基于5G技術(shù)的遼寧省智慧交通系統(tǒng)發(fā)展研究

郭莉莉 辛勝利 魏惠芳

摘要：隨著5（J技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，人們對(duì)消費(fèi)、出行、民生等的要求越來越高。在5G和“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代背景下，傳統(tǒng)的城市交通結(jié)構(gòu)、道路容量、交通控制管理設(shè)施等必將發(fā)生革命性的變化，推動(dòng)城市智慧交通系統(tǒng)發(fā)展勢(shì)在必行。智慧交通作為一種新型的交通運(yùn)輸管理模式，對(duì)于進(jìn)一步提高相關(guān)部門的交通管理能力，全方位推進(jìn)智慧城市的建設(shè)都具有非常重要的作用。遼寧省作為我國東北重要的省份，更是需要完善智慧交通系統(tǒng)，遼寧省交通的智慧化程度越高，人們的生活幸福度就越高。

關(guān)鍵詞：5G技術(shù);智慧交通;大數(shù)據(jù);人工智能

中圖法分類號(hào)：TP393

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Research on development of Liaoning intelligent transportation systembased on 5G technology

GUO Lilj l ， XIN Shengli 2 ， WEI Huifang 1

（ l. Dcpartment of Information and Control Engineering， Shenyang Urban Construction Univcrsity， Shenyang 110167， China：2. Shenyang Urban and Rural Development Service Centre， Shenyang 110001， China）

Abstract： With the development and application of 5G communication technology， people in ourcountry demand more and more high quality of life， such as consumption， travel and people'slivelihood.Under the background of 5G and "Internet+ " era， traditional urban traffic structure， roadcapacity， traffic control and management facilities will definitely have revolutionary changes， and it isimperative to promote the development of urban intelligent transportation system. As a newtransportation management mode， smart transportation plays a very important role in furtherimproving the government's traffic management ability and comprehensively promoting theconstruction of smart cities. As an important province in northeast China， Liaoning province needs toimprove its intelligent transportation system. The higher the intelligent degree of transportation inLiaoning province is， the higher the happiness of people's life will be.

Key words： 5G technology， intelligent transportation， big data， artificial intelligence

1 前言

在我國城市化進(jìn)程中，智慧城市的出現(xiàn)使人們的生活更加便捷，城市的發(fā)展和運(yùn)作模式也更加高效。在智慧城市的發(fā)展中，智慧交通起著非常重要的樞紐作用。隨著5G技術(shù)的高速發(fā)展，將其更加充分地應(yīng)用于智慧城市建設(shè)中，結(jié)合大數(shù)據(jù)技術(shù)、車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、人工智能技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)等，能有效提高城市交通的發(fā)展水平，可以有效應(yīng)對(duì)由于城市發(fā)展帶來的交通擁堵等現(xiàn)象，使人們的出行更加便捷和高效。

遼寧省是東北地區(qū)唯一的既沿海又沿邊的省份，也是中國最早實(shí)行對(duì)外開放政策的沿海省份之一，被譽(yù)為“共和國長子”“東方魯爾”。遼寧省構(gòu)建智慧交通系統(tǒng)有著重要意義。

2 研究背景

“十三五”期間，遼寧省的智慧交通取得了一定成績，對(duì)于重大戰(zhàn)略決策進(jìn)行了全面貫徹落實(shí)，從高速公路、高鐵、碼頭、國道等多個(gè)方面，初步實(shí)現(xiàn)了交通管理的數(shù)字化、信息化和智能化[1]。

目前，遼寧省初步建立了多元化的交通誘導(dǎo)體系，包括交通廣播的實(shí)時(shí)路況報(bào)到、交通誘導(dǎo)信息屏、微博、微信公眾號(hào)、APP等，使人們的出行更加快捷、高效。

