5G時代下智慧交通的發展趨勢及框架構建

祁朋志

社會經濟水平的不斷提升，促使5G技術成為當前發展網絡通信技術的最關鍵元素，其不僅能夠滿足人們高質量工作生活的需求，還逐漸成為各個行業信息化發展的最主要選擇。智慧城市背景下，將5G技術融入智慧交通的建設中，將各類龐大的交通數據進行整合轉化，有助于輔助人們對實時交通路況的分析與判斷。同時，5G技術還能進一步完善交通建設，推動智慧城市的發展。為此，本文通過分析5G時代下智慧交通的發展趨勢，并就其構建內容和應用途徑等展開探討，旨在為智慧城市的構建提供幫助。

一、概念闡述

（一）5G技術

5G技術是當前最新的移動通信技術，其已經具備較為完善的支持體系，“Gbps 用戶體驗速率”是5G技術的標志性能力指標[1]。5G技術具備超密的集組網絡技術和新型的網絡結構，屬于第五代核心技術，不僅顯著提高了數據信息的傳輸速度，實現了低時延，還擴大了傳輸容量，為各個行業提供全面優化的上網效率。5G技術滿足了多樣化的應用場景需求，國際電信聯盟定義了5G技術的三大類應用場景，即增強移動寬帶、超高可靠低時延通信和海量機器類通信。同時指出了5G技術的八大關鍵性能指標，主要面向了智慧城市、工業控制、環境監測等以傳感和數據采集為目標的不同行業應用需求。

（二）智慧交通

智慧交通也被稱之為智能運輸，其是建立在物聯網、互聯網、車聯網、人工智能等多個信息領域基礎上的，且這些領域在不斷地優化融合。智慧交通具備了較強的技術特征，能夠對各個先進的信息技術展開有效充分的應用，通過對交通管理、交通運輸、公眾出行等方面實現全過程管控，強化了對城市區域的感知、互聯、分析等能力，進而持續提高交通系統的運行效率和管理水平，保障了交通安全，以此輔助交通領域的發展，為可持續的經濟發展服務。

二、5G時代下智慧交通的發展趨勢

（一）高效利用下一代無線寬帶傳輸技術

從5G網絡技術出發構建智慧交通，能夠全方位、深層次地將信息技術、傳感器技術、人工智能技術、云計算技術等實現有機整合與應用，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行，構建出開放的動態化交通管理系統，持續提高管理水平[2]。同時，應用5G網絡技術，還能實現對交通環境的及時分析和協同處理，預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。在未來的發展進程中，智慧交通還會重視應用下一代無線寬帶技術，也就是通過5G無線寬帶網絡系統的使用，進一步提高智能交通系統的智能化。如此不僅能實現人工智能和寬帶通信技術的深度融合，最大限度地發揮應用價值，還能合理應用虛擬化思維，在系統中搭建多元化的模型，有效地對各個交通組織實現科學規劃和高效管理，避免嚴重交通事故的發生，持續提升交通通行質量，推動智慧城市發展。

（二）進一步提高智慧交通發展水平

首先，5G技術的應用能夠在現有的基礎上完善智慧交通系統，由技術人員結合現實發展需求，檢核更具完善性的智慧網絡系統，不僅能夠對交通管控合理控制，還能形成長效運行機制，方便人們的出行，為人們的工作生活提供高質量、穩定性的服務。其次，在5G技術的應用中，通過智慧交通和其他領域的聯結發展，可以拓展智能技術的覆蓋面，提高其影響力，進而構建全面的管理格局，推動智慧城市的構建提升。將5G技術和云計算技術等整合起來，能夠對整個交通運輸系統的海量數據實時收集和分析計算，將各類數據上傳到數據庫中，應用大數據技術把握其中的變化規律。在該模式下，對傳感器、網絡設備的合理開發與利用，最大限度地發揮車聯網的應用效能，確保各項工作的順利進行。此外，依托5G無線技術對智慧交通進行組網設計，在云存儲的支持下高效開展各項工作，也能讓5G技術的作用被充分發揮出來，促進交通領域的持續發展[3]。

