5G在城市交通運輸系統(tǒng)中的應(yīng)用與展望

2019年6月6日，工信部向中國移動、中國電信、中國聯(lián)通、中國廣電發(fā)放5G商用牌照，標志著我國5G商用正式開啟。作為“新基建”時代的核心領(lǐng)域，5G對于各行各業(yè)而言都可能產(chǎn)生革命性顛覆的作用。隨著我國5G基站建設(shè)加速推進，5G技術(shù)逐漸成熟，5G應(yīng)用將引發(fā)交通行業(yè)的深度變革，進一步加快城市交通運輸系統(tǒng)的智慧化進程。

5G+城市軌道交通

城市軌道交通中應(yīng)用5G通信技術(shù)，一定程度上促進了城市軌道交通行業(yè)的發(fā)展，尤其體現(xiàn)在城市軌道交通無線通信系統(tǒng)方面。城市軌道交通無線通信系統(tǒng)由乘客無線網(wǎng)絡(luò)、公安無線網(wǎng)絡(luò)、運營無線網(wǎng)絡(luò)、生產(chǎn)無線網(wǎng)絡(luò)四大類構(gòu)成。5G在城市軌道交通無線通信中主要應(yīng)用于生產(chǎn)無線網(wǎng)絡(luò)，綜合承載各類生產(chǎn)業(yè)務(wù)，提供更好的城市軌道交通通信服務(wù)。

高速通信、端到端通信及綠色通信是5G可實現(xiàn)的三大主要功能。5G通信具有高頻段、高速率特性，由此可簡化業(yè)務(wù)流程，實現(xiàn)高速通信。5G通信具有先進的端到端通信技術(shù)，能夠降低傳輸時延，更好的保障列車的安全運行，提升列車運行效率?；?G技術(shù)可優(yōu)化資源調(diào)度、優(yōu)化系統(tǒng)運行效率，進一步保障城市軌道交通系統(tǒng)運行的安全與穩(wěn)定，為城市綠色健康發(fā)展提供堅實基礎(chǔ)支持。

5G+城市停車系統(tǒng)

5G技術(shù)作為一種新興的、功能強大的通信技術(shù)，當城市停車系統(tǒng)與5G技術(shù)充分融合在一起，將使停車系統(tǒng)得到進一步優(yōu)化。借助5G技術(shù)的低延時性和高可靠性，可實現(xiàn)停車設(shè)備云控制，進而實現(xiàn)主控PLC（可編程邏輯控制器，一種具有微處理器的用于自動化控制的數(shù)字運算控制器，在我們所熟知的全自動洗衣機、電梯等中均有應(yīng)用）界面可視化。移至云端后的PLC主要功能更加高效和強大，可更好地整合利用各停車設(shè)備的圖像、視頻等數(shù)據(jù)信息，達到集約化數(shù)據(jù)管控。5G時代，城市各停車場將實現(xiàn)數(shù)據(jù)實時共享，有效提升有限停車位的周轉(zhuǎn)效率，緩解城市交通路邊停車難、車位尋找難等實際問題。

作為城市停車系統(tǒng)的新興產(chǎn)物，智能立體停車設(shè)備數(shù)據(jù)上傳云平臺已漸趨成熟，若與5G技術(shù)相融合，也將得到進一步的發(fā)展。端到端網(wǎng)絡(luò)延遲在5G環(huán)境下將由4G時期的90ms減少到1ms。高達20Gbps的5G速率為高清圖像和視頻數(shù)據(jù)的高速上傳下載提供條件。端到端網(wǎng)絡(luò)低延時提升了用戶服務(wù)需求的響應(yīng)效率，5G網(wǎng)絡(luò)的高穩(wěn)定性增加了系統(tǒng)運行的可靠性。5G的應(yīng)用拓展了立體停車設(shè)備的實際應(yīng)用場景，各停車設(shè)備制造商可提供具備競爭力的產(chǎn)品綜合服務(wù)包，定制各智慧車庫的專項功能，如智能人臉識別、AI語音、移動電子商務(wù)、大數(shù)據(jù)停車、智慧交通等，以滿足用戶的個性化功能需求。同時，立體停車設(shè)備也將應(yīng)用AI技術(shù)，與近來研究熱門的自動駕駛車輛形成對接，作為自動駕駛車輛的協(xié)同設(shè)備，輔助其實現(xiàn)高效智能停車，提升用戶體驗。