雖然沈陽市的智慧交通發(fā)展取得了一定的成績，但與國際大都市的先進(jìn)智慧交通水平相比仍存在一定不足，包括基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、信息共享、數(shù)據(jù)深度挖掘、功能多樣化、緊急事件處理等方面，亟須加快關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)施升級(jí)改造，加大應(yīng)用推廣和人才培養(yǎng)力度，促進(jìn)智慧交通系統(tǒng)的完善和發(fā)展。

3 5G技術(shù)的特點(diǎn)

“5G”時(shí)代，智慧交通系統(tǒng)發(fā)展是必要的。在智慧交通的建設(shè)中應(yīng)用了很多創(chuàng)新性技術(shù)，其中涉及物聯(lián)網(wǎng)控制技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)、人工智能技術(shù)、通信技術(shù)等。將5G技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、人工智能技術(shù)等相結(jié)合，能夠更好地實(shí)現(xiàn)交通系統(tǒng)的智能化，并且解決各種現(xiàn)實(shí)問題。

相比于4G技術(shù)，5G技術(shù)更加先進(jìn)，主要體現(xiàn)在三個(gè)方面，即極高的速率、極大的容量、極低的時(shí)延。在智慧交通系統(tǒng)中，5G技術(shù)與大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、云計(jì)算等技術(shù)下行結(jié)合，可以及時(shí)獲取更加全面的信息，全面、透徹感知交通路況，更加準(zhǔn)確和及時(shí)獲取每個(gè)路段的車流等數(shù)據(jù)，同時(shí)也能進(jìn)行路況預(yù)測(cè)。

在智慧交通系統(tǒng)中，5G技術(shù)可以提供更加精準(zhǔn)的地圖定位，對(duì)交通進(jìn)行智慧管控，進(jìn)行違章車輛的軌跡監(jiān)測(cè)、事故現(xiàn)場(chǎng)的后臺(tái)操作，建設(shè)車路協(xié)同系統(tǒng)，設(shè)置智慧數(shù)字標(biāo)示牌，進(jìn)行車流量顯示、智能收費(fèi)、智慧停車場(chǎng)建設(shè)等。

4 遼寧省智慧交通系統(tǒng)發(fā)展的對(duì)策及建議

4.1 加強(qiáng)交通數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)建設(shè)

為了更好地發(fā)展、建設(shè)與應(yīng)用遼寧省智慧交通系統(tǒng)，需要對(duì)相應(yīng)信息系統(tǒng)進(jìn)行建設(shè)，主要是做好以下幾個(gè)方面的工作：通過分布在各個(gè)路段的硬件系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的采集、上傳、發(fā)布，并采用智能算法對(duì)交通流量進(jìn)行預(yù)測(cè);需要對(duì)大數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，以實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)信息在不同區(qū)域或不同應(yīng)用下能進(jìn)行數(shù)據(jù)共享。結(jié)合遼寧省內(nèi)14個(gè)地級(jí)市、16個(gè)縣級(jí)市、17個(gè)縣、8個(gè)自治縣的行政管理區(qū)域特點(diǎn)和交通設(shè)施的特點(diǎn)，根據(jù)相關(guān)部門工作屬性和數(shù)據(jù)庫建立的差異，合理利用與整合大數(shù)據(jù)資源，建立完善的智慧交通數(shù)據(jù)信息庫與功能完整的系統(tǒng)，提高智慧交通中大數(shù)據(jù)資源的合理利用率和整體服務(wù)能力，使遼寧省居民無論是在當(dāng)?shù)剡€是在省內(nèi)的出行都更加便捷、安全和高效。

