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探讨5G无线网络技术在智慧交通构建中的应用

钱林
  
安防科技
2023年11期
江苏东大金智信息系统有限公司

摘要:5G技术能够为交通数据信息的高速传输与交互提供通道,为智慧交通体系的建设提供了良好的技术条件。文章对5G技术、智慧交通体系建设背景与价值进行了简要阐释,并就5G无线网络技术在智慧交通构建中的应用展开了较为详细的探讨,旨在充分发挥5G网络优势,推动我国交通事业高速发展。

关键词:5G网络;智慧交通;建设思路

随着5G技术的日益成熟,5G技术在物联网、远程医疗和智能能源等应用场景中显现出非常好的发展前景,5G技术在现代社会的智慧城市研究和建设中得到公众的广泛关注,5G+智能城市的发展模式促进了我国新型城市化进程。随着5G网络的正式商用和5G的广泛普及,为经济生活发展带来了良好的机遇,为推动智慧交通的科学建设起到关键作用,信息技术和智能设备已经在交通运输行业得到广泛地应用,推动交通发展理念的科学优化,推动交通事业科学发展。

一、5G以及智慧交通

(一)5G技术及其应用场景

5G通信技术具有低时延、高速度、泛在网、低功耗、万物互联的特点,在智慧城市交通系统中有以下几种应用场景:(1)在高速列车等超快速场景中,需要将自己的状态信息发送到控制中心,以确保正常运行。(2)在人口稠密的地铁中为乘客提供网络技术支持,确保高密度人群可以实现高质量的通信。(3)实现广泛覆盖和纵深覆盖,可以在高山峡谷等人烟稀少的环境或者地下室等信号覆盖差的地方进行通信。(4)可以实现万物互联,可以组建超大规模的物联网。

5G作为新一代通信技术,实现了数据传输速率的显著提升,保证对大量数据的实时传输,有效降低数据延迟,为大量设备间的高效互联提供网络基础,已经被广泛应用到社会生产生活的各个环节,为各个行业发展带来了良好的机遇。信息技术和智能设备在交通领域的广泛应用,推动了交通运输运行和管理体系的智慧化转变,通过传感器、智能管理系统和网络的运用,实现对驾驶人、车辆、道路和管理方等各个环节进行全面的数据收集和高效的信息交互,优化驾驶体验,充分发挥交通设施价值,提升交通管理质量,构建完善的交通运行管理体系,促进交通事业发展。

(二)基于5G网络的智慧交通建设发展背景

网络是构建智慧交通的重要基础,大量的信息数据需要通过网络渠道进行传递,通过科学地分析处理,为交通设备运行和相关管理工作的开展提供数据支持。而随着智慧建设的高速推进,现有的网络通信环境已经无法满足数据传输需求,存在较高的通信延迟,无法实现大量设备的同时互联等问题。5G技术实现了网络通信速率和带宽的显著提升,解决了大量设备的连接问题,为智慧交通发展提供了有效条件,能够实现对大量车辆和交通设施的高效互联,对车辆和路况进行全面收集。通过对相关数据资料的分析,为车辆驾驶和交通调度工作开展提供数据支持。通过高质量的网络架构,为云计算技术的运用提供了有效条件,有效降低终端成本投入,能够通过网络渠道实现各个数据终端与云平台的高效对接,提升数据处理效率,搭建完善的交通管理体系,实现对交通体系的全面覆盖,推动智慧交通管理质量的提升。

