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5G无线网络技术在智慧交通构建中的应用分析摘要交通运输涉及水上运输、公路运输以及铁路运输等,具有类型多样的特征,使得智慧交通的构建具有较高的难度对此,本文将对5G无线网络技术在智慧交通构建中的应用进行分析,首先探析5G无线网络技术下智慧交通的总体架构形成整体思维框架,再通过分析关键技术与应用路径,深化对5G技术与智慧交通构建融合的理解,在此基础上,借助实例分析5G无线网络技术在智慧交通构建中的应用现状与优化,推动5G技术在智慧交通构建中的应用落实关键词5G;无线网络技术;智慧交通;构建应用引言智慧交通构建的核心目标在于实现交通管理、交通设施、交通服务、交通装备以及交通服务的智能化、网络化以及数字化发展,构成以人为原点,端-管-云的协作体系5G技术在智慧交通中的赋能主要表现为予以智慧交通足够的技术支持,通过提高网联化的方式,实现智能化水平的提高,同时,5G技术与各类交通业务皆具有良好的适配性对此,本文将对5G无线网络技术在智慧交通构建中的应用进行探析,了解总体构架、关键技术以及应用路径,提升5G技术下智慧交通构建的整体认知,再结合具体实践深入了解5G技术在智慧交通构建中的落实,为5G技术与智慧交通构建的融合提供支持
1、5G无线网络技术下智慧交通的总体架构在构建5G技术下的智慧交通时,总体框架把握是关键,一般而言,基于5G技术的智慧交通总体构架表现在网络层、终端硬件以及网络层等方面,总体构架如图一,具体表现如下一是终端硬件终端硬件是5G技术下智慧交通的神经元,涉及计算与通信设备、感知设备以及交通装备等具体包含摄像头、边缘计算设备、车载通信设备、毫米波雷达、直连通信设备、运维巡检机器人、AR眼镜以及无人机等二是网络层在智慧交通中,精准定位网络、通信网以及车联网是重要核心5G技术在网络层的应用,有效提升了智慧交通网络业务的承载能力,同时,卫星通信网络、物联网以及移动互联网也带动了智慧交通的发展三是云平台层云平台层作为5G技术下智慧交通的大脑,以各类数据为支撑,具有决策、调度管理以及分析等功能,一般包含交通设施管理平台、数据管理平台、用户管理平台以及业务管理平台等此外,各类智慧交通场景将会以巨量终端为媒介,借助AI算法对大数据进行分析,相较而言,对算法能力的要求更高,而通过将5G技术融入到云平台层的方式,配合MEC能够实现各类云基础设施功能的有效提升⑴四是应用层5G技术在智慧交通中的核心价值体现在应用场景上,核心目标在于实现交通基础设施与装备的智能联网由此,在构建以5G技术为核心的应用层时,应当重视覆盖的全面性,保障交通出行各主要环节与要素皆在应用层的囊括范围内,如智慧公交、智慧枢纽、智慈停车、智慧道路以及智慧驾驶等五是信息安全基于5G技术的智慧交通蕴含大量交互频繁的信息与数据,由此,信息安全管理联动机制的构建尤为重要对此,在构建基于5G技术的智慧交通时,应当重视全覆盖的安全防护体系,将网络、终端以及平台硬软件皆纳入防护范围,实现分域隔离安全问题,同时,通过构建安全管理机制的方式,强化安全防护管理,降低恶意入侵的发生率六是标准规范基于5G技术的智慧交通属于跨产业链的创新融合体,具有主体多、技术路径差异明显等特点,由此,为保障跨设备、跨芯片模组、跨安全平台以及跨终端的服务能力,应当重视标准规范的建立,严格界定硬件、网络等方面的要求,实现构建规范性的提升⑵