4.2 創(chuàng)新和完善智慧交通技術(shù)體系

遼寧省智慧交通的發(fā)展對(duì)5G、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的應(yīng)用提出了客觀需求，需要采用“政、企、學(xué)、研、用”相結(jié)合的創(chuàng)新發(fā)展機(jī)制，構(gòu)建與完善城市智慧交通的技術(shù)創(chuàng)新體系[2]。認(rèn)真貫徹相關(guān)部門發(fā)布的各種有關(guān)技術(shù)創(chuàng)新的獎(jiǎng)勵(lì)政策，激發(fā)交通科技工作人員的創(chuàng)新熱情和主動(dòng)性，促使其更加積極地投入到智慧交通關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)和創(chuàng)新平臺(tái)的建設(shè)中來。積極參與科研院所、國有企業(yè)等右創(chuàng)新潛力平臺(tái)的研究與建設(shè)，同時(shí)也要吸引一些民營企業(yè)或資本參與，進(jìn)一步加快智慧交通關(guān)鍵技術(shù)的突破和發(fā)展，推動(dòng)遼寧省智慧交通的全面建設(shè)與深度發(fā)展。

4.3 加強(qiáng)5G技術(shù)與車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的融合

車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是利用設(shè)置在車上的傳感器裝置，通過移動(dòng)通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)、導(dǎo)航技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等實(shí)現(xiàn)汽車、道路、駕駛員和乘客、交通設(shè)施、智慧城市的互聯(lián)，能夠?qū)崿F(xiàn)車輛信息的實(shí)時(shí)通信和有效的智能化管理。5G技術(shù)的飛速發(fā)展對(duì)車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有很大的促進(jìn)作用，而車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)智慧交通也起到了積極的促進(jìn)作用。

車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)是一個(gè)非常龐大的傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。在龐大的車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，車輛本身也可以作為其中一個(gè)節(jié)點(diǎn)，通過5G技術(shù)建立車與車、車與路、車與設(shè)施之問的互聯(lián)。對(duì)司機(jī)的駕駛可以起到非常好的輔助作用，提升智慧交通大數(shù)據(jù)傳輸?shù)男?，促進(jìn)車聯(lián)網(wǎng)和智慧交通的發(fā)展。

4.4 加強(qiáng)智慧交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)

在智慧交通系統(tǒng)中，需要進(jìn)行頂層設(shè)計(jì)，加強(qiáng)交通監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)，包括圖像識(shí)別系統(tǒng)、超聲波測(cè)速系統(tǒng)、電子警察系統(tǒng)、交通事件事故視頻檢測(cè)系統(tǒng)、交通信號(hào)控制系統(tǒng)等。各個(gè)子系統(tǒng)協(xié)同合作，構(gòu)成智慧交通系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。各子系統(tǒng)的建設(shè)為智慧交通提供了數(shù)據(jù)支撐，增強(qiáng)了道路交通的通行能力，若有交通事故或者突發(fā)狀況能夠及時(shí)進(jìn)行反饋與處理，為智慧交通的發(fā)展、規(guī)劃、管理提供有力的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。

4.5 大數(shù)據(jù)技術(shù)在智慧交通系統(tǒng)中的應(yīng)用

將大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用在智慧交通中，可以根據(jù)智慧交通總體結(jié)構(gòu)和對(duì)數(shù)據(jù)類型、結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)量等的需要，整合交通數(shù)據(jù)，如高速公路、城市公交、鐵路運(yùn)輸、私家車、共享車等。龐大的大數(shù)據(jù)信息庫給交通系統(tǒng)賦予“智能化”起到了非常關(guān)鍵的作用，再利用云計(jì)算、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，可以真正形成智慧交通體系[3]。

智慧交通中的關(guān)鍵技術(shù)是大數(shù)據(jù)技術(shù)、人工智能技術(shù)。這些關(guān)鍵技術(shù)有助于共享數(shù)據(jù)信息、建立綜合性的智慧交通管理體系，對(duì)交通資源的管理、行車安全性的提升、交通事故處理的及時(shí)性等方面都起到了積極的促進(jìn)作用。大數(shù)據(jù)技術(shù)在智慧交通系統(tǒng)中可以有以下方面的應(yīng)用。

