5G时代下智慧交通的发展趋势及框架构建

祁朋志

社会经济水平的不断提升，促使5G技术成为当前发展网络通信技术的最关键元素，其不仅能够满足人们高质量工作生活的需求，还逐渐成为各个行业信息化发展的最主要选择。智慧城市背景下，将5G技术融入智慧交通的建设中，将各类庞大的交通数据进行整合转化，有助于辅助人们对实时交通路况的分析与判断。同时，5G技术还能进一步完善交通建设，推动智慧城市的发展。为此，本文通过分析5G时代下智慧交通的发展趋势，并就其构建内容和应用途径等展开探讨，旨在为智慧城市的构建提供帮助。

一、概念阐述

（一）5G技术

5G技术是当前最新的移动通信技术，其已经具备较为完善的支持体系，“Gbps 用户体验速率”是5G技术的标志性能力指标[1]。5G技术具备超密的集组网络技术和新型的网络结构，属于第五代核心技术，不仅显著提高了数据信息的传输速度，实现了低时延，还扩大了传输容量，为各个行业提供全面优化的上网效率。5G技术满足了多样化的应用场景需求，国际电信联盟定义了5G技术的三大类应用场景，即增强移动宽带、超高可靠低时延通信和海量机器类通信。同时指出了5G技术的八大关键性能指标，主要面向了智慧城市、工业控制、环境监测等以传感和数据采集为目标的不同行业应用需求。

（二）智慧交通

智慧交通也被称之为智能运输，其是建立在物联网、互联网、车联网、人工智能等多个信息领域基础上的，且这些领域在不断地优化融合。智慧交通具备了较强的技术特征，能够对各个先进的信息技术展开有效充分的应用，通过对交通管理、交通运输、公众出行等方面实现全过程管控，强化了对城市区域的感知、互联、分析等能力，进而持续提高交通系统的运行效率和管理水平，保障了交通安全，以此辅助交通领域的发展，为可持续的经济发展服务。

二、5G时代下智慧交通的发展趋势

（一）高效利用下一代无线宽带传输技术

从5G网络技术出发构建智慧交通，能够全方位、深层次地将信息技术、传感器技术、人工智能技术、云计算技术等实现有机整合与应用，由此合理确定交通运输工具，实时分析交通路况，保障各个交通参与者的正常进行，构建出开放的动态化交通管理系统，持续提高管理水平[2]。同时，应用5G网络技术，还能实现对交通环境的及时分析和协同处理，预测可能存在的安全隐患，保证交通安全，并为所有的交通参与者提供智能化、便捷化的服务。在未来的发展进程中，智慧交通还会重视应用下一代无线宽带技术，也就是通过5G无线宽带网络系统的使用，进一步提高智能交通系统的智能化。如此不仅能实现人工智能和宽带通信技术的深度融合，最大限度地发挥应用价值，还能合理应用虚拟化思维，在系统中搭建多元化的模型，有效地对各个交通组织实现科学规划和高效管理，避免严重交通事故的发生，持续提升交通通行质量，推动智慧城市发展。

（二）进一步提高智慧交通发展水平

首先，5G技术的应用能够在现有的基础上完善智慧交通系统，由技术人员结合现实发展需求，检核更具完善性的智慧网络系统，不仅能够对交通管控合理控制，还能形成长效运行机制，方便人们的出行，为人们的工作生活提供高质量、稳定性的服务。其次，在5G技术的应用中，通过智慧交通和其他领域的联结发展，可以拓展智能技术的覆盖面，提高其影响力，进而构建全面的管理格局，推动智慧城市的构建提升。将5G技术和云计算技术等整合起来，能够对整个交通运输系统的海量数据实时收集和分析计算，将各类数据上传到数据库中，应用大数据技术把握其中的变化规律。在该模式下，对传感器、网络设备的合理开发与利用，最大限度地发挥车联网的应用效能，确保各项工作的顺利进行。此外，依托5G无线技术对智慧交通进行组网设计，在云存储的支持下高效开展各项工作，也能让5G技术的作用被充分发挥出来，促进交通领域的持续发展[3]。

三、5G时代下智慧交通的框架构建

（一）智慧交通的作用

依托5G技术，将其和物联网、云计算等核心技术相整合，实时采集和分析交通数据信息，为高质量的交通管理工作提供强力的数据支持，方便后续工作的顺利开展，智慧交通体系的作用可以细化如下。

1.提供数据支持。在智慧交通体系的构建中，5G技术对于各类数据的处理能力是十分出色的。智慧交通的顺利运行本身就需要大量的数据信息支持，从而才能发挥数据的应用价值，把握其中的变化规律，有效减轻交通管控的负担，不断提高管控能力。依托数据资料收集和分析，开展准确度更高、时效性更高的活动。