(三)5G网络背景下智慧交通建设的价值

智慧交通的科学建设对推动交通事业发展起到关键作用,依托5G网络优势,实现对交通运输各个环节的全面整合,建设完善的信息化管理体系,提升交通管理水平,优化驾驶体验,保障交通安全,对推动经济社会发展提供基础保障,具有重要的价值。一是提升交通管理水平,交通管理工作的高效开展是保证交通运行的重要基础,需要相关交通设施进行科学管理,保证设施功能的政策实现,并对交通管理资源进行统筹调动。依托5G网络构建智慧交通管理体系,能够实现对相关交通设施的全面覆盖,对其运行状态进行实时监控,实现管理指令的高效传递,并能够实现对车辆的实时定位,根据实际路况信息,为驾驶活动提供相应的指导,实现对交通的实时调控,保障道路通畅。二是提升交通安全管理水平,安全管理是保证驾驶人和车辆安全的重要基础,利用5G技术,实现对相关路段内路况信息、气象环境等因素的实时收集和科学分析,对相关的安全设施进行实时控制,有效提升安全管理效果,并对交通事故等问题做到及时发现,完善应急响应体系,对事故进行及时妥善地处理。三是推动智能驾驶水平的提升,促进汽车产业科学发展。5G技术在智慧交通中的科学运用,能够为职能驾驶发展提供网络支持,能够通过移动网络对车辆运行状态进行及时地收集,根据实际路况信息,传递相应的操作指令,使车辆能够通过对智慧平台的访问,实现对相关信息的有效掌握,为自动驾驶等先进功能的实现提供有效地帮助。

二、5G无线网络在智慧交通构建中的应用思路

(一) 路况监测形成新方案

对于个人出行,道路信息是每个驾乘人员都非常关注的内容,导航应用程序和交通广播等渠道为车主提供实时交通信息,使驾驶员可以及时优化交通路线,提高出行质量。当前道路状况的实时监控和数据收集主要通过出租车和公共汽车等公共交通车辆来进行,这些车辆通过移动网络和配套设备将交通信息上传到数据中心,经过处理和传输后导入车载GPS系统,但是受限于车辆数量及移动网络的限制,实时性和精确度不是很高。如果将5G与道路监控相结合,在主要路面或道路两侧安装传感器,可以减轻基站的压力并缩短响应的时间,从而创建一个高效的道路信息监控网络。该方案在美国已经得到实际应用,两家美国公司已经达成协议,在道路和路灯上安装IoT传感器实时收集交通信息,并向政府和当局提供数据反馈,据统计该系统将车辆拥堵时间减少44%,有效提高了出行质量。

(二) 边缘计算技术在视频监控系统中的运用

高清晰度视频监控系统的核心是提高处理能力并有效消除由于视频带宽增加造成的传输和存储难题。通过在5G通信网络的边缘引入边缘计算,可以将摄像机捕获的信息存储在本地进行视频处理并延迟上传,从而减少视频的处理时间,减少对通信网络的占用。同时可以基于边缘计算平台实施自定义的摄像机策略控制,并根据收集的参数动态调整视频服务的质量。借助边缘计算平台的5G+通信技术,视频监控服务流程不必经过运营商的核心网络,而是直接从边缘计算平台转移到本地网络,从而使服务私有化,进一步促进控制流程的安全性。同时可以减轻本地业务的负担,减少传输带宽的消耗并有效改善业务访问环境。此外,用户端云可基于5G+边缘计算通信技术构建,可根据实际业务需求将其他对延迟敏感的服务浸入边缘计算平台,从而提高平台计算能力。

(三) 车—车通信

现阶段无线通信的发展速度非常快,一些研究人员提出一种基于车对车通信的新型CBTC系统。与传统系统相比,车对车通信通过减少连接子系统和系统接口的数量来降低系统复杂性,从而使车辆可以实时共享自己的交通信息,并将其上传到通信网络。该系统可以通过5G网络采集沿线行驶火车的实时信息,其他火车从网络上实时下载此信息,通过大数据分析和计算后自动调节行进速度,以保持火车之间的安全距离并提供移动拦截功能。这种通信方法可以缩短通信距离,但是也增加了对通信网络的需求,只有依靠5G技术高速率、大带宽、广连接、低时延的特点才能发挥出最佳效果。

三、推动5G无线网络在智慧交通构建中应用的措施

(一) 加强投入力度

5G技术在智慧交通建设中科学运用对推动交通事业快速发展起到关键作用,是提升交通智能化的重要条件,随着5G商用的高效推进,为智慧交通发展带来了良好的机遇。为适应5G网络要求,需要加大对5G网络的推广力度,加大网络基础建设的投入,推动5G的全面覆盖,搭建高质量的信息传输通道,为智慧交通建设提供基础保障。同时,加强对先进智慧交通技术的研发和推广力度,加大资金和资源投入,实现对相关管理设施、车辆的逐步升级,有效适应智慧化运行机制要求。