（1）能夠有效緩解城市交通擁堵

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及人們生活水平的提高，遼寧省城市汽車的保有量不斷增加。利用大數(shù)據(jù)技術(shù)和人工智能、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、LBS等技術(shù)相結(jié)合，可以對(duì)城市道路擁堵情況進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)，實(shí)時(shí)進(jìn)行總體調(diào)整，尤其是城市公交，通過大數(shù)據(jù)調(diào)流可以保障按時(shí)到站：對(duì)于私家車，也可以通過APP、城市交通廣播等手段進(jìn)行調(diào)流，提高人們的出行效率。

（2）對(duì)交通違法行為進(jìn)行有效監(jiān)控

通過大數(shù)據(jù)技術(shù)的支持，如果出現(xiàn)超速、不系安全帶、接打電話、闖紅燈等違法行為，監(jiān)控系統(tǒng)會(huì)第一時(shí)問進(jìn)行抓拍，抓拍后的圖像數(shù)據(jù)信息量龐大。在智慧交通中，將大數(shù)據(jù)技術(shù)與人工智能技術(shù)、云計(jì)算等技術(shù)相結(jié)合，對(duì)交通違法行為進(jìn)行智能分析，可以利用圖像識(shí)別等算法，結(jié)合車輛信息，提高效率，從而有效減少違法行為。

（3）對(duì)路況進(jìn)行智能分析

可以利用道路上的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，結(jié)合傳感器技術(shù)，實(shí)時(shí)獲取道路事故、積水、施工、結(jié)冰等安全隱患，并將相關(guān)信息通過通信技術(shù)及時(shí)上傳到智慧交通管理系統(tǒng)，然后由智慧交通管理系統(tǒng)發(fā)布信息，從而為出行者提供準(zhǔn)確信息。

4.6 加強(qiáng)人工智能技術(shù)在智慧交通系統(tǒng)中的應(yīng)用

（l）控制車流

隨著我國汽車保有量迅速增加，為了防止城市道路擁堵，可以通過人工智能技術(shù)進(jìn)行車流控制。在智慧交通控制與預(yù)測(cè)系統(tǒng)中，利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，結(jié)合遺傳算法、專家系統(tǒng)等智能算法，落實(shí)算法與技術(shù)的融合工作，能夠有效對(duì)城市交通網(wǎng)絡(luò)擁堵狀況進(jìn)行預(yù)測(cè)和控制車流量，提高人們的出行效率。

（2）智能調(diào)度城市公交

在城市公交系統(tǒng)中，采用人工智能技術(shù)，結(jié)合北斗定位技術(shù)，可以對(duì)公交車進(jìn)行完整的線路記錄。而車內(nèi)乘客的IC卡和掃碼乘公交系統(tǒng)也可以記錄不同路段不同時(shí)間的客流量。結(jié)合大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行分析，就可以進(jìn)行有效調(diào)控，以提高公交出行效率[4]。

（3）完善智能化地圖

目前，手機(jī)APP里有“百度地圖”和“高德地圖”等，給人們的出行帶來了很多便利。在智能地圖中，加人人工智能技術(shù)，可以大大提高地圖的智能化水平，提高智能化地圖的準(zhǔn)確性，及時(shí)提醒擁堵路況信息，保證駕駛員切換最佳路線，也能為駕駛員提供最便捷、順暢的出行參考路線，有效減少城市交通擁堵。

（4）有效控制行人和非機(jī)動(dòng)車的交通違法行為

在城市慢行交通系統(tǒng)中存在行人或者非機(jī)動(dòng)車闖紅燈等現(xiàn)象，利用人工智能技術(shù)可以有效減少相關(guān)違法行為。如果該系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)闖紅燈行為，可以通過攝像頭對(duì)行人進(jìn)行抓拍，并進(jìn)行人臉識(shí)別，進(jìn)入后臺(tái)數(shù)據(jù)庫即可進(jìn)行查詢、統(tǒng)計(jì)、警告、處罰等;若發(fā)現(xiàn)行人和非機(jī)動(dòng)車有違法行為也可以通過語音功能進(jìn)行警示。在人工智能技術(shù)的支持下，可以大大提高行人和非機(jī)動(dòng)車的安全性。