2.提供统一模式。交通运输行业具有复杂性、突发性的特点，若不对交通运输行业加以管控，则会暴露出很多问题，增加很多安全风险。智慧交通体系的构建能够实现统一规划、统一管理的模式，将交通运输行业和其他领域关联起来，共同构建智慧城市，从顶层优化设计，细化各个板块，并为交通管理水平的提升和运转效率的提升提供有力支持。

3.提供多样化服务。在智慧交通体系的支持下，智慧城市的水平不断提升，智慧交通能为人们的工作生活带来更多便利，也能为各个行业的发展提供多样化服务。企业单位可以在信息化平台上直接查询相关信息，同时各类交通服务也能即时下单顺利开展，将智慧交通体系的优势最大程度地展现出来。

（二）智慧交通的框架构建

依托5G技术构建智慧交通体系，架构示意图如图1所示。

图1 5G下智慧交通体系架构

基于这一架构，又可以将智慧交通体系细化为数据中心、业务系统、应用平台三大板块。

其中，数据中心是整个体系的核心，其不仅能够对智慧交通体系的各个功能提供支持，发挥功能的应用优势，还能在共建共享的基础上，将各个社会资源实现整合与分析，不仅能够为智慧交通业务的顺利运行提供参考借鉴，还能满足不同等级业务的现实需求，方便智慧交通体系内部开展合理的监控与管理，并全方位保障交通运行的顺畅与安全。值得注意的是，在该板块中，为了能进一步提高智慧交通体系架构的规范性，技术人员必须要关注数据中心的信息安全防护体系建设，采用先进的信息技术，设置独立的安防技术，并辅以各种密码和用户授权机制，规避数据中心故障，避免数据在传输使用的过程中出现丢失和损坏，确保智慧交通体系的各项功能不会受到负面影响。

业务系统涵盖了视频联网系统、指挥应急系统、诱导服务系统、北斗监控系统。其中，视频联网系统是依靠各个监控点，对各个区域实现视频监控间的联网，方便相关人员随时查阅信息、调取资料，并为交通管理提供支持。视频整合平台和视频联网系统共同组成指挥中心，相关人员可以在该指挥平台上对各个区域的交通突发事件进行监管，并在第一时间做出处理。指挥应急系统负责应对各类突发情况，并通过数字化的处理模式显著提高智慧城市的应急能力，有效降低交通运输风险。诱导服务系统则是通过定位浮动车辆，对不同的车辆基本信息、位置、时间点等进行数据的采集和分析，由此实时反映各个路段的交通状况，还能对交通状况进行预判，科学分析诊断交通流量[4]。北斗监控系统则是对不同交通工具的所处位置、载重、行驶速度、行驶方向等信息进行收集和监控，能够跟踪对应交通工具的运行轨迹，由此夯实智慧交通体系的构建，为城市中的其他部门提供资料。

应用平台也涵盖了四大板块：基础管理平台、地图信息平台、资源整合平台、视频整合平台。其中，基础管理平台是通过开展一数一源的设备基站基本管理，保障设备基站的顺利运行，循序渐进地提高其运行效率，并定期对其开展保养维护工作，延长其使用寿命。在该平台的应用中，能够正确识别和控制访问用户的身份，为系统功能的实现提供支持。地图信息平台则是方便相关人员查询地图信息，方便交通参与者定位查询，分析路线。通过对交通状况的评估和预测，展现出不同城市、不同时间点、不同区域的交通状况。资源整合平台则是对相关交通运输工具进行资源整合，收集其地理位置、调度等信息，将数据信息采用统一规定的格式上传，从而实现数据的输入和输出，为相关人员提供决策参考。视频整合平台则是将智慧交通周围的一切环境和条件，以视频整合的形式实现信息共享，不仅能够避免传统信息传输过程中的失真、损坏等情况，还能直观形象地展示交通情况，使得交通安全得到有效保障，视频监控系统的作用得到最大化的发挥[5]。

四、5G技术在智慧交通体系中的应用路径

（一）交通信息服务

在5G技术的支持下，智慧交通体系的建设可以实现对各个控制区域的信息传输功能，依托各类传感器的支持，将各项数据信息传输到指定的网络平台中，从而对数据信息进行综合处理分析。同时，依托各类信息化设备传递关键有用的信息，满足人们的个性化需求。如该路段的交通是否拥堵、今天天气情况如何、公交的换乘方式和实践等等，人们可以在这些信息的指引下，提前制定出行计划，灵活调整出行方案，最终到达目的地，获得满意的服务。此外，建设智能停车场，融合信息技术和智能终端，提高车辆管理效能。优化杠杆调节模式，提高停车泊位的利用率，减少人工管理成本，有效缓解了停车困难等问题，为文明城市建设提供支持。