5G+城市道路交叉口

5G時代，借助云計算、圖像識別、大數(shù)據(jù)分析等工具，可實現(xiàn)交叉口基站、車載設(shè)備、智能手機等通信終端的系統(tǒng)化整合，建立起具有信息收集、數(shù)據(jù)處理、信息廣播等功能的控制中心，實現(xiàn)人與車、車與車實時互聯(lián)的智能體系?；?G技術(shù)的智能交叉口將開發(fā)出流量調(diào)節(jié)、危險預(yù)警等功能。

流量調(diào)節(jié)的關(guān)鍵在于精準獲取交叉口處各方向車輛及行人數(shù)量。將借助5G通信系統(tǒng)獲取管控調(diào)范圍內(nèi)各終端實時上傳的坐標信息及交叉口各方向視頻攝像機得到的行人流、車流的視頻圖像信息，通過5G高速上傳，經(jīng)云端處理，獲取各方向行人及車輛數(shù)量，實時動態(tài)調(diào)整各方向信號指引，提高城市道路交叉口利用效率。

借助智能終端自有的GPS定位、網(wǎng)絡(luò)連接功能可實現(xiàn)交叉口危險預(yù)警功能?？刂浦行睦?G實時獲取管控范圍內(nèi)各車輛、行人的位置、速度等信息，當某一監(jiān)測對象的坐標發(fā)生異常變動，結(jié)合視頻攝像機傳輸數(shù)據(jù)，經(jīng)云端計算分析后，若判定該監(jiān)測對象為危險因素，控制中心可利用5G通信技術(shù)的低時延性，借助基站發(fā)布即時廣播，通知附近車輛人員及時避讓，避免次生交通事故的發(fā)生。

5G+城市物流配送

近些年來，城市物流配送行業(yè)發(fā)展的如火如荼，大量先進技術(shù)在該領(lǐng)域得到廣泛運用，保證了物流配送的安全高效。同時，隨著5G移動通信全面商用，大數(shù)據(jù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等前沿技術(shù)與城市物流配送行業(yè)實現(xiàn)全面深度融合，產(chǎn)生了“5G+AI+物流”等新模式，傳統(tǒng)物流正向新型智慧物流大步邁進。

要實現(xiàn)貨物的安全快捷運輸，需針對載運工具實現(xiàn)全面及時的管理監(jiān)控，當前最重要的監(jiān)控管理手段是在車輛上安裝車載監(jiān)控系統(tǒng)，以實現(xiàn)車輛遠程視頻瀏覽、車輛地理位置記錄跟蹤。然而由于當前無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)水平的限制，監(jiān)管的范圍、時效性、有效性仍無法滿足用戶需求。一方面，車載監(jiān)控視頻大多離線存儲在本地，設(shè)備一旦損壞，數(shù)據(jù)即丟失，無法保證突發(fā)事件下的視頻調(diào)??；另一方面，由于帶寬和穩(wěn)定性不足，視頻數(shù)據(jù)無法實現(xiàn)全面實時高清傳輸，對載運工具的真實狀況無法準確掌控。而5G技術(shù)提供了足量的帶寬和穩(wěn)定性，可以彌補當前通信技術(shù)的不足，通過高清視頻監(jiān)控獲取高質(zhì)量監(jiān)控畫面并即時傳回，在云端通過算法對運輸狀況進行實時分析，并及時反饋，實現(xiàn)對載運工具全面及時的管理監(jiān)控。

結(jié)語

在互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的支撐下，我國智慧交通建設(shè)已初見成效。相關(guān)數(shù)據(jù)分析結(jié)果顯示，智慧交通可使車輛安全事故率降低20％以上，交通堵塞減少約60％，短途運輸效率提高近70％，現(xiàn)有道路網(wǎng)的通行能力提高2—3倍。5G技術(shù)卓越的數(shù)據(jù)傳輸和終端接入能力，將進一步提升城市交通運輸系統(tǒng)的智慧化水平，促進交通運輸與云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等前沿技術(shù)的深度融合，實現(xiàn)對交通運輸業(yè)務(wù)全面、實時、準確的感知，完善城市交通系統(tǒng)服務(wù)功能，使智慧交通的業(yè)務(wù)形式更加自由，助力實現(xiàn)交通運輸管理服務(wù)智慧化、精準化、多樣化，描繪出一幅關(guān)于智慧交通的最美畫卷。

本文作者：謝文杰，東南大學(xué)工學(xué)碩士（在讀），河南交通運輸戰(zhàn)略發(fā)展研究院（實習），河南省交通規(guī)劃設(shè)計研究院股份有限公司