尚未形成；

②缺乏系統(tǒng)性，沒(méi)有涉及全地域與全方位的信息管理、數(shù)據(jù)規(guī)模不足；

③數(shù)據(jù)聯(lián)通共享能力不足，數(shù)據(jù)系統(tǒng)相對(duì)封閉，信息孤島依然存在；

④系統(tǒng)應(yīng)用范圍不廣，利用效率低，市場(chǎng)作用發(fā)揮不明顯。

這些問(wèn)題的主要原因還是傳統(tǒng)固網(wǎng)寬帶和4G網(wǎng)絡(luò)無(wú)法應(yīng)對(duì)多元、海量數(shù)據(jù)采集、傳輸與多樣化應(yīng)用場(chǎng)景需求，急需具備萬(wàn)物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)互通能力的新一代通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。

3 基于5G技術(shù)的市政交通行業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景

在現(xiàn)階段下，通過(guò)5G技術(shù)可實(shí)現(xiàn)便捷處理、寬泛聯(lián)系、信息化融合以及綠色高效可持續(xù)發(fā)展[1]。5G的誕生為智慧城市信息時(shí)代打造了一條“高速公路”。5G網(wǎng)絡(luò)的峰值理論傳輸速度比4G網(wǎng)絡(luò)的傳輸速度快數(shù)百倍。5G側(cè)重物聯(lián)網(wǎng)通信，將人與人、人與物、物與物連成一體，構(gòu)成全新的信息化基礎(chǔ)設(shè)施。它的超高速率、超低時(shí)延、超大連接的特性也為實(shí)現(xiàn)智慧城市的萬(wàn)物智聯(lián)帶來(lái)可能，更為各行各業(yè)，尤其是市政行業(yè)帶來(lái)生機(jī)。

根據(jù)市政行業(yè)各個(gè)末端應(yīng)用的場(chǎng)景，配置靈活網(wǎng)絡(luò)資源，滿足了市政行業(yè)各個(gè)子項(xiàng)對(duì)不同應(yīng)用場(chǎng)景的差異化需求。利用5G技術(shù)，為車與路、車與車之間的實(shí)時(shí)信息交互創(chuàng)造良好的環(huán)境[2]。充分發(fā)揮市政行業(yè)在城市公共建設(shè)與服務(wù)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，促使新型智慧城市平臺(tái)向更為開(kāi)放的方向轉(zhuǎn)變。

基于5G的實(shí)時(shí)交通信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可采用路側(cè)設(shè)備采集信息、輔以移動(dòng)終端/車載終端采集信息及一路各方、氣象等部門共享信息等多源數(shù)據(jù)融合的技術(shù)路徑，實(shí)現(xiàn)高速公路實(shí)時(shí)狀況信息獲取，為伴隨式信息服務(wù)、實(shí)時(shí)交通管理服務(wù)等應(yīng)用提供支撐。

基于5G的伴隨式信息服務(wù)系統(tǒng)，利用各種定位技術(shù)獲取具備定位功能的設(shè)備當(dāng)前所在位置，按照用戶個(gè)性化信息需求，主動(dòng)通過(guò)無(wú)線互聯(lián)網(wǎng)向該設(shè)備提供信息資源和基礎(chǔ)服務(wù)。伴隨式信息服務(wù)的信息內(nèi)容應(yīng)由云控平臺(tái)統(tǒng)一規(guī)劃，統(tǒng)一數(shù)據(jù)交互方式，由路側(cè)外場(chǎng)設(shè)備、第三方出行服務(wù)平臺(tái)及車路協(xié)同設(shè)備等進(jìn)行發(fā)布。

基于5G的車道級(jí)交通控制系統(tǒng)應(yīng)通過(guò)沿線車道控制標(biāo)志、FM廣播、移動(dòng)終端、普通車輛車載終端、智能網(wǎng)聯(lián)汽車車載終端等多種方式實(shí)現(xiàn)。車道級(jí)交通控制應(yīng)由云控平臺(tái)統(tǒng)一規(guī)劃，統(tǒng)一數(shù)據(jù)交互方式。

基于5G的自動(dòng)駕駛支持，采用先進(jìn)的傳感技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算技術(shù)及控制技術(shù)等，對(duì)道路和交通環(huán)境進(jìn)行全面感知，并考慮不同的車輛自動(dòng)化程度和不同的交通系統(tǒng)集成階段，高效實(shí)現(xiàn)感知、預(yù)測(cè)、決策和控制。