4.7 遼寧省建設(shè)智慧型高速公路

遼寧省正逐步加強(qiáng)省內(nèi)高速公路的智慧建設(shè)，多方面促進(jìn)高速公路的信息化建設(shè)，提高現(xiàn)代化管理水平，利用5G技術(shù)結(jié)合現(xiàn)代化的管理手段提高省內(nèi)高速公路的運(yùn)營和社會(huì)效益。

（1）加強(qiáng)各級(jí)管理機(jī)構(gòu)的合作

通過5G技術(shù)可以使高速公路相關(guān)系統(tǒng)之間協(xié)同合作，提高工作效率，保證安全性。比如，與氣象部門進(jìn)行協(xié)同合作，若出現(xiàn)降雪、霜凍或者大霧天氣，一定要及時(shí)預(yù)警，做好防范;若部分路段在進(jìn)行維修，也需要提前上報(bào)，并由系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)布相關(guān)信息，避免出現(xiàn)事故或者擁堵等現(xiàn)象。

（2）提高高速公路的安全性

通過智慧交通系統(tǒng)，相關(guān)人員在出現(xiàn)事故的第一時(shí)間與其進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，開展救援、封鎖道路、發(fā)布信息等，避免由于事故引起的擁堵或者二次事故：加強(qiáng)對(duì)應(yīng)急車道的監(jiān)控，如果機(jī)動(dòng)車占用應(yīng)急車道，可以準(zhǔn)確獲取車輛信息，將其加人數(shù)據(jù)庫“黑名單”，并及時(shí)發(fā)布處理信息，保障生命通道的暢通。

（3）智能檢測(cè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)

可以通過物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)自動(dòng)排查設(shè)備的故障，減少高速公路的安全隱患，以此避免人工排查等工作方式的效率低、容易出現(xiàn)誤查、漏查等現(xiàn)象[5]。

4.8 加強(qiáng)對(duì)國道、省道、縣道、鄉(xiāng)道的智能化建設(shè)

除了高速公路，國道、省道、縣道、鄉(xiāng)道也與人們的出行息息相關(guān)。有些地區(qū)的道路由于地勢(shì)、路況等原岡，事故率較高。這些道路的智能化建設(shè)主要包括硬件基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和智能化系統(tǒng)建設(shè)。要布置多點(diǎn)位的攝像頭和測(cè)速裝置，加果出現(xiàn)違章或超速等現(xiàn)象，能夠通過智慧交通系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)反饋和處理：也可以布置信息顯示屏，對(duì)于超速等違章現(xiàn)象能夠及時(shí)進(jìn)行顯示，并做出預(yù)警，同時(shí)顯示彎道、坡道等路況信息。

5 結(jié)語

遼寧省的智慧交通系統(tǒng)建設(shè)在相關(guān)部門的大力支持下已經(jīng)取得了一定成果。在大數(shù)據(jù)、人工智能、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)的支持下，遼寧省的智慧交通系統(tǒng)使人們出行更加方便快捷，而且會(huì)不斷進(jìn)行優(yōu)化和改善，使人們的出行和生活更加高效。同時(shí)，對(duì)車流進(jìn)行智能調(diào)控，可以有效解決交通擁堵問題，提高智慧交通系統(tǒng)的綜合利用效率。

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作者簡介：

郭莉莉（1982-），碩士，研究方向：物聯(lián)網(wǎng)、智能控制。

基金項(xiàng)目：遼寧省教育廳2020年度科學(xué)研究經(jīng)費(fèi)項(xiàng)目：構(gòu)建“5G”時(shí)代遼寧智慧交通系統(tǒng)對(duì)策研究（LJKX202014）