5G助力新型智慧城市与市政交通基础设施发展的研究

胡哲卿

（天津市赛英工程建设咨询管理有限公司）

1 引言

我国虽然在抗击疫情和恢复生产方面取得了较好的成果，但面对疫情冲击和全球经济衰退的艰难局面，扩大有效内需，扩大消费刻不容缓，所以需要在补齐传统基建的基础上大力发展5G、人工智能、智慧城市等新型基建。以改革创新稳增长，发展创新型产业，培育新的经济增长点。

2 疫情期间智慧城市发展存在的问题

疫情防控是检验智慧城市建设质量的有力场景，同时也形成了各地区加快城市智慧升级的重要推动力。在疫情灾难面前，各地的智慧城市发展也暴露出一些问题：

①缺乏统一标准，智慧城市政策与体系尚未形成；

②缺乏系统性，没有涉及全地域与全方位的信息管理、数据规模不足；

③数据联通共享能力不足，数据系统相对封闭，信息孤岛依然存在；

④系统应用范围不广，利用效率低，市场作用发挥不明显。

这些问题的主要原因还是传统固网宽带和4G网络无法应对多元、海量数据采集、传输与多样化应用场景需求，急需具备万物联网、互联互通能力的新一代通信网络技术。

3 基于5G技术的市政交通行业应用场景

在现阶段下，通过5G技术可实现便捷处理、宽泛联系、信息化融合以及绿色高效可持续发展[1]。5G的诞生为智慧城市信息时代打造了一条“高速公路”。5G网络的峰值理论传输速度比4G网络的传输速度快数百倍。5G侧重物联网通信，将人与人、人与物、物与物连成一体，构成全新的信息化基础设施。它的超高速率、超低时延、超大连接的特性也为实现智慧城市的万物智联带来可能，更为各行各业，尤其是市政行业带来生机。

根据市政行业各个末端应用的场景，配置灵活网络资源，满足了市政行业各个子项对不同应用场景的差异化需求。利用5G技术，为车与路、车与车之间的实时信息交互创造良好的环境[2]。充分发挥市政行业在城市公共建设与服务应用优势，促使新型智慧城市平台向更为开放的方向转变。

基于5G的实时交通信息监测系统，可采用路侧设备采集信息、辅以移动终端/车载终端采集信息及一路各方、气象等部门共享信息等多源数据融合的技术路径，实现高速公路实时状况信息获取，为伴随式信息服务、实时交通管理服务等应用提供支撑。

基于5G的伴随式信息服务系统，利用各种定位技术获取具备定位功能的设备当前所在位置，按照用户个性化信息需求，主动通过无线互联网向该设备提供信息资源和基础服务。伴随式信息服务的信息内容应由云控平台统一规划，统一数据交互方式，由路侧外场设备、第三方出行服务平台及车路协同设备等进行发布。

基于5G的车道级交通控制系统应通过沿线车道控制标志、FM广播、移动终端、普通车辆车载终端、智能网联汽车车载终端等多种方式实现。车道级交通控制应由云控平台统一规划，统一数据交互方式。

基于5G的自动驾驶支持，采用先进的传感技术、网络技术、计算技术及控制技术等，对道路和交通环境进行全面感知，并考虑不同的车辆自动化程度和不同的交通系统集成阶段，高效实现感知、预测、决策和控制。

数字化作为新型智慧城市发展的核心，不但能为行业转型提供支持，还能成为培育新产业、新业态的土壤，为行业经济发展提供不竭的动力。

4 基于5G的市政交通基础设施发展的关键因素

建设新型智慧城市已是立足各大城市发展实际，打造数字经济的重大决策部署，已成为促进城市持续健康发展的重要战略抉择。市政行业作为城市基础设施建设的先头军，要从职能出发，积极融合5G建设、从以下关键因素技术创新、攻坚克难，促进新型智慧城市落地。

4.1 完善行业标准规范与强化数据采集共享

智慧城市完善标准体系首要任务是加强新型智慧城市总体规划体系编制，分门别类的制定专项规划和行动计划。在国家统筹推进下，我国已经持续深入参与了智慧城市国际标准化工作，初步搭建形成了我国智慧城市标准体系，涉及术语定义、参考模型、评价指标、支撑平台、数据融合、基础设施、顶层设计、运行管理等多个方面，让智慧城市有规可依，避免建设的盲目性和资源浪费。

