“5G+智慧交通”的應用場景研究

肖磉

（廣東南方通信建設有限公司，廣東 廣州 510630）

0 引言

智慧城市交通整體系統發展的重點項目之一就是智慧交通的應用建設。這一管理系統將5G 技術、信息技術、遙感技術、數據通信等技術進行有機結合，再統一用于城市的交通管理工作中。在這些技術的保障下，交通管理工作的精準性與效率性都得到了顯著的提升。其中5G 技術對智慧交通事業的建設更是功不可沒，如何將“5G+智慧交通”這一新型管理模式廣泛應用于交管工作中，是值得深入思考的問題。

1 公路治堵

公路擁堵是交通管理中最為常見也最為嚴峻的內容。公路的擁堵類型主要包括：常態化擁堵與突發事件造成的擁堵。使用“5G+智慧交通”對公路擁堵這一現象進行治理（圖1），主要工作流程大致可分為開展實況監測、擁堵現象研判以及緩解并消除擁堵現象三步。針對第一環節，即對交通路況的實施監測，該環節可以采用“雷達+視頻”這一監測手段，具體的檢測內容應包括但不僅限于：機動車流量、非機動車狀態、道路基礎設施情況、以及與交通相關的環境參數。對于機動車狀態檢測一般包括：車輛速度、車輛狀態、車道流量、道路流量、路口排隊長度等內容。異常狀態包括交通事故、道路施工、非法停車等。環境參數包括：路面拋灑物、道路積水、路面坑洞、橫風、雨雪、大霧等[1]。交通擁堵的研判的基本方法是在歷史、及實時交通態勢綜合分析的基礎之上對擁堵現象展開研究與判定，其中的研判內容主要包括對當前車流量的分析、統一時段不同路段的對比、對可能發生擁堵的路段或車輛進行統計分析并進行預判，在此基礎上通過相關技術手段進行預警、分流、誘導、管控，通過提前介入的方法緩解擁堵。緩解交通擁堵的技術手段一般包括：車路協同（V2X）、車聯網、動態誘導、自適應信控管控等。

圖1 公路治堵的具體流程

2 智能精準管理與養護

5G 這一科技成果具有較大的容納性，借助這一特性就可以對具體道路內相關的交通設備進行串聯，并對各設備進行智慧化的控制，這樣不僅能提升對單位道路內交通設備的集中性調控，還滿足了不同道路間開展綜合調控的工程。舉例說明，5G 技術可以將同一條馬路“管轄”范圍內的信號燈、路燈等照明設備、防撞擊護欄、安全島與綠化區、電井水井光纜等一切關乎道路能否正常使用的基礎性設備進行統一的掌握與調控，在這些關鍵性設備旁邊設置較為清晰的攝像設備，以便于交管人員能夠實時查看各要素的實際情況，判斷當前道路的變化趨勢。例如，當某一路段突然發生較為嚴重的交通事故，這就需要交管部門及時對故障現場進行緊急的調控與調度，以確保相關人員和車輛的安全[2]。

3 慢行過街環境

5G 技術可以被廣泛應用于行人的慢行過街環境中，為過往行人營造安全性較高的慢行過街條件?？梢栽谲嚵髁枯^大、易發生剮蹭事故道路區域的人行橫道上設置人工智能設或者紅外感知系統，這樣就便于交管部門對過往行人途經重點路段時的實時狀態進行掌控通過。尤其針對老人、兒童、殘疾人、孕婦等較為特殊的行人，要為行人充分營造慢行的條件。人流通過斑馬線時可以將這一信號傳輸給對應的感知系統，智慧交通系統就可以及時發出對應的提示或者信號，提醒車輛的駕駛人員減速慢行或者禮讓行人。用這樣的手段可以有效地減少意外事故的發生，為交通出行提供基于新模式的安全保障[3]。

4 智慧公交服務

廣州珍寶巴士和廣東電信合作，于2019 年推出了“5G+智慧公交車”并投入使用，深圳、廈門等地也陸續推出了不同場景下的智慧公交服務（圖2），這一舉措標志著“5G+公交”的時代已經逐漸來臨，而廣州市也因此已然成為國內首個將“5G+公交”這一新型概念進行商業性轉化的示范性城市。這臺公交車內采用了超高清視頻圖像設備，以便遠程管理人員對車輛內部人員展開實時的監測，行駛過程中，若前方道路出現意外情況，還會觸發實時化語音提醒功能。這樣的舉措使公交運行服務的水準得以不斷提升，也充分滿足了出行的市民的新鮮感與體驗感。

圖2 智慧公交運行原理

對公共交通的出行運營工作進行調度的過程中，5G 技術的引入可以實現對公交實時行駛狀態、站臺內乘客等候數量、車輛到達距離、等候時間等多方面決定因素的實時掌握。還能及時了解公交經停道路在特定時段是否存在擁堵的現象，方便司機進行車速的控制，也方便了候車乘客對等車過程中耗時的精準把控。這一舉措極大程度地便利了各路公交的運營能力與管理調節工作。處于對乘客安全負責的角度，司機每日上車前都要進行基于人臉識別系統的數據信息采集。這樣就能有效避免冒名駕駛危害乘客安全的惡性事件發生。還能在駕駛人員沒有嚴格遵守駕駛過程中安全規定的時候采用智能化語音系統對其開展及時的提醒，以確保司機駕駛過程中的穩定與乘客的安全[4]。

