5G技術(shù)在智慧交通中的應(yīng)用研究

郭正陽

（北京警察學(xué)院 北京 101500）

1 引言

應(yīng)用5G技術(shù)進(jìn)行智慧交通的建設(shè)，可以對城市的交通狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)的了解，并且根據(jù)相關(guān)的數(shù)據(jù)信息建立一個(gè)模型，為城市交通管理提供有效的支持。不僅可以提高城市的交通水平，還可以緩解城市的交通壓力。在5G技術(shù)的基礎(chǔ)上，研發(fā)出了5G牌照，對各行各業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生了巨大的影響，帶來了產(chǎn)業(yè)升級(jí)機(jī)會(huì)。實(shí)際上5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用，對數(shù)據(jù)包的依賴性比較強(qiáng)，必須采用實(shí)質(zhì)性的數(shù)據(jù)包，才能為智慧交通技術(shù)的應(yīng)用帶來更多增益，加快產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展進(jìn)程[1]。

2 5G技術(shù)應(yīng)用特點(diǎn)及智慧交通發(fā)展趨勢

2.1 5G技術(shù)的應(yīng)用

5G技術(shù)存在三大應(yīng)用場景，主要是增強(qiáng)型的移動(dòng)寬帶和海量機(jī)器類型的通信形式以及低延時(shí)、高可靠度的通信網(wǎng)絡(luò)。在進(jìn)行技術(shù)研發(fā)和建設(shè)的過程中，主要是將人類的娛樂和社交等個(gè)人消費(fèi)業(yè)務(wù)作為主要內(nèi)容，盡可能提高通信體驗(yàn)，可以實(shí)現(xiàn)高速率和大寬帶的移動(dòng)寬帶業(yè)務(wù)辦理。5G技術(shù)還可以應(yīng)用到物物連接的應(yīng)用場景中，不僅能夠滿足海量的物聯(lián)通信需求，而且能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行采集，傳感功能比較先進(jìn)，可以滿足垂直行業(yè)的多種特殊應(yīng)用需求[2]。

2.2 智慧交通的建設(shè)

智能交通系統(tǒng)的建設(shè)，是將一些比較先進(jìn)的傳感器技術(shù)和通信技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)、信息發(fā)布技術(shù)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合。通過綜合技術(shù)的應(yīng)用，建設(shè)一個(gè)完善的交通運(yùn)輸管理體系，在這個(gè)體系的基礎(chǔ)上，可以建立交通運(yùn)輸綜合管理系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)的控制功能比較強(qiáng)大，能夠?qū)?shù)據(jù)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)的準(zhǔn)確傳輸。系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量和效率比較高，不僅能夠在很大的范圍內(nèi)進(jìn)行交通的管理，而且交通運(yùn)輸管理服務(wù)水平比較高，能夠?qū)^(qū)域內(nèi)的交通情況進(jìn)行全方位的實(shí)時(shí)控制，采集到的數(shù)據(jù)信息更加的準(zhǔn)確全面。目前在進(jìn)行智能交通系統(tǒng)建設(shè)的過程中，主要存在車路協(xié)同系統(tǒng)和交通誘導(dǎo)系統(tǒng)以及公交優(yōu)先系統(tǒng)、智能停車系統(tǒng)和視頻監(jiān)控系統(tǒng)等內(nèi)容[3]。

在科技不斷發(fā)展的過程中，云計(jì)算技術(shù)和大數(shù)據(jù)等技術(shù)，已經(jīng)應(yīng)用到了智能交通系統(tǒng)的建設(shè)中。這些先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的出現(xiàn)，為我國交通系統(tǒng)的智能化建設(shè)提供了強(qiáng)有力的支持。在未來智能交通系統(tǒng)的建設(shè)，將會(huì)變成一個(gè)集成化的系統(tǒng)。融合云計(jì)算和大數(shù)據(jù)技術(shù)之后，能夠建立集成化的交通監(jiān)控系統(tǒng)，指揮調(diào)度和車輛信息的監(jiān)管功能會(huì)變得更加強(qiáng)大。這種集成性的智能交通管理系統(tǒng)應(yīng)用效果非常好，系統(tǒng)還可以為公交車站等綜合性的場景建設(shè)提供相應(yīng)的信息，形成信息通用的平臺(tái)，使得居民的出行更加方便[4]。