數(shù)字化作為新型智慧城市發(fā)展的核心，不但能為行業(yè)轉(zhuǎn)型提供支持，還能成為培育新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)的土壤，為行業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供不竭的動(dòng)力。

4 基于5G的市政交通基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展的關(guān)鍵因素

建設(shè)新型智慧城市已是立足各大城市發(fā)展實(shí)際，打造數(shù)字經(jīng)濟(jì)的重大決策部署，已成為促進(jìn)城市持續(xù)健康發(fā)展的重要戰(zhàn)略抉擇。市政行業(yè)作為城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的先頭軍，要從職能出發(fā)，積極融合5G建設(shè)、從以下關(guān)鍵因素技術(shù)創(chuàng)新、攻堅(jiān)克難，促進(jìn)新型智慧城市落地。

4.1 完善行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范與強(qiáng)化數(shù)據(jù)采集共享

智慧城市完善標(biāo)準(zhǔn)體系首要任務(wù)是加強(qiáng)新型智慧城市總體規(guī)劃體系編制，分門別類的制定專項(xiàng)規(guī)劃和行動(dòng)計(jì)劃。在國(guó)家統(tǒng)籌推進(jìn)下，我國(guó)已經(jīng)持續(xù)深入?yún)⑴c了智慧城市國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化工作，初步搭建形成了我國(guó)智慧城市標(biāo)準(zhǔn)體系，涉及術(shù)語(yǔ)定義、參考模型、評(píng)價(jià)指標(biāo)、支撐平臺(tái)、數(shù)據(jù)融合、基礎(chǔ)設(shè)施、頂層設(shè)計(jì)、運(yùn)行管理等多個(gè)方面，讓智慧城市有規(guī)可依，避免建設(shè)的盲目性和資源浪費(fèi)。

完善修訂有關(guān)智慧城市交通基礎(chǔ)設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)化的同時(shí)，還要將采集設(shè)備、傳輸網(wǎng)絡(luò)等信息基礎(chǔ)設(shè)施納入市政工程有關(guān)的交通基礎(chǔ)設(shè)施工程建設(shè)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)同步規(guī)劃、同步設(shè)計(jì)、同步建設(shè)、同步運(yùn)維。完善運(yùn)載工具運(yùn)行監(jiān)測(cè)制度，實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛數(shù)據(jù)自動(dòng)化采集。最終做到開(kāi)放公共信息資源，建立公共信息資源開(kāi)放及更新制度，建立統(tǒng)一的基礎(chǔ)設(shè)施公共信息資源開(kāi)放平臺(tái)。為政府或具備管理智能的企業(yè)、組織和個(gè)人進(jìn)行城市基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)據(jù)交換與共享，提供健全的標(biāo)準(zhǔn)體系參考，助力提升本市信息化水平，消除信息孤島，從而使我們的城市變得更加智慧。

4.2 BIM與CIM平臺(tái)化是智慧城市的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)

BIM是城市單元完備的三維空間信息模型，可以將整個(gè)生命周期不同階段的建設(shè)項(xiàng)目信息、施工流程等資源整合到一個(gè)數(shù)據(jù)模型中去。CIM城市信息模型是以城市信息數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，建立起的三維城市空間模型與城市信息的有機(jī)綜合體。這種“大場(chǎng)景的GIS數(shù)據(jù)+小場(chǎng)景的BIM數(shù)據(jù)”的結(jié)合，將會(huì)通過(guò)數(shù)據(jù)模擬仿真指導(dǎo)智慧城市的建設(shè)，并逐步向數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)引擎、網(wǎng)格體系架構(gòu)變革，最終用于智慧城市建設(shè)成果的評(píng)估以及智慧城市運(yùn)營(yíng)管理。

CIM平臺(tái)也是智慧城市系統(tǒng)核心能力的體現(xiàn)，作為城市的數(shù)字化底座，可將各個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景共性集成，運(yùn)用到各個(gè)具體的智慧城市應(yīng)用場(chǎng)景當(dāng)中去。如交通云控平臺(tái)、車道級(jí)交通控制、橋隧監(jiān)控、智能養(yǎng)護(hù)等系統(tǒng)，不同場(chǎng)景的CIM平臺(tái)構(gòu)成了智慧城市大腦的神經(jīng)元，促進(jìn)了城市的動(dòng)態(tài)數(shù)字化，擴(kuò)展了新型智慧城市的應(yīng)用效果，將單一應(yīng)用場(chǎng)景擴(kuò)大到更廣范圍，成為實(shí)現(xiàn)城市治理能力智慧化升級(jí)的重要驅(qū)動(dòng)力。

