5G助力新型智慧城市與市政交通基礎設施發展的研究

胡哲卿

（天津市賽英工程建設咨詢管理有限公司）

1 引言

我國雖然在抗擊疫情和恢復生產方面取得了較好的成果，但面對疫情沖擊和全球經濟衰退的艱難局面，擴大有效內需，擴大消費刻不容緩，所以需要在補齊傳統基建的基礎上大力發展5G、人工智能、智慧城市等新型基建。以改革創新穩增長，發展創新型產業，培育新的經濟增長點。

2 疫情期間智慧城市發展存在的問題

疫情防控是檢驗智慧城市建設質量的有力場景，同時也形成了各地區加快城市智慧升級的重要推動力。在疫情災難面前，各地的智慧城市發展也暴露出一些問題：

①缺乏統一標準，智慧城市政策與體系尚未形成；

②缺乏系統性，沒有涉及全地域與全方位的信息管理、數據規模不足；

③數據聯通共享能力不足，數據系統相對封閉，信息孤島依然存在；

④系統應用范圍不廣，利用效率低，市場作用發揮不明顯。

這些問題的主要原因還是傳統固網寬帶和4G網絡無法應對多元、海量數據采集、傳輸與多樣化應用場景需求，急需具備萬物聯網、互聯互通能力的新一代通信網絡技術。

3 基于5G技術的市政交通行業應用場景

在現階段下，通過5G技術可實現便捷處理、寬泛聯系、信息化融合以及綠色高效可持續發展[1]。5G的誕生為智慧城市信息時代打造了一條“高速公路”。5G網絡的峰值理論傳輸速度比4G網絡的傳輸速度快數百倍。5G側重物聯網通信，將人與人、人與物、物與物連成一體，構成全新的信息化基礎設施。它的超高速率、超低時延、超大連接的特性也為實現智慧城市的萬物智聯帶來可能，更為各行各業，尤其是市政行業帶來生機。

根據市政行業各個末端應用的場景，配置靈活網絡資源，滿足了市政行業各個子項對不同應用場景的差異化需求。利用5G技術，為車與路、車與車之間的實時信息交互創造良好的環境[2]。充分發揮市政行業在城市公共建設與服務應用優勢，促使新型智慧城市平臺向更為開放的方向轉變。

基于5G的實時交通信息監測系統，可采用路側設備采集信息、輔以移動終端/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據融合的技術路徑，實現高速公路實時狀況信息獲取，為伴隨式信息服務、實時交通管理服務等應用提供支撐。

基于5G的伴隨式信息服務系統，利用各種定位技術獲取具備定位功能的設備當前所在位置，按照用戶個性化信息需求，主動通過無線互聯網向該設備提供信息資源和基礎服務。伴隨式信息服務的信息內容應由云控平臺統一規劃，統一數據交互方式，由路側外場設備、第三方出行服務平臺及車路協同設備等進行發布。

基于5G的車道級交通控制系統應通過沿線車道控制標志、FM廣播、移動終端、普通車輛車載終端、智能網聯汽車車載終端等多種方式實現。車道級交通控制應由云控平臺統一規劃，統一數據交互方式。

基于5G的自動駕駛支持，采用先進的傳感技術、網絡技術、計算技術及控制技術等，對道路和交通環境進行全面感知，并考慮不同的車輛自動化程度和不同的交通系統集成階段，高效實現感知、預測、決策和控制。

數字化作為新型智慧城市發展的核心，不但能為行業轉型提供支持，還能成為培育新產業、新業態的土壤，為行業經濟發展提供不竭的動力。

4 基于5G的市政交通基礎設施發展的關鍵因素

建設新型智慧城市已是立足各大城市發展實際，打造數字經濟的重大決策部署，已成為促進城市持續健康發展的重要戰略抉擇。市政行業作為城市基礎設施建設的先頭軍，要從職能出發，積極融合5G建設、從以下關鍵因素技術創新、攻堅克難，促進新型智慧城市落地。

4.1 完善行業標準規范與強化數據采集共享

智慧城市完善標準體系首要任務是加強新型智慧城市總體規劃體系編制，分門別類的制定專項規劃和行動計劃。在國家統籌推進下，我國已經持續深入參與了智慧城市國際標準化工作，初步搭建形成了我國智慧城市標準體系，涉及術語定義、參考模型、評價指標、支撐平臺、數據融合、基礎設施、頂層設計、運行管理等多個方面，讓智慧城市有規可依，避免建設的盲目性和資源浪費。