完善修订有关智慧城市交通基础设施标准化的同时，还要将采集设备、传输网络等信息基础设施纳入市政工程有关的交通基础设施工程建设内容，实现同步规划、同步设计、同步建设、同步运维。完善运载工具运行监测制度，实现对车辆数据自动化采集。最终做到开放公共信息资源，建立公共信息资源开放及更新制度，建立统一的基础设施公共信息资源开放平台。为政府或具备管理智能的企业、组织和个人进行城市基础设施数据交换与共享，提供健全的标准体系参考，助力提升本市信息化水平，消除信息孤岛，从而使我们的城市变得更加智慧。

4.2 BIM与CIM平台化是智慧城市的数据基础

BIM是城市单元完备的三维空间信息模型，可以将整个生命周期不同阶段的建设项目信息、施工流程等资源整合到一个数据模型中去。CIM城市信息模型是以城市信息数据为基础，建立起的三维城市空间模型与城市信息的有机综合体。这种“大场景的GIS数据+小场景的BIM数据”的结合，将会通过数据模拟仿真指导智慧城市的建设，并逐步向数据库、数据引擎、网格体系架构变革，最终用于智慧城市建设成果的评估以及智慧城市运营管理。

CIM平台也是智慧城市系统核心能力的体现，作为城市的数字化底座，可将各个应用场景共性集成，运用到各个具体的智慧城市应用场景当中去。如交通云控平台、车道级交通控制、桥隧监控、智能养护等系统，不同场景的CIM平台构成了智慧城市大脑的神经元，促进了城市的动态数字化，扩展了新型智慧城市的应用效果，将单一应用场景扩大到更广范围，成为实现城市治理能力智慧化升级的重要驱动力。

4.3 加强行业终端研发促进智能设施应用发展

5G的网络切片技术可灵活应对不同的应用场景，根据用户自身要求定制功能与特性，更加适用于丰富多样的智慧城市终端应用[3]。其促进了如车路协同装置，紧急停车带预警、智慧斑马线、移动作业智能警示装置、主动式融雪化冰设备、自动喷淋等设备的发展。为了满足5G无处不在的高速数据通信服务，新型智慧城市的通信网络将朝着异构融合接入方向发展[4]。这些市政智能基础设施是融合感知、传输、存储、处理为一体的战略性设施，是支撑新型智慧城市建设硬件基石。

市政行业应当抢抓这一机遇，推动本行业数字化转型，以试点示范方式推动建立行业大数据平台，促进行业企业应用大数据、云计算等技术提高企业建设能力和经营水平，鼓励行业企业积极利用新型技术开展融合应用，不断丰富行业数据内容，从技术基础设施、数字化决策、创新解决方案等方面提升核心竞争力，加快实现行业的数字化转型。

4.4 基于5G的智慧杆应用发展

由于5G的频谱更高、波长更短，需要更密集的基站部署来实现全面、稳定的网络覆盖[5]。这就促进了通过集成照明、指示牌、WIFI、微基站、视频监测等多种功能的智慧杆成为综合信息承载平台的建设热点。智慧杆将5G基站、路灯、环境监测、公安监控、LED屏、充电桩、WIFI等多功能整合在一个杆体上，并融入智能功能模块，不仅实现数据集成和智慧管理，也净化了道路空间。

智慧杆的出现正是破除信息孤岛、加强基础设施建设、实现城市交通、环保、照明等各部门信息的互联互通的体现。市政行业应当积极推进智慧杆的建设，将智慧杆的新建与改造纳入新型基础设施城市设计中。在统筹基站站址、机房及管线、电力等配套设施建设需求的基础上，从标准、功能、规划、设计、施工、运维等多阶段、多维度出发，为以后城市在5G高速网络通讯下，进行大容量数据存储与处理的场景实施应用打下坚实的基础。

5 结语

5G技术作为新型智慧城市建设的重要组成将更好地支撑城市的创新转型，引领城市经济体系和生产方式加速向网络化、数字化、智能化演进。市政行业企业应加大数字经济与企业中台建设，共同推动行业数字化转型，推动政企数据流通，发展智慧城市行业融合应用。更重要的是，政府需要积极培育数字服务龙头企业，加大智慧城市鼓励政策，探索城市智能化转型和产业结构化创新双赢格局，提升城市综合竞争力。