4.3 加強(qiáng)行業(yè)終端研發(fā)促進(jìn)智能設(shè)施應(yīng)用發(fā)展

5G的網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)可靈活應(yīng)對(duì)不同的應(yīng)用場(chǎng)景，根據(jù)用戶自身要求定制功能與特性，更加適用于豐富多樣的智慧城市終端應(yīng)用[3]。其促進(jìn)了如車路協(xié)同裝置，緊急停車帶預(yù)警、智慧斑馬線、移動(dòng)作業(yè)智能警示裝置、主動(dòng)式融雪化冰設(shè)備、自動(dòng)噴淋等設(shè)備的發(fā)展。為了滿足5G無(wú)處不在的高速數(shù)據(jù)通信服務(wù)，新型智慧城市的通信網(wǎng)絡(luò)將朝著異構(gòu)融合接入方向發(fā)展[4]。這些市政智能基礎(chǔ)設(shè)施是融合感知、傳輸、存儲(chǔ)、處理為一體的戰(zhàn)略性設(shè)施，是支撐新型智慧城市建設(shè)硬件基石。

市政行業(yè)應(yīng)當(dāng)搶抓這一機(jī)遇，推動(dòng)本行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，以試點(diǎn)示范方式推動(dòng)建立行業(yè)大數(shù)據(jù)平臺(tái)，促進(jìn)行業(yè)企業(yè)應(yīng)用大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等技術(shù)提高企業(yè)建設(shè)能力和經(jīng)營(yíng)水平，鼓勵(lì)行業(yè)企業(yè)積極利用新型技術(shù)開(kāi)展融合應(yīng)用，不斷豐富行業(yè)數(shù)據(jù)內(nèi)容，從技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施、數(shù)字化決策、創(chuàng)新解決方案等方面提升核心競(jìng)爭(zhēng)力，加快實(shí)現(xiàn)行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

4.4 基于5G的智慧桿應(yīng)用發(fā)展

由于5G的頻譜更高、波長(zhǎng)更短，需要更密集的基站部署來(lái)實(shí)現(xiàn)全面、穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)覆蓋[5]。這就促進(jìn)了通過(guò)集成照明、指示牌、WIFI、微基站、視頻監(jiān)測(cè)等多種功能的智慧桿成為綜合信息承載平臺(tái)的建設(shè)熱點(diǎn)。智慧桿將5G基站、路燈、環(huán)境監(jiān)測(cè)、公安監(jiān)控、LED屏、充電樁、WIFI等多功能整合在一個(gè)桿體上，并融入智能功能模塊，不僅實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集成和智慧管理，也凈化了道路空間。

智慧桿的出現(xiàn)正是破除信息孤島、加強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、實(shí)現(xiàn)城市交通、環(huán)保、照明等各部門信息的互聯(lián)互通的體現(xiàn)。市政行業(yè)應(yīng)當(dāng)積極推進(jìn)智慧桿的建設(shè)，將智慧桿的新建與改造納入新型基礎(chǔ)設(shè)施城市設(shè)計(jì)中。在統(tǒng)籌基站站址、機(jī)房及管線、電力等配套設(shè)施建設(shè)需求的基礎(chǔ)上，從標(biāo)準(zhǔn)、功能、規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維等多階段、多維度出發(fā)，為以后城市在5G高速網(wǎng)絡(luò)通訊下，進(jìn)行大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與處理的場(chǎng)景實(shí)施應(yīng)用打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

5 結(jié)語(yǔ)

5G技術(shù)作為新型智慧城市建設(shè)的重要組成將更好地支撐城市的創(chuàng)新轉(zhuǎn)型，引領(lǐng)城市經(jīng)濟(jì)體系和生產(chǎn)方式加速向網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、智能化演進(jìn)。市政行業(yè)企業(yè)應(yīng)加大數(shù)字經(jīng)濟(jì)與企業(yè)中臺(tái)建設(shè)，共同推動(dòng)行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，推動(dòng)政企數(shù)據(jù)流通，發(fā)展智慧城市行業(yè)融合應(yīng)用。更重要的是，政府需要積極培育數(shù)字服務(wù)龍頭企業(yè)，加大智慧城市鼓勵(lì)政策，探索城市智能化轉(zhuǎn)型和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)化創(chuàng)新雙贏格局，提升城市綜合競(jìng)爭(zhēng)力。