(二) 优化智慧交通发展思路

交通事业为经济社会发展提供基础保障,先进技术的运用对保证交通运输体系的高效运行起到关键作用,管理部门要充分认识到智慧交通发展的重要作用,转变传统的工作思路,提升主动创新意识,推动智慧化工作机制的科学构建。要对5G技术优势形成正确的认识,结合5G网络要求,积极引进先进技术,如大数据、云计算等,有效提升交通数据处理效率,实现对大量交通数据的全面收集和科学利用,充分发挥网络通信价值,提升交通事业的发展动力。

(三) 建设完善的智慧交通平台

智慧交通平台建设实现对交通运输体系的全面覆盖,利用5G网络,实现与车辆、驾驶人、管理人员和道路等交通设施的高效互联,实现对管理资源的高效整合,提供优质的服务,实现各个物联网和车辆网等局域网的高效整合,实现对区域内终端的精准定位和高效管理,有效提升交通管理质量,能够通过5G网络实现对交通数据的全面采集,为交通调控工作开展提供支持,有效优化交通环境。同时,车辆驾驶员、交通管理人员等用户能够通过网络途径对管理平台进行实时访问,如在车辆驾驶中,通过车辆中的传感器,将车辆数据进行及时的上传,并与驾驶员形成高效的交互,对其实际需求形成有效地掌握,并通过对路段内相关信息的分析,为其提供有效地服务。如对当前路段的拥堵情况进行预测,提供更加精确的导航服务,并对车内温度、车速、胎压、车辆故障等车辆运行状态进行实时监控,对驾驶员提供及时的预警,有效提升驾驶体验。同时,智慧化管理系统的建设为交通管理部门的工作提供有效帮助,能够通过对车辆的定位和路况信息的全面收集,对交通调度工作的开展提供依据,例如在拥堵路段,系统能够对附近车辆发布相应的拥堵信息,引导其进行绕行,并对红绿灯等设施进行自动化操控,有效缓解拥堵情况。要借助5G技术优势,建设云端服务平台,相关的数据信息能够通过5G网络传输到云端平台,进行处理分析,借助丰富的网络运算资源,提升数据处理效率,将数据处理结果和相关的管理指令进行准确传输,提升服务质量。要建设交通事故应急处理机制,利用5G网络,对交通事故进行准确定位,根据周围车辆和路况,制定针对性的措施。

(四)强化信息安全管理

网络是智慧交通体系科学运行的重要基础,可利用5G网络实现数据信息的高效传递。但是,随病毒、木马和恶意入侵等网络威胁容易影响智慧设施的正常运行,造成相关数据信息的泄露或者篡改,造成严重的损失。特别是随着车辆智能化程度的不断提升,病毒的入侵严重威胁车辆安全,容易造成交通事故的出现。这就要求在智慧交通建设中要重视对网络安全的防护,建设完善的信息安全管理机制,合理利用网络安全技术,实现对网络威胁的有效抵御。要推动云端安全服务模式的构建,利用云计算优势,对各个接入设备进行全面的安全管理,对相关数据进行加密,对安全威胁进行实时监控和查杀,保证交通设备安全运行。

四、结语

在5G网络时代,人们生活的许多方面都会发生变化。5G通信技术是许多系统应用的基础,例如,人工智能、大数据、物联网、云计算等,5G技术将大大加快智慧城市的建设速度。在城市的交通领域,5G技术可以在地面交通系统、铁路交通系统和辅助交通系统等方面发挥不可替代的作用。与5G技术的结合也为自动驾驶、智能旅行等更智能化的交通模式创造了许多新的解决方案和新思路,5G+智慧交通将会为公众带来更智能、更便捷的出行体验。

参考文献

[1]刘又策,吴海群.基于5G新技术背景下智慧交通的建设分析[C]//.2022工程建设与管理桂林论坛论文集.,2022:164-165.

[2]张文紫玄.5G无线网络技术在智慧交通构建中的应用研究[J].运输经理世界,2022(10):76-78.

[3]兰晓斌,马新婷.基于5G的智慧交通协调优化控制系统设计[J].中国储运,2022(02):175-176.

[4]宁娜,李冰,王兰红.5G背景下山东省智慧交通发展研究[J].无线互联科技,2021,18(20):5-6.

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