三、5G時代下智慧交通的框架構建

（一）智慧交通的作用

依托5G技術，將其和物聯網、云計算等核心技術相整合，實時采集和分析交通數據信息，為高質量的交通管理工作提供強力的數據支持，方便后續工作的順利開展，智慧交通體系的作用可以細化如下。

1.提供數據支持。在智慧交通體系的構建中，5G技術對于各類數據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據信息支持，從而才能發揮數據的應用價值，把握其中的變化規律，有效減輕交通管控的負擔，不斷提高管控能力。依托數據資料收集和分析，開展準確度更高、時效性更高的活動。

2.提供統一模式。交通運輸行業具有復雜性、突發性的特點，若不對交通運輸行業加以管控，則會暴露出很多問題，增加很多安全風險。智慧交通體系的構建能夠實現統一規劃、統一管理的模式，將交通運輸行業和其他領域關聯起來，共同構建智慧城市，從頂層優化設計，細化各個板塊，并為交通管理水平的提升和運轉效率的提升提供有力支持。

3.提供多樣化服務。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，也能為各個行業的發展提供多樣化服務。企業單位可以在信息化平臺上直接查詢相關信息，同時各類交通服務也能即時下單順利開展，將智慧交通體系的優勢最大程度地展現出來。

（二）智慧交通的框架構建

依托5G技術構建智慧交通體系，架構示意圖如圖1所示。

圖1 5G下智慧交通體系架構

基于這一架構，又可以將智慧交通體系細化為數據中心、業務系統、應用平臺三大板塊。

其中，數據中心是整個體系的核心，其不僅能夠對智慧交通體系的各個功能提供支持，發揮功能的應用優勢，還能在共建共享的基礎上，將各個社會資源實現整合與分析，不僅能夠為智慧交通業務的順利運行提供參考借鑒，還能滿足不同等級業務的現實需求，方便智慧交通體系內部開展合理的監控與管理，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，為了能進一步提高智慧交通體系架構的規范性，技術人員必須要關注數據中心的信息安全防護體系建設，采用先進的信息技術，設置獨立的安防技術，并輔以各種密碼和用戶授權機制，規避數據中心故障，避免數據在傳輸使用的過程中出現丟失和損壞，確保智慧交通體系的各項功能不會受到負面影響。

業務系統涵蓋了視頻聯網系統、指揮應急系統、誘導服務系統、北斗監控系統。其中，視頻聯網系統是依靠各個監控點，對各個區域實現視頻監控間的聯網，方便相關人員隨時查閱信息、調取資料，并為交通管理提供支持。視頻整合平臺和視頻聯網系統共同組成指揮中心，相關人員可以在該指揮平臺上對各個區域的交通突發事件進行監管，并在第一時間做出處理。指揮應急系統負責應對各類突發情況，并通過數字化的處理模式顯著提高智慧城市的應急能力，有效降低交通運輸風險。誘導服務系統則是通過定位浮動車輛，對不同的車輛基本信息、位置、時間點等進行數據的采集和分析，由此實時反映各個路段的交通狀況，還能對交通狀況進行預判，科學分析診斷交通流量[4]。北斗監控系統則是對不同交通工具的所處位置、載重、行駛速度、行駛方向等信息進行收集和監控，能夠跟蹤對應交通工具的運行軌跡，由此夯實智慧交通體系的構建，為城市中的其他部門提供資料。

應用平臺也涵蓋了四大板塊：基礎管理平臺、地圖信息平臺、資源整合平臺、視頻整合平臺。其中，基礎管理平臺是通過開展一數一源的設備基站基本管理，保障設備基站的順利運行，循序漸進地提高其運行效率，并定期對其開展保養維護工作，延長其使用壽命。在該平臺的應用中，能夠正確識別和控制訪問用戶的身份，為系統功能的實現提供支持。地圖信息平臺則是方便相關人員查詢地圖信息，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測，展現出不同城市、不同時間點、不同區域的交通狀況。資源整合平臺則是對相關交通運輸工具進行資源整合，收集其地理位置、調度等信息，將數據信息采用統一規定的格式上傳，從而實現數據的輸入和輸出，為相關人員提供決策參考。視頻整合平臺則是將智慧交通周圍的一切環境和條件，以視頻整合的形式實現信息共享，不僅能夠避免傳統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，視頻監控系統的作用得到最大化的發揮[5]。

