5G在城市交通運(yùn)輸系統(tǒng)中的應(yīng)用與展望

2019年6月6日，工信部向中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)電信、中國(guó)聯(lián)通、中國(guó)廣電發(fā)放5G商用牌照，標(biāo)志著我國(guó)5G商用正式開(kāi)啟。作為“新基建”時(shí)代的核心領(lǐng)域，5G對(duì)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(guó)5G基站建設(shè)加速推進(jìn)，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(jìn)一步加快城市交通運(yùn)輸系統(tǒng)的智慧化進(jìn)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(jìn)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(wú)線通信系統(tǒng)方面。城市軌道交通無(wú)線通信系統(tǒng)由乘客無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、公安無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、運(yùn)營(yíng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、生產(chǎn)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)四大類(lèi)構(gòu)成。5G在城市軌道交通無(wú)線通信中主要應(yīng)用于生產(chǎn)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，綜合承載各類(lèi)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(shí)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(jiǎn)化業(yè)務(wù)流程，實(shí)現(xiàn)高速通信。5G通信具有先進(jìn)的端到端通信技術(shù)，能夠降低傳輸時(shí)延，更好的保障列車(chē)的安全運(yùn)行，提升列車(chē)運(yùn)行效率。基于5G技術(shù)可優(yōu)化資源調(diào)度、優(yōu)化系統(tǒng)運(yùn)行效率，進(jìn)一步保障城市軌道交通系統(tǒng)運(yùn)行的安全與穩(wěn)定，為城市綠色健康發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)支持。

5G+城市停車(chē)系統(tǒng)

5G技術(shù)作為一種新興的、功能強(qiáng)大的通信技術(shù)，當(dāng)城市停車(chē)系統(tǒng)與5G技術(shù)充分融合在一起，將使停車(chē)系統(tǒng)得到進(jìn)一步優(yōu)化。借助5G技術(shù)的低延時(shí)性和高可靠性，可實(shí)現(xiàn)停車(chē)設(shè)備云控制，進(jìn)而實(shí)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(dòng)化控制的數(shù)字運(yùn)算控制器，在我們所熟知的全自動(dòng)洗衣機(jī)、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(qiáng)大，可更好地整合利用各停車(chē)設(shè)備的圖像、視頻等數(shù)據(jù)信息，達(dá)到集約化數(shù)據(jù)管控。5G時(shí)代，城市各停車(chē)場(chǎng)將實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)共享，有效提升有限停車(chē)位的周轉(zhuǎn)效率，緩解城市交通路邊停車(chē)難、車(chē)位尋找難等實(shí)際問(wèn)題。

作為城市停車(chē)系統(tǒng)的新興產(chǎn)物，智能立體停車(chē)設(shè)備數(shù)據(jù)上傳云平臺(tái)已漸趨成熟，若與5G技術(shù)相融合，也將得到進(jìn)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(shí)期的90ms減少到1ms。高達(dá)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(shí)提升了用戶(hù)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(yùn)行的可靠性。5G的應(yīng)用拓展了立體停車(chē)設(shè)備的實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景，各停車(chē)設(shè)備制造商可提供具備競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品綜合服務(wù)包，定制各智慧車(chē)庫(kù)的專(zhuān)項(xiàng)功能，如智能人臉識(shí)別、AI語(yǔ)音、移動(dòng)電子商務(wù)、大數(shù)據(jù)停車(chē)、智慧交通等，以滿(mǎn)足用戶(hù)的個(gè)性化功能需求。同時(shí)，立體停車(chē)設(shè)備也將應(yīng)用AI技術(shù)，與近來(lái)研究熱門(mén)的自動(dòng)駕駛車(chē)輛形成對(duì)接，作為自動(dòng)駕駛車(chē)輛的協(xié)同設(shè)備，輔助其實(shí)現(xiàn)高效智能停車(chē)，提升用戶(hù)體驗(yàn)。

5G+城市道路交叉口

5G時(shí)代，借助云計(jì)算、圖像識(shí)別、大數(shù)據(jù)分析等工具，可實(shí)現(xiàn)交叉口基站、車(chē)載設(shè)備、智能手機(jī)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(shí)現(xiàn)人與車(chē)、車(chē)與車(chē)實(shí)時(shí)互聯(lián)的智能體系?；?G技術(shù)的智能交叉口將開(kāi)發(fā)出流量調(diào)節(jié)、危險(xiǎn)預(yù)警等功能。

