5G時代下智慧交通的發(fā)展趨勢及框架構(gòu)建

祁朋志

社會經(jīng)濟(jì)水平的不斷提升，促使5G技術(shù)成為當(dāng)前發(fā)展網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的最關(guān)鍵元素，其不僅能夠滿足人們高質(zhì)量工作生活的需求，還逐漸成為各個行業(yè)信息化發(fā)展的最主要選擇。智慧城市背景下，將5G技術(shù)融入智慧交通的建設(shè)中，將各類龐大的交通數(shù)據(jù)進(jìn)行整合轉(zhuǎn)化，有助于輔助人們對實時交通路況的分析與判斷。同時，5G技術(shù)還能進(jìn)一步完善交通建設(shè)，推動智慧城市的發(fā)展。為此，本文通過分析5G時代下智慧交通的發(fā)展趨勢，并就其構(gòu)建內(nèi)容和應(yīng)用途徑等展開探討，旨在為智慧城市的構(gòu)建提供幫助。

一、概念闡述

（一）5G技術(shù)

5G技術(shù)是當(dāng)前最新的移動通信技術(shù)，其已經(jīng)具備較為完善的支持體系，“Gbps 用戶體驗速率”是5G技術(shù)的標(biāo)志性能力指標(biāo)[1]。5G技術(shù)具備超密的集組網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和新型的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，屬于第五代核心技術(shù)，不僅顯著提高了數(shù)據(jù)信息的傳輸速度，實現(xiàn)了低時延，還擴(kuò)大了傳輸容量，為各個行業(yè)提供全面優(yōu)化的上網(wǎng)效率。5G技術(shù)滿足了多樣化的應(yīng)用場景需求，國際電信聯(lián)盟定義了5G技術(shù)的三大類應(yīng)用場景，即增強(qiáng)移動寬帶、超高可靠低時延通信和海量機(jī)器類通信。同時指出了5G技術(shù)的八大關(guān)鍵性能指標(biāo)，主要面向了智慧城市、工業(yè)控制、環(huán)境監(jiān)測等以傳感和數(shù)據(jù)采集為目標(biāo)的不同行業(yè)應(yīng)用需求。

（二）智慧交通

智慧交通也被稱之為智能運輸，其是建立在物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)、人工智能等多個信息領(lǐng)域基礎(chǔ)上的，且這些領(lǐng)域在不斷地優(yōu)化融合。智慧交通具備了較強(qiáng)的技術(shù)特征，能夠?qū)Ω鱾€先進(jìn)的信息技術(shù)展開有效充分的應(yīng)用，通過對交通管理、交通運輸、公眾出行等方面實現(xiàn)全過程管控，強(qiáng)化了對城市區(qū)域的感知、互聯(lián)、分析等能力，進(jìn)而持續(xù)提高交通系統(tǒng)的運行效率和管理水平，保障了交通安全，以此輔助交通領(lǐng)域的發(fā)展，為可持續(xù)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展服務(wù)。

二、5G時代下智慧交通的發(fā)展趨勢

（一）高效利用下一代無線寬帶傳輸技術(shù)

從5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)出發(fā)構(gòu)建智慧交通，能夠全方位、深層次地將信息技術(shù)、傳感器技術(shù)、人工智能技術(shù)、云計算技術(shù)等實現(xiàn)有機(jī)整合與應(yīng)用，由此合理確定交通運輸工具，實時分析交通路況，保障各個交通參與者的正常進(jìn)行，構(gòu)建出開放的動態(tài)化交通管理系統(tǒng)，持續(xù)提高管理水平[2]。同時，應(yīng)用5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，還能實現(xiàn)對交通環(huán)境的及時分析和協(xié)同處理，預(yù)測可能存在的安全隱患，保證交通安全，并為所有的交通參與者提供智能化、便捷化的服務(wù)。在未來的發(fā)展進(jìn)程中，智慧交通還會重視應(yīng)用下一代無線寬帶技術(shù)，也就是通過5G無線寬帶網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的使用，進(jìn)一步提高智能交通系統(tǒng)的智能化。如此不僅能實現(xiàn)人工智能和寬帶通信技術(shù)的深度融合，最大限度地發(fā)揮應(yīng)用價值，還能合理應(yīng)用虛擬化思維，在系統(tǒng)中搭建多元化的模型，有效地對各個交通組織實現(xiàn)科學(xué)規(guī)劃和高效管理，避免嚴(yán)重交通事故的發(fā)生，持續(xù)提升交通通行質(zhì)量，推動智慧城市發(fā)展。