完善修訂有關智慧城市交通基礎設施標準化的同時，還要將采集設備、傳輸網絡等信息基礎設施納入市政工程有關的交通基礎設施工程建設內容，實現同步規劃、同步設計、同步建設、同步運維。完善運載工具運行監測制度，實現對車輛數據自動化采集。最終做到開放公共信息資源，建立公共信息資源開放及更新制度，建立統一的基礎設施公共信息資源開放平臺。為政府或具備管理智能的企業、組織和個人進行城市基礎設施數據交換與共享，提供健全的標準體系參考，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平臺化是智慧城市的數據基礎

BIM是城市單元完備的三維空間信息模型，可以將整個生命周期不同階段的建設項目信息、施工流程等資源整合到一個數據模型中去。CIM城市信息模型是以城市信息數據為基礎，建立起的三維城市空間模型與城市信息的有機綜合體。這種“大場景的GIS數據+小場景的BIM數據”的結合，將會通過數據模擬仿真指導智慧城市的建設，并逐步向數據庫、數據引擎、網格體系架構變革，最終用于智慧城市建設成果的評估以及智慧城市運營管理。

CIM平臺也是智慧城市系統核心能力的體現，作為城市的數字化底座，可將各個應用場景共性集成，運用到各個具體的智慧城市應用場景當中去。如交通云控平臺、車道級交通控制、橋隧監控、智能養護等系統，不同場景的CIM平臺構成了智慧城市大腦的神經元，促進了城市的動態數字化，擴展了新型智慧城市的應用效果，將單一應用場景擴大到更廣范圍，成為實現城市治理能力智慧化升級的重要驅動力。

4.3 加強行業終端研發促進智能設施應用發展

5G的網絡切片技術可靈活應對不同的應用場景，根據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用[3]。其促進了如車路協同裝置，緊急停車帶預警、智慧斑馬線、移動作業智能警示裝置、主動式融雪化冰設備、自動噴淋等設備的發展。為了滿足5G無處不在的高速數據通信服務，新型智慧城市的通信網絡將朝著異構融合接入方向發展[4]。這些市政智能基礎設施是融合感知、傳輸、存儲、處理為一體的戰略性設施，是支撐新型智慧城市建設硬件基石。

市政行業應當搶抓這一機遇，推動本行業數字化轉型，以試點示范方式推動建立行業大數據平臺，促進行業企業應用大數據、云計算等技術提高企業建設能力和經營水平，鼓勵行業企業積極利用新型技術開展融合應用，不斷豐富行業數據內容，從技術基礎設施、數字化決策、創新解決方案等方面提升核心競爭力，加快實現行業的數字化轉型。

4.4 基于5G的智慧桿應用發展

由于5G的頻譜更高、波長更短，需要更密集的基站部署來實現全面、穩定的網絡覆蓋[5]。這就促進了通過集成照明、指示牌、WIFI、微基站、視頻監測等多種功能的智慧桿成為綜合信息承載平臺的建設熱點。智慧桿將5G基站、路燈、環境監測、公安監控、LED屏、充電樁、WIFI等多功能整合在一個桿體上，并融入智能功能模塊，不僅實現數據集成和智慧管理，也凈化了道路空間。

智慧桿的出現正是破除信息孤島、加強基礎設施建設、實現城市交通、環保、照明等各部門信息的互聯互通的體現。市政行業應當積極推進智慧桿的建設，將智慧桿的新建與改造納入新型基礎設施城市設計中。在統籌基站站址、機房及管線、電力等配套設施建設需求的基礎上，從標準、功能、規劃、設計、施工、運維等多階段、多維度出發，為以后城市在5G高速網絡通訊下，進行大容量數據存儲與處理的場景實施應用打下堅實的基礎。

5 結語

5G技術作為新型智慧城市建設的重要組成將更好地支撐城市的創新轉型，引領城市經濟體系和生產方式加速向網絡化、數字化、智能化演進。市政行業企業應加大數字經濟與企業中臺建設，共同推動行業數字化轉型，推動政企數據流通，發展智慧城市行業融合應用。更重要的是，政府需要積極培育數字服務龍頭企業，加大智慧城市鼓勵政策，探索城市智能化轉型和產業結構化創新雙贏格局，提升城市綜合競爭力。