2、5G无线网络技术下智慧交通构建的关键技术由上可知,5G技术作为新型网络,对智慧交通构建的核心价值在于提高网联化水平,实现智能水平提高但是,智慧交通处于动态发展的状态,对网络速度等的要求明显提高,相较而言,对网联化水平要求亦有所提高由此,准确把握当前5G无线网络技术下智慧交通构建的关键技术尤为重要,目前,5G技术下智慧交通的关键技术,主要包含5G+MEC5G+V2X、5G+高精定位,具体表现为一是5G+V2X车联网凭借新一代信息与通信技术,实现了车与路、车内、车与车、车与服务平台、车与人网络的全方位连接,有效提升了汽车的自动驾驶能力与智能化水平,为汽车与交通服务新业态的建立提供了重要支持,成为智慧交通构建的关键技术之一以3GPP全球统一标准为基点的车联网通信技术为C-V2X涉及LTE-eV2X/LTE-V2X(由LTE通信技术演化)或NR-V2X/5G-V2X(由5GNR平滑演进而成)C-V2X作为智慧交通构建的关键技术,偏向于将智慧交通的各参与要素有机联系,如人、车、云以及路,不仅能够支持车辆获取更多信息,还能辅助解决非视距感知等导致的问题,助力交通控制优化与车辆管理优化,推动汽车与交通服务新业态的形成与发展二是5G+MEC多接入边缘计算作为移动边缘计算的扩展,是5G关键技术之一MEC凭借在网络边缘部署网络节点,为用户提供高带宽与低时延的网络环境,同时,还能提供个性化、大存量以及高算力等能力构建以MEC为支撑的网络架构,不仅能够降低数据传输的网络时延,还能推动智慧交通服务区域特色的形成未来5G+MEC极有可能成为智慧交通的关键技术不断发展,解决数据与业务、跨运营业务连续性等方面的技术问题,实现MEC平台与业务部署、车载终端接口协议规范性的提升,进一步明确MEC与基础设施管理、运营以及部署的权责,促进MEC平台业务丰富性的提高,推动MEC完整生态的形成⑶三是5G+高精定位定位技术作为智慧交通中智能驾驶实现的关键技术,是车辆安全通信的保障当前,智能驾驶水平的差异会使得定位精准度要求有所不同,如辅助驾驶对车辆定位的精准度要求为米级、自动驾驶对定位精准度的要求为厘米/亚米级即使定位精准度要求存在差异,对定位连续性的要求趋于一致,是安全驾驶的必要前提,由于环境、成本等因素的影响,单向定位技术难以满足车联网的定位要求而5G+卫星定位不仅能够有效实现定位精准度的提升,还能提供自动驾驶、线路规划以及车道级导航等功能一般而言,为满足不同环境下的车辆高精定位要求,多将多源数据融合作为定位方案,主要包含GNSS定位数据、传感器数据、惯性导航数据、蜂窝网络数据以及高精地图数据等,再借助平台层提供定位平台功能,主要包含引擎定位、地图数据库以及高清动态地图等此外,5G+高精定位主要运用于网络层,偏向于借助5G基站,结合RTK基站、RSU实现信息传输与信号测量5G能够有效保证数据传输的速度,满足实时传输高精地图的需求5G基站能够完成信号测量与上报,为车辆提供辅助定位服务此外,以5G边缘计算为支撑,还能实现高精地图的动态化更新,进一步提高地图的准确性,进而为应用层供给线路规划、车道级导航等应用同时,5G在R16版本中增设了定位功能,借助MIMO多波速特性,对TDOA、RTT、AOA等室内定位技术进行了定义⑷