（二）進(jìn)一步提高智慧交通發(fā)展水平

首先，5G技術(shù)的應(yīng)用能夠在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上完善智慧交通系統(tǒng)，由技術(shù)人員結(jié)合現(xiàn)實發(fā)展需求，檢核更具完善性的智慧網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，不僅能夠?qū)煌ü芸睾侠砜刂?，還能形成長效運行機(jī)制，方便人們的出行，為人們的工作生活提供高質(zhì)量、穩(wěn)定性的服務(wù)。其次，在5G技術(shù)的應(yīng)用中，通過智慧交通和其他領(lǐng)域的聯(lián)結(jié)發(fā)展，可以拓展智能技術(shù)的覆蓋面，提高其影響力，進(jìn)而構(gòu)建全面的管理格局，推動智慧城市的構(gòu)建提升。將5G技術(shù)和云計算技術(shù)等整合起來，能夠?qū)φ麄€交通運輸系統(tǒng)的海量數(shù)據(jù)實時收集和分析計算，將各類數(shù)據(jù)上傳到數(shù)據(jù)庫中，應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)把握其中的變化規(guī)律。在該模式下，對傳感器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的合理開發(fā)與利用，最大限度地發(fā)揮車聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用效能，確保各項工作的順利進(jìn)行。此外，依托5G無線技術(shù)對智慧交通進(jìn)行組網(wǎng)設(shè)計，在云存儲的支持下高效開展各項工作，也能讓5G技術(shù)的作用被充分發(fā)揮出來，促進(jìn)交通領(lǐng)域的持續(xù)發(fā)展[3]。

三、5G時代下智慧交通的框架構(gòu)建

（一）智慧交通的作用

依托5G技術(shù)，將其和物聯(lián)網(wǎng)、云計算等核心技術(shù)相整合，實時采集和分析交通數(shù)據(jù)信息，為高質(zhì)量的交通管理工作提供強(qiáng)力的數(shù)據(jù)支持，方便后續(xù)工作的順利開展，智慧交通體系的作用可以細(xì)化如下。

1.提供數(shù)據(jù)支持。在智慧交通體系的構(gòu)建中，5G技術(shù)對于各類數(shù)據(jù)的處理能力是十分出色的。智慧交通的順利運行本身就需要大量的數(shù)據(jù)信息支持，從而才能發(fā)揮數(shù)據(jù)的應(yīng)用價值，把握其中的變化規(guī)律，有效減輕交通管控的負(fù)擔(dān)，不斷提高管控能力。依托數(shù)據(jù)資料收集和分析，開展準(zhǔn)確度更高、時效性更高的活動。

2.提供統(tǒng)一模式。交通運輸行業(yè)具有復(fù)雜性、突發(fā)性的特點，若不對交通運輸行業(yè)加以管控，則會暴露出很多問題，增加很多安全風(fēng)險。智慧交通體系的構(gòu)建能夠?qū)崿F(xiàn)統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一管理的模式，將交通運輸行業(yè)和其他領(lǐng)域關(guān)聯(lián)起來，共同構(gòu)建智慧城市，從頂層優(yōu)化設(shè)計，細(xì)化各個板塊，并為交通管理水平的提升和運轉(zhuǎn)效率的提升提供有力支持。

3.提供多樣化服務(wù)。在智慧交通體系的支持下，智慧城市的水平不斷提升，智慧交通能為人們的工作生活帶來更多便利，也能為各個行業(yè)的發(fā)展提供多樣化服務(wù)。企業(yè)單位可以在信息化平臺上直接查詢相關(guān)信息，同時各類交通服務(wù)也能即時下單順利開展，將智慧交通體系的優(yōu)勢最大程度地展現(xiàn)出來。