（二）智能交通管理

智慧交通管理的三要素是路、车、人，将5G技术和其他传感器、人工智能技术等整合起来，能自动识别交通管理的目标，还能自动检测出各种违法行为，并在第一时间上传到相关部门系统中，做出警示。例如，十字路口常常会设置红绿灯，若红绿灯的单次时间很长，则会容易出现道路拥堵的情况，造成道路资源浪费。所以，智慧交通体系就可以设置专门的智能信号灯系统，该系统可以对道路状况自动检测，结合现实需求，发挥自适应功能的优势，灵活调整红绿灯的持续时间。如此，减少了道路堵塞情况，提高交通运输效率。

（三）自动驾驶

5G技术在车辆自动驾驶中能发挥重要作用，在以往的车辆运行中，人们长时间的驾驶会增加疲惫感，加重身心压力，增加不安全风险隐患。自由驾驶的形式，能够达到高效、环保、可靠、便捷的目的，这在智慧交通体系下得以实现。通常情况下，自动驾驶涉及感知、决策和执行，自动驾驶汽车对周围的环境自动感知，提取关键数据，结合5G技术对数据进行智能化处理。如自动驾驶车辆和周围车辆之间的距离是否处于安全范围等。此外，交通管控中心还可以通过广播发布信息，为驾驶员提供参考和服务，进而帮助驾驶员全面了解前面路况的综合情况，减少车辆碰撞事故的发生。

（四）应急管理

城市交通的发展速度飞快，近年来，人们的出行要求越来越高，对于交通运输的管控工作也有着不同的意见和建议。为了保证人们的出行安全，减少交通事故的发生，就必须重视交通业的应急管理。应用5G技术，实现对各个交通路段的全面覆盖，实时上传并分析各个数据，一旦数据接近预设值，则需要立即做出处置措施。辅以各种类型的传感器，对交通路段的温度、烟雾、有毒气体、火灾、危险品等自动检测，若出现异常情况在第一时间向工作人员报警，由此相关部门可以在短时间内派遣救援力量，也能对人流量的密度进行监控，及时疏散，缩小事故的负面影响范围。

（五）公共交通

智慧城市建设中，公共交通是至关重要的一个板块。将5G技术应用于智慧公共交通中，搭建信息服务平台，不仅能满足不同人群的出行需求，对出行人群的动态行踪进行数据采集和上传，还能通过对客流量情况的掌握，更好地改善城市交通现状。应用大数据技术展开数据分析工作，智慧交通系统可以自动发布地面公交和轨道交通换乘信息。人们可以通过手机查询自己想要前往的目的地，并了解乘坐公共交通的方法和路线，提高人们的满意度和幸福感。

（六）辅助监控

近年来，随着市场经济的不断发展，物流行业也迎来了前所未有的发展机遇。各个企业都增加了运输车辆，这也对城市交通提出了更高挑战。尤其是一些承载重、型号大的商用车辆，若不加以管控则可能会造成严重后果。应用5G技术对这些大型商用车辆的信息实时获取，并了解驾驶员是否存在异常驾驶的行为，从而及时自动的对其行为作出警示，保障交通运输的安全[6]。

（七）安全管理

安全是交通运输业的生命线，若发生交通事故，不仅会造成大量的财产损失，还会危及人的生命。交通事故的发生往往和车速紧密联系在一起，所以在智能交通建设中，5G技术的应用可以对车辆的车速实施动态化监测。基于视频流量摄像头、雷达等传感器，判断不同路段车辆的速度和安全值，并能及时提醒驾驶员，要求其降速、稳定行驶。如此不仅能提高道路资源的利用率，还能从源头上降低安全事故的发生概率。

（八）电子支付

5G技术可以应用于各个交通运输工具的电子支付场景中，在交通运输工具上安装ETC车载器，电子收费卡中不仅记录了车辆的基本信息和车主信息，还能形成数据记录，方便后续数据资源的追溯。车辆通过各个需要收费的地段时，ETC装置可以和5G技术联系，ETC和读卡装置的信息交换，由此能够自动完成扣款流程，不需要车主及时减速或等待。5G技术在电子支付中的应用，有效减少了繁忙交通地段的拥堵现象，不仅降低了现金收费成本，减少了人力资源，还有效规避了停车缴费过程中的尾气和噪声污染。

结语

5G技术应用于智慧交通中具有十分广阔的发展前景，其不仅是社会发展的必然趋势，也是智慧城市构建的必然要求。在本文中，依托5G技术构建了智慧交通体系，阐述了智慧交通体系的应用价值，并探讨5G技术的具体应用途径。为了保证智慧交通体系的功能优势得以凸显，未来还必须要从绿色、和谐等视角展开深入探究，以此不断提高全国各地智慧交通运输管控的效率和成效，为我国经济水平的提升做好优质服务。