流量調(diào)節(jié)的關(guān)鍵在于精準(zhǔn)獲取交叉口處各方向車(chē)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(shí)時(shí)上傳的坐標(biāo)信息及交叉口各方向視頻攝像機(jī)得到的行人流、車(chē)流的視頻圖像信息，通過(guò)5G高速上傳，經(jīng)云端處理，獲取各方向行人及車(chē)輛數(shù)量，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整各方向信號(hào)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(shí)現(xiàn)交叉口危險(xiǎn)預(yù)警功能?？刂浦行睦?G實(shí)時(shí)獲取管控范圍內(nèi)各車(chē)輛、行人的位置、速度等信息，當(dāng)某一監(jiān)測(cè)對(duì)象的坐標(biāo)發(fā)生異常變動(dòng)，結(jié)合視頻攝像機(jī)傳輸數(shù)據(jù)，經(jīng)云端計(jì)算分析后，若判定該監(jiān)測(cè)對(duì)象為危險(xiǎn)因素，控制中心可利用5G通信技術(shù)的低時(shí)延性，借助基站發(fā)布即時(shí)廣播，通知附近車(chē)輛人員及時(shí)避讓?zhuān)苊獯紊煌ㄊ鹿实陌l(fā)生。

5G+城市物流配送

近些年來(lái)，城市物流配送行業(yè)發(fā)展的如火如荼，大量先進(jìn)技術(shù)在該領(lǐng)域得到廣泛運(yùn)用，保證了物流配送的安全高效。同時(shí)，隨著5G移動(dòng)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(shí)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(jìn)。

要實(shí)現(xiàn)貨物的安全快捷運(yùn)輸，需針對(duì)載運(yùn)工具實(shí)現(xiàn)全面及時(shí)的管理監(jiān)控，當(dāng)前最重要的監(jiān)控管理手段是在車(chē)輛上安裝車(chē)載監(jiān)控系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)車(chē)輛遠(yuǎn)程視頻瀏覽、車(chē)輛地理位置記錄跟蹤。然而由于當(dāng)前無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)水平的限制，監(jiān)管的范圍、時(shí)效性、有效性仍無(wú)法滿(mǎn)足用戶(hù)需求。一方面，車(chē)載監(jiān)控視頻大多離線存儲(chǔ)在本地，設(shè)備一旦損壞，數(shù)據(jù)即丟失，無(wú)法保證突發(fā)事件下的視頻調(diào)?。涣硪环矫?，由于帶寬和穩(wěn)定性不足，視頻數(shù)據(jù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)全面實(shí)時(shí)高清傳輸，對(duì)載運(yùn)工具的真實(shí)狀況無(wú)法準(zhǔn)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(bǔ)當(dāng)前通信技術(shù)的不足，通過(guò)高清視頻監(jiān)控獲取高質(zhì)量監(jiān)控畫(huà)面并即時(shí)傳回，在云端通過(guò)算法對(duì)運(yùn)輸狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，并及時(shí)反饋，實(shí)現(xiàn)對(duì)載運(yùn)工具全面及時(shí)的管理監(jiān)控。

結(jié)語(yǔ)

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(guó)智慧交通建設(shè)已初見(jiàn)成效。相關(guān)數(shù)據(jù)分析結(jié)果顯示，智慧交通可使車(chē)輛安全事故率降低20％以上，交通堵塞減少約60％，短途運(yùn)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(jìn)一步提升城市交通運(yùn)輸系統(tǒng)的智慧化水平，促進(jìn)交通運(yùn)輸與云計(jì)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(shí)現(xiàn)對(duì)交通運(yùn)輸業(yè)務(wù)全面、實(shí)時(shí)、準(zhǔn)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(shí)現(xiàn)交通運(yùn)輸管理服務(wù)智慧化、精準(zhǔn)化、多樣化，描繪出一幅關(guān)于智慧交通的最美畫(huà)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(yùn)輸戰(zhàn)略發(fā)展研究院（實(shí)習(xí)），河南省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院股份有限公司