（二）智慧交通的框架構(gòu)建

依托5G技術(shù)構(gòu)建智慧交通體系，架構(gòu)示意圖如圖1所示。

圖1 5G下智慧交通體系架構(gòu)

基于這一架構(gòu)，又可以將智慧交通體系細(xì)化為數(shù)據(jù)中心、業(yè)務(wù)系統(tǒng)、應(yīng)用平臺三大板塊。

其中，數(shù)據(jù)中心是整個體系的核心，其不僅能夠?qū)χ腔劢煌w系的各個功能提供支持，發(fā)揮功能的應(yīng)用優(yōu)勢，還能在共建共享的基礎(chǔ)上，將各個社會資源實現(xiàn)整合與分析，不僅能夠為智慧交通業(yè)務(wù)的順利運行提供參考借鑒，還能滿足不同等級業(yè)務(wù)的現(xiàn)實需求，方便智慧交通體系內(nèi)部開展合理的監(jiān)控與管理，并全方位保障交通運行的順暢與安全。值得注意的是，在該板塊中，為了能進(jìn)一步提高智慧交通體系架構(gòu)的規(guī)范性，技術(shù)人員必須要關(guān)注數(shù)據(jù)中心的信息安全防護(hù)體系建設(shè)，采用先進(jìn)的信息技術(shù)，設(shè)置獨立的安防技術(shù)，并輔以各種密碼和用戶授權(quán)機(jī)制，規(guī)避數(shù)據(jù)中心故障，避免數(shù)據(jù)在傳輸使用的過程中出現(xiàn)丟失和損壞，確保智慧交通體系的各項功能不會受到負(fù)面影響。

業(yè)務(wù)系統(tǒng)涵蓋了視頻聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)、指揮應(yīng)急系統(tǒng)、誘導(dǎo)服務(wù)系統(tǒng)、北斗監(jiān)控系統(tǒng)。其中，視頻聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)是依靠各個監(jiān)控點，對各個區(qū)域?qū)崿F(xiàn)視頻監(jiān)控間的聯(lián)網(wǎng)，方便相關(guān)人員隨時查閱信息、調(diào)取資料，并為交通管理提供支持。視頻整合平臺和視頻聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)共同組成指揮中心，相關(guān)人員可以在該指揮平臺上對各個區(qū)域的交通突發(fā)事件進(jìn)行監(jiān)管，并在第一時間做出處理。指揮應(yīng)急系統(tǒng)負(fù)責(zé)應(yīng)對各類突發(fā)情況，并通過數(shù)字化的處理模式顯著提高智慧城市的應(yīng)急能力，有效降低交通運輸風(fēng)險。誘導(dǎo)服務(wù)系統(tǒng)則是通過定位浮動車輛，對不同的車輛基本信息、位置、時間點等進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和分析，由此實時反映各個路段的交通狀況，還能對交通狀況進(jìn)行預(yù)判，科學(xué)分析診斷交通流量[4]。北斗監(jiān)控系統(tǒng)則是對不同交通工具的所處位置、載重、行駛速度、行駛方向等信息進(jìn)行收集和監(jiān)控，能夠跟蹤對應(yīng)交通工具的運行軌跡，由此夯實智慧交通體系的構(gòu)建，為城市中的其他部門提供資料。

應(yīng)用平臺也涵蓋了四大板塊：基礎(chǔ)管理平臺、地圖信息平臺、資源整合平臺、視頻整合平臺。其中，基礎(chǔ)管理平臺是通過開展一數(shù)一源的設(shè)備基站基本管理，保障設(shè)備基站的順利運行，循序漸進(jìn)地提高其運行效率，并定期對其開展保養(yǎng)維護(hù)工作，延長其使用壽命。在該平臺的應(yīng)用中，能夠正確識別和控制訪問用戶的身份，為系統(tǒng)功能的實現(xiàn)提供支持。地圖信息平臺則是方便相關(guān)人員查詢地圖信息，方便交通參與者定位查詢，分析路線。通過對交通狀況的評估和預(yù)測，展現(xiàn)出不同城市、不同時間點、不同區(qū)域的交通狀況。資源整合平臺則是對相關(guān)交通運輸工具進(jìn)行資源整合，收集其地理位置、調(diào)度等信息，將數(shù)據(jù)信息采用統(tǒng)一規(guī)定的格式上傳，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的輸入和輸出，為相關(guān)人員提供決策參考。視頻整合平臺則是將智慧交通周圍的一切環(huán)境和條件，以視頻整合的形式實現(xiàn)信息共享，不僅能夠避免傳統(tǒng)信息傳輸過程中的失真、損壞等情況，還能直觀形象地展示交通情況，使得交通安全得到有效保障，視頻監(jiān)控系統(tǒng)的作用得到最大化的發(fā)揮[5]。