這項(xiàng)系統(tǒng)的建設(shè)，可以為汽車服務(wù)行業(yè)的發(fā)展提供支持，可以實(shí)現(xiàn)信息服務(wù)和互聯(lián)網(wǎng)等多個(gè)領(lǐng)域的跨界融合，形成一個(gè)完善的交通生態(tài)圈。在這個(gè)基礎(chǔ)上，促進(jìn)智能交通系統(tǒng)的融合性發(fā)展。隨著智能化交通系統(tǒng)的不斷應(yīng)用，在實(shí)踐的過程中，還可以建設(shè)5G和云數(shù)據(jù)大腦。未來在進(jìn)行智慧交通體系建設(shè)時(shí)，這些技術(shù)的應(yīng)用都是不可缺少的。我國在進(jìn)行交通體系建設(shè)的過程中，不僅應(yīng)用了當(dāng)前最為先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，而且在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，對交通系統(tǒng)的功能進(jìn)行了完善和優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了綜合技術(shù)的應(yīng)用。這種建設(shè)形式可以進(jìn)一步增強(qiáng)城市的交通管理能力，為運(yùn)輸行業(yè)的發(fā)展提供了技術(shù)的支持，盡可能減少交通事故的發(fā)生[5]。

3 5G技術(shù)在智慧交通中的具體應(yīng)用

5G技術(shù)比傳統(tǒng)的4G通信技術(shù)更先進(jìn)，因此將這項(xiàng)技術(shù)運(yùn)用到智慧交通的建設(shè)中，可以獲取更加全面的信息。將這項(xiàng)技術(shù)與云計(jì)算技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)以及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、人工智能技術(shù)進(jìn)行融合。這些新一代的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)給予了5G技術(shù)更廣闊的發(fā)展前景，可以對高速公路進(jìn)行全面透徹的感知，而且數(shù)據(jù)的獲取更加準(zhǔn)確及時(shí)，能夠?qū)γ總€(gè)路段的車輛和結(jié)構(gòu)物的情況進(jìn)行實(shí)時(shí)的掌握，并且對其發(fā)展趨勢進(jìn)行精確的預(yù)算。根據(jù)這項(xiàng)技術(shù)的特點(diǎn)，可以將其應(yīng)用到特定的場景中[6]。

3.1 無人駕駛技術(shù)

要想實(shí)現(xiàn)無人駕駛，必須在互聯(lián)網(wǎng)中傳入更大的數(shù)據(jù)，才能保證車輛的正常運(yùn)行。但是應(yīng)用4G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)無法滿足龐大的數(shù)據(jù)要求，在5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研發(fā)之后，這項(xiàng)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)的廣闊覆蓋、熱電容量更高、能耗比較低。在進(jìn)行連接時(shí)，不會(huì)存在較長時(shí)間的延遲，這項(xiàng)技術(shù)還可以對無人駕駛過程中，產(chǎn)生的龐大數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的傳輸和系統(tǒng)化的處理，能夠提供更加精確的地圖定位，運(yùn)算形式更加復(fù)雜，能夠促進(jìn)無人駕駛的安全穩(wěn)健發(fā)展[7]。

3.2 交通的智慧管控

5G技術(shù)的應(yīng)用改變了視頻監(jiān)控的形式，傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控是通過本地的緩存和分析上傳照片，這種形式比較落后。在進(jìn)行新技術(shù)應(yīng)用的過程中，不僅可以對違章車輛的軌跡進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測，還可以通過后臺(tái)對事故現(xiàn)場的處理進(jìn)度進(jìn)行全面的管理，提高了交通態(tài)勢的管理效率。這種實(shí)時(shí)感知模式，可以輔助城市的交通治理。經(jīng)過研究表明，5G網(wǎng)絡(luò)的上傳速率正在不斷的提高，可以滿足多路高清視頻同時(shí)上傳的要求，能夠深度落實(shí)智慧交通的建設(shè)。使用警用無人機(jī)可以對違章事故進(jìn)行抓拍，還可以設(shè)置流動(dòng)抓拍，這些違章的數(shù)據(jù)，可以實(shí)時(shí)的傳輸?shù)浇煌ㄖ笓]中心，還可以對道路交通流量進(jìn)行實(shí)時(shí)的掌控。將這些數(shù)據(jù)信息傳送到指揮中心，在電子屏上對道路狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)的傳送，避免路段的擁堵[8]。

3.3 車路協(xié)同系統(tǒng)的建設(shè)

智能車路協(xié)同系統(tǒng)的建設(shè)，主要是實(shí)現(xiàn)人流車輛道路的系統(tǒng)協(xié)調(diào)，還可以實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)的聯(lián)網(wǎng)控制。交通網(wǎng)絡(luò)和信息可以進(jìn)行交互，而且存在多種模式。在進(jìn)行智能車路協(xié)同建設(shè)的過程中，無線通信網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用是非常重要的。隨著5G技術(shù)的不斷發(fā)展，智能車路協(xié)同系統(tǒng)的建設(shè)變得更加完善，各個(gè)環(huán)節(jié)都非常精密，而且能夠促進(jìn)路網(wǎng)和傳感網(wǎng)以及控制網(wǎng)的深度融合。在對數(shù)據(jù)進(jìn)行管理的過程中，建設(shè)了信息化的平臺(tái)，不同等級(jí)的智能車輛能夠在同一個(gè)路段上同時(shí)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了車輛道路的協(xié)調(diào)發(fā)展。