四、5G技術在智慧交通體系中的應用路徑

（一）交通信息服務

在5G技術的支持下，智慧交通體系的建設可以實現對各個控制區域的信息傳輸功能，依托各類傳感器的支持，將各項數據信息傳輸到指定的網絡平臺中，從而對數據信息進行綜合處理分析。同時，依托各類信息化設備傳遞關鍵有用的信息，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，靈活調整出行方案，最終到達目的地，獲得滿意的服務。此外，建設智能停車場，融合信息技術和智能終端，提高車輛管理效能。優化杠桿調節模式，提高停車泊位的利用率，減少人工管理成本，有效緩解了停車困難等問題，為文明城市建設提供支持。

（二）智能交通管理

智慧交通管理的三要素是路、車、人，將5G技術和其他傳感器、人工智能技術等整合起來，能自動識別交通管理的目標，還能自動檢測出各種違法行為，并在第一時間上傳到相關部門系統中，做出警示。例如，十字路口常常會設置紅綠燈，若紅綠燈的單次時間很長，則會容易出現道路擁堵的情況，造成道路資源浪費。所以，智慧交通體系就可以設置專門的智能信號燈系統，該系統可以對道路狀況自動檢測，結合現實需求，發揮自適應功能的優勢，靈活調整紅綠燈的持續時間。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技術在車輛自動駕駛中能發揮重要作用，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，增加不安全風險隱患。自由駕駛的形式，能夠達到高效、環保、可靠、便捷的目的，這在智慧交通體系下得以實現。通常情況下，自動駕駛涉及感知、決策和執行，自動駕駛汽車對周圍的環境自動感知，提取關鍵數據，結合5G技術對數據進行智能化處理。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布信息，為駕駛員提供參考和服務，進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生。

（四）應急管理

城市交通的發展速度飛快，近年來，人們的出行要求越來越高，對于交通運輸的管控工作也有著不同的意見和建議。為了保證人們的出行安全，減少交通事故的發生，就必須重視交通業的應急管理。應用5G技術，實現對各個交通路段的全面覆蓋，實時上傳并分析各個數據，一旦數據接近預設值，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、危險品等自動檢測，若出現異常情況在第一時間向工作人員報警，由此相關部門可以在短時間內派遣救援力量，也能對人流量的密度進行監控，及時疏散，縮小事故的負面影響范圍。

（五）公共交通

智慧城市建設中，公共交通是至關重要的一個板塊。將5G技術應用于智慧公共交通中，搭建信息服務平臺，不僅能滿足不同人群的出行需求，對出行人群的動態行蹤進行數據采集和上傳，還能通過對客流量情況的掌握，更好地改善城市交通現狀。應用大數據技術展開數據分析工作，智慧交通系統可以自動發布地面公交和軌道交通換乘信息。人們可以通過手機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）輔助監控

近年來，隨著市場經濟的不斷發展，物流行業也迎來了前所未有的發展機遇。各個企業都增加了運輸車輛，這也對城市交通提出了更高挑戰。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重后果。應用5G技術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，保障交通運輸的安全[6]。

（七）安全管理

安全是交通運輸業的生命線，若發生交通事故，不僅會造成大量的財產損失，還會危及人的生命。交通事故的發生往往和車速緊密聯系在一起，所以在智能交通建設中，5G技術的應用可以對車輛的車速實施動態化監測。基于視頻流量攝像頭、雷達等傳感器，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生概率。

（八）電子支付

5G技術可以應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，還能形成數據記錄，方便后續數據資源的追溯。車輛通過各個需要收費的地段時，ETC裝置可以和5G技術聯系，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技術在電子支付中的應用，有效減少了繁忙交通地段的擁堵現象，不僅降低了現金收費成本，減少了人力資源，還有效規避了停車繳費過程中的尾氣和噪聲污染。

結語

5G技術應用于智慧交通中具有十分廣闊的發展前景，其不僅是社會發展的必然趨勢，也是智慧城市構建的必然要求。在本文中，依托5G技術構建了智慧交通體系，闡述了智慧交通體系的應用價值，并探討5G技術的具體應用途徑。為了保證智慧交通體系的功能優勢得以凸顯，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，為我國經濟水平的提升做好優質服務。