四、5G技術(shù)在智慧交通體系中的應(yīng)用路徑

（一）交通信息服務(wù)

在5G技術(shù)的支持下，智慧交通體系的建設(shè)可以實現(xiàn)對各個控制區(qū)域的信息傳輸功能，依托各類傳感器的支持，將各項數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)街付ǖ木W(wǎng)絡(luò)平臺中，從而對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行綜合處理分析。同時，依托各類信息化設(shè)備傳遞關(guān)鍵有用的信息，滿足人們的個性化需求。如該路段的交通是否擁堵、今天天氣情況如何、公交的換乘方式和實踐等等，人們可以在這些信息的指引下，提前制定出行計劃，靈活調(diào)整出行方案，最終到達(dá)目的地，獲得滿意的服務(wù)。此外，建設(shè)智能停車場，融合信息技術(shù)和智能終端，提高車輛管理效能。優(yōu)化杠桿調(diào)節(jié)模式，提高停車泊位的利用率，減少人工管理成本，有效緩解了停車?yán)щy等問題，為文明城市建設(shè)提供支持。

（二）智能交通管理

智慧交通管理的三要素是路、車、人，將5G技術(shù)和其他傳感器、人工智能技術(shù)等整合起來，能自動識別交通管理的目標(biāo)，還能自動檢測出各種違法行為，并在第一時間上傳到相關(guān)部門系統(tǒng)中，做出警示。例如，十字路口常常會設(shè)置紅綠燈，若紅綠燈的單次時間很長，則會容易出現(xiàn)道路擁堵的情況，造成道路資源浪費。所以，智慧交通體系就可以設(shè)置專門的智能信號燈系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以對道路狀況自動檢測，結(jié)合現(xiàn)實需求，發(fā)揮自適應(yīng)功能的優(yōu)勢，靈活調(diào)整紅綠燈的持續(xù)時間。如此，減少了道路堵塞情況，提高交通運輸效率。

（三）自動駕駛

5G技術(shù)在車輛自動駕駛中能發(fā)揮重要作用，在以往的車輛運行中，人們長時間的駕駛會增加疲憊感，加重身心壓力，增加不安全風(fēng)險隱患。自由駕駛的形式，能夠達(dá)到高效、環(huán)保、可靠、便捷的目的，這在智慧交通體系下得以實現(xiàn)。通常情況下，自動駕駛涉及感知、決策和執(zhí)行，自動駕駛汽車對周圍的環(huán)境自動感知，提取關(guān)鍵數(shù)據(jù)，結(jié)合5G技術(shù)對數(shù)據(jù)進(jìn)行智能化處理。如自動駕駛車輛和周圍車輛之間的距離是否處于安全范圍等。此外，交通管控中心還可以通過廣播發(fā)布信息，為駕駛員提供參考和服務(wù)，進(jìn)而幫助駕駛員全面了解前面路況的綜合情況，減少車輛碰撞事故的發(fā)生。