5 軌道交通運營

城市中軌道交通具有極大的吞吐量，也是城市中最富有生機活力的公共交通運輸手段。但由于軌道交通大部分運行空間都在地下，在地面交通的通信手段、大數據手段都會受到制約。而通過5G 技術的相關特性可以對城市軌道交通的客流量進行實時的了解與控制，將城市內的軌道交通利用5G 技術就可以緩解客流高峰期的擁堵情況。例如處于上下班高峰期間段，地鐵、輕軌等相關城市軌道中常常會出現由于候車人數過多導致的人流量過大，采用5G 技術對其進行監測，對人流進行智慧化的語音提示，就可以對這一現象起到適當緩解的作用。

6 交通樞紐

大型城市的長途汽車站、高鐵樞紐、國際機場等關鍵性交通樞紐處于多種交通運輸方式交匯、城際交通流量交匯的狀態，利用5G 技術對客流的實時情況集中反應給各交通樞紐的調度管理系統，提升其管理工作的效率，還可以將人臉識別與定位技術廣泛應用在這些關鍵性的交通樞紐中，對行為反常的游客個體或群體開展針對性的控制，以避免發生較為惡劣的緊急性安全事件。以上第三、四、五六點對于5G 技術的具體應用架構與細節，如圖3 所示。

圖3 智慧交通具體工作架構

7 交通應急救援

當發生道路交通事故時，就導致事故點附近的路段乃至路網發生交通擁堵，而交通事故產生的擁堵一般會快速蔓延，這樣必然會對其救援工作的開展產生妨礙，也關乎事故發生現場的保護與當事人的生命財產安全問問題，合理利用5G 技術，就能在事故發生的第一時間將重大性交通事故的相關情況自動反饋至調控系統的后臺，交通指揮中心也就可以迅速對現場情況進行了解，及時展開布防與調控，號召車輛繞道而行，并確保無關車輛能夠遠離事故現場。消防、公安、應急、路政等涉及的處置能力通過基于5G 的技術手段快速配置，對于交通事故的高效解決意義重大[5]。

8 交通運輸轉型升級

8.1 智能車輛

5G 技術的使用可以明確降低數據的傳輸速度，提升工作效率，并且可以在車輛與路況、車輛與車輛之間實現信息的對接與數據的互通。

8.2 邊緣計算

邊緣計算也是充分利用了5G 技術時效性較高、反應速度較快等特征。這一工作的主要內容就是以云服務與大數據信息技術作為技術基礎。對前方路況、等相關數據信息進行提前的掌握與調取，這樣就有利于司機及時掌握車輛身處環境與周圍的路況。

9 車聯網V2X 技術

在當前階段，車聯網可以利用當前較為先進的信息技術與通信手段來達成車輛內外、車輛與車輛之間、車輛與駕駛者之間，車輛與具體道路及路況之間、車輛與集約化平臺之間網絡聯系的充分建立。并借助這一平臺的建立促進車輛自身的智慧能力、自動化水平與自主駕駛功能的提升。這樣也有利于業內構建新型交通服務的行業狀態，這一平臺可以支撐智慧交通在當前與未來的發展。這一技術是以全球統一的“3GPP”標準為基礎，建立了先進的名為C-V2X 的車網互聯的信息技術。其內容主要涵蓋了從LTE 等移動通信技術為支撐的LTE-V2X 與LTE-eV2X 等技術類型或基于5GNR（新空口）平滑演進形成的5G-V2X 或NR-V2X技術。

C-V2X 這一技術在促進智慧交通發展的過程中。起到了較為重要的效能，這一技術主要通過將駕駛者與駕駛車輛、駕駛路線與網絡四者進行有機結合。利用這一技術可以滿足原來司機參與單車駕駛所不具備的信息連通與及時更新等優勢。還可以有效解決司機在視線難以波及到的非視域區域中難以解決的例如、天氣、具體路況等問題。這一技術能夠積極助力智慧交通體系的創建與完善，并協助管理車輛優先級等問題、促進交通調控系統的完善，減輕交通管控工作的中體工作量，也促進了汽車駕駛與交通管控等工作的簡易化發展操作，形成了業界的新模式，促進智慧交通行業的發展。

所謂多接入邊緣計算（Multiˉaccess Edge Computˉing）是從移動邊緣計算（Mobile Edge Computing）發展而成的，這也是當前這個5G 的智能化時代擁有的較為關鍵的技術類型。這一計算內容的工作原理是借助邊緣處化部署平臺化的網絡節點，滿足在網用戶高時效的網絡需求，并且具有極強的計算能力與極大的儲存空間，并能夠滿足不同客戶對于服務內容的不同需求。借助這一網絡系統的建設與生成，就可以對一定區域范圍以內的交通管轄內容生成個性化服務系統。

10 結語

關于5G 技術的使用雖然具有明顯的技術性優勢，但在當前智慧交通這一方向的應用還處于探索與磨合的過程中。與傳統意義上的用于交通管理方面的單一的信息系統不同的是，5G 移動系統的架構體系較為復雜，涉及運用到的科技成果也種類繁多，所以關于二者的適應還有很長的路要走。隨著我國當前智慧交通及相關產業的不斷發展，關于智慧交通的體系構建也必然會走向完善與成熟，所以這更需要業界各方配合協調，積極創新，共同推動5G 技術同智慧交通的融合發展。