3.4 智慧數(shù)字標(biāo)示牌的設(shè)置

5G技術(shù)研發(fā)完成之后，推動(dòng)了道路智慧標(biāo)識(shí)的建設(shè)和應(yīng)用。道路標(biāo)示在發(fā)展的過程中，已經(jīng)進(jìn)行了數(shù)字化和智能化的發(fā)展。在未來進(jìn)行道路標(biāo)示和紅綠燈建設(shè)時(shí)，能夠根據(jù)道路的情況，對車輛的運(yùn)行和人流的通行時(shí)間進(jìn)行智能化的協(xié)調(diào)控制。

3.5 無障礙收費(fèi)功能

高速公路出現(xiàn)擁堵問題，是受到了多種因素的影響。其中車輛的收費(fèi)，是導(dǎo)致?lián)矶碌闹饕?。在進(jìn)行電子收費(fèi)建設(shè)時(shí)要實(shí)現(xiàn)全覆蓋，才能促進(jìn)無障礙收費(fèi)工作的發(fā)展。建設(shè)專屬的ETC通道，相關(guān)的平臺(tái)系統(tǒng)，可以對車輛的行駛情況進(jìn)行精確的定位。而且在進(jìn)行自動(dòng)計(jì)費(fèi)時(shí)，相關(guān)路段可以對行駛汽車的高速路費(fèi)信息進(jìn)行自動(dòng)的結(jié)算，跨省域收費(fèi)也可以納入到自動(dòng)結(jié)算體系中。車輛在行駛的過程中，可以接收到電子收費(fèi)信息。車主在登錄網(wǎng)站之后，能夠進(jìn)行電子的交費(fèi)，不需要停車交費(fèi)。一旦高速公路無障礙收費(fèi)工作實(shí)現(xiàn)了全網(wǎng)的覆蓋，在進(jìn)行高速公路建設(shè)時(shí)，就可以取締抬杠，進(jìn)行無杠通道建設(shè)，車輛可以快速地通行。

3.6 道路意外情況的預(yù)測和識(shí)別

智能交通管理系統(tǒng)的建設(shè)，需要對各項(xiàng)功能進(jìn)行完善。其中的道路意外情況識(shí)別功能，可以為智能交通管理提供數(shù)據(jù)支持。在5G網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用背景下，未來的攝像頭設(shè)備會(huì)變得更加智能，能夠?qū)Φ缆飞系能囕v圖像進(jìn)行結(jié)構(gòu)化的分析。在事故問題沒有發(fā)生之前，能夠?qū)囕v短時(shí)間內(nèi)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測和感知，避免出現(xiàn)車輛碰撞，導(dǎo)致安全事故的發(fā)生?？梢圆捎枚喾N手段對事故問題進(jìn)行干預(yù)，包括人工智能視頻分析等技術(shù)，都可以對高速公路運(yùn)行過程中的一些意外情況進(jìn)行預(yù)警，從而實(shí)現(xiàn)交通事故的多狀態(tài)識(shí)別和干預(yù)，避免自動(dòng)駕駛過程中出現(xiàn)事故問題。這種預(yù)測和識(shí)別能力是安全防護(hù)事業(yè)未來幾年的發(fā)展重點(diǎn)。

3.7 智慧停車場的建設(shè)

智能停車場的建設(shè)，需要融合互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及大數(shù)據(jù)技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)和智能終端等新型的科技設(shè)備，還要對現(xiàn)有的技術(shù)應(yīng)用形式進(jìn)行創(chuàng)新，才能提高車輛的管理效能。杠桿調(diào)節(jié)的建設(shè)變得更加經(jīng)濟(jì)，能夠提高停車泊位的利用率，有效緩解了停車?yán)щy等問題，為文明城市和智慧城市的建設(shè)，提供了有效的支持。

4 結(jié)語

綜上所述，5G技術(shù)的容量比較高，延時(shí)低，存在超高度的特點(diǎn)，在應(yīng)用時(shí)更加安全可靠。在進(jìn)行智慧交通建設(shè)時(shí)，融合5G技術(shù)可以獲取更加清晰的信息數(shù)據(jù)。無論是對車輛和道路進(jìn)行管理，還是對車輛與車輛進(jìn)行管理時(shí)，相關(guān)的物聯(lián)網(wǎng)信息會(huì)變得更加完善，能夠?qū)^(qū)域內(nèi)的交通情況進(jìn)行智能的描繪。當(dāng)前在進(jìn)行5G技術(shù)應(yīng)用的過程中，已經(jīng)研發(fā)出了無人駕駛的汽車，還存在道路情況的預(yù)測和智慧停車等功能，促進(jìn)交通系統(tǒng)進(jìn)行了智能化的發(fā)展。