（四）應(yīng)急管理

城市交通的發(fā)展速度飛快，近年來，人們的出行要求越來越高，對于交通運輸?shù)墓芸毓ぷ饕灿兄煌囊庖姾徒ㄗh。為了保證人們的出行安全，減少交通事故的發(fā)生，就必須重視交通業(yè)的應(yīng)急管理。應(yīng)用5G技術(shù)，實現(xiàn)對各個交通路段的全面覆蓋，實時上傳并分析各個數(shù)據(jù)，一旦數(shù)據(jù)接近預(yù)設(shè)值，則需要立即做出處置措施。輔以各種類型的傳感器，對交通路段的溫度、煙霧、有毒氣體、火災(zāi)、危險品等自動檢測，若出現(xiàn)異常情況在第一時間向工作人員報警，由此相關(guān)部門可以在短時間內(nèi)派遣救援力量，也能對人流量的密度進(jìn)行監(jiān)控，及時疏散，縮小事故的負(fù)面影響范圍。

（五）公共交通

智慧城市建設(shè)中，公共交通是至關(guān)重要的一個板塊。將5G技術(shù)應(yīng)用于智慧公共交通中，搭建信息服務(wù)平臺，不僅能滿足不同人群的出行需求，對出行人群的動態(tài)行蹤進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和上傳，還能通過對客流量情況的掌握，更好地改善城市交通現(xiàn)狀。應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)展開數(shù)據(jù)分析工作，智慧交通系統(tǒng)可以自動發(fā)布地面公交和軌道交通換乘信息。人們可以通過手機(jī)查詢自己想要前往的目的地，并了解乘坐公共交通的方法和路線，提高人們的滿意度和幸福感。

（六）輔助監(jiān)控

近年來，隨著市場經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，物流行業(yè)也迎來了前所未有的發(fā)展機(jī)遇。各個企業(yè)都增加了運輸車輛，這也對城市交通提出了更高挑戰(zhàn)。尤其是一些承載重、型號大的商用車輛，若不加以管控則可能會造成嚴(yán)重后果。應(yīng)用5G技術(shù)對這些大型商用車輛的信息實時獲取，并了解駕駛員是否存在異常駕駛的行為，從而及時自動的對其行為作出警示，保障交通運輸?shù)陌踩玔6]。

（七）安全管理

安全是交通運輸業(yè)的生命線，若發(fā)生交通事故，不僅會造成大量的財產(chǎn)損失，還會危及人的生命。交通事故的發(fā)生往往和車速緊密聯(lián)系在一起，所以在智能交通建設(shè)中，5G技術(shù)的應(yīng)用可以對車輛的車速實施動態(tài)化監(jiān)測。基于視頻流量攝像頭、雷達(dá)等傳感器，判斷不同路段車輛的速度和安全值，并能及時提醒駕駛員，要求其降速、穩(wěn)定行駛。如此不僅能提高道路資源的利用率，還能從源頭上降低安全事故的發(fā)生概率。

（八）電子支付

5G技術(shù)可以應(yīng)用于各個交通運輸工具的電子支付場景中，在交通運輸工具上安裝ETC車載器，電子收費卡中不僅記錄了車輛的基本信息和車主信息，還能形成數(shù)據(jù)記錄，方便后續(xù)數(shù)據(jù)資源的追溯。車輛通過各個需要收費的地段時，ETC裝置可以和5G技術(shù)聯(lián)系，ETC和讀卡裝置的信息交換，由此能夠自動完成扣款流程，不需要車主及時減速或等待。5G技術(shù)在電子支付中的應(yīng)用，有效減少了繁忙交通地段的擁堵現(xiàn)象，不僅降低了現(xiàn)金收費成本，減少了人力資源，還有效規(guī)避了停車?yán)U費過程中的尾氣和噪聲污染。

結(jié)語

5G技術(shù)應(yīng)用于智慧交通中具有十分廣闊的發(fā)展前景，其不僅是社會發(fā)展的必然趨勢，也是智慧城市構(gòu)建的必然要求。在本文中，依托5G技術(shù)構(gòu)建了智慧交通體系，闡述了智慧交通體系的應(yīng)用價值，并探討5G技術(shù)的具體應(yīng)用途徑。為了保證智慧交通體系的功能優(yōu)勢得以凸顯，未來還必須要從綠色、和諧等視角展開深入探究，以此不斷提高全國各地智慧交通運輸管控的效率和成效，為我國經(jīng)濟(jì)水平的提升做好優(yōu)質(zhì)服務(wù)。