3、5G无线网络技术在智慧交通构建中的应用路径在建设以5G技术为支持的智慧交通时,应用路径是方向指导,对5G技术在智慧交通构建的全方位应用具有重要影响,对此,应当重点把握5G无线网络技术在智慧交通构建中的应用路径,一般而言,5G无线网络技术在智慧交通构建中的应用路径主要表现在地面交通、交通辅助以及轨道交通三个方面,涵盖协调控制、自动驾驶、事故处理以及路况检测等方面,具体表现为一是地面交通主要表现在路况监测与自动驾驶两层面首先,自动驾驶,借助5G技术感知与传输各类数据,完成车辆的感知决策以及执行工作,确保无人操作阶段车辆仍能安全驾驶;其次,路况检测,借助5G技术大容量与高传输率的特点,在道路重点区域与两旁布设传感器,实现高质量路况监测二是轨道交通主要表现在维运管理.、出行、列车运行以及运行管理等方面具体表现为首先,运行方面,借助5G技术,工作人员能够及时把握与管理雷车运行数据,同时,列车内监控视频清晰度也能有所提高;其次,出行方面,借助5G技术,乘客购票、列车查询等方面的方便度明显提升;再者,运维方面,借助5G技术,工作人员能够实现对轨道的全方位全时段智能监控,提升维运质量;最后,运行管理方面,借助5G技术,工作人员、设备物质等的定位更加准确⑸三是交通辅助系统借助5G技术,工作人员能够借助云计算技术、大数据技术等,对交通信息进行分析,实现对区域交通情况的有效监控与预警实际运用路径包含借助车辆识别系统、超温检测系统以及车载定位系统,对车辆运行状态进行实时监控,再结合收费站数据信息对车辆运行的里程与时长进行监控若出现超出安全指数的情况,应当及时警告与制止此外,针对于安装有智能摄像头的车,可提取行车路线等信息,生成地图为自动驾驶提供支持⑹
4、5G无线网络技术在智慧交通构建中的应用实例分析早于2019年,华为、上汽等完成了第一次5G+远程驾驶的探索,在展馆的驾驶员可远程操控远在三十多千米之外的车辆,由此可见,5G技术能够保证操控信号与高清视频的实时下发与同传2021年,伤害洋山深水港的重卡与道路智能化明显提升,临港区实现了运营线路
40.7km的智能化改造,提高了智能路测设备与智能重卡信息互通性的提升,提升了智能重卡的工作时长由此可见,5G无线网络技术在智慧交通构建中的应用具有较强的可行性此外,本文将以C市为例,分析5G无线网络技术在智慧交通构建中的应用现状与优化
4.1应用现状在推行智慧交通建设的过程中,主要流程表现为首先,在构建工作展开前,明确智慧交通系统基础架构,确定智慧交通构建的整体思路与启动要求;其次构建工作实施阶段,构建了以UPS电源、中心机房、智慧交通专网以及DLP大屏显示等为支持的指挥调度技术支持中心,为指挥调度工作和信息处理提供必要环境与硬件基础以G1S地图的支撑,建设了集警力定位、接警处、匝道控制、诱导发布以及异常检测等功能模块为一体的基层应用管理平台,为交通管理业务提供了必要的技术支持其中高清监控系统以场外高清设备为媒介,实现了对道路实况的巡检、查看以及图像存储等同时,通过在路段、路口等设置检测设备的方式,配合后台应用功能模块,形成了综合性高清检测系统,实现了对机动车违章行为的有效检测、号牌识别、参数采集以及异常报警等此外,还在智能管控系统中增加了违法行为抓拍的功能
4.2应用优化由应用现状可知C市智慧交通构建的现状良好,但是仍有较大的进步空间从5G技术的角度出发,结合部分城市5G技术下智慧交通建设的经验可知,于C市而言,在建设智慧交通阶段,应当重点优化信息采集与数据分析两方面,具体表现为一是数据采集优化C市交通信息采集的主要方式为摄像头,存在一定的局限性现行交通信息采集设备还包含红外雷达监测器、GPS车载导航、光学检测仪以及超声波检测等在基于5G技术的智慧交通中,皆属于总体架构的感知层,致力于采集交通信息,而信息传输系统主要包含光纤网络、卫星以及基站等当前C市的5G基站建设规模正在不断扩大由此C市在构建智慧交通的过程中,应当充分借助5G高速率、大容量的特点,增设无线高清摄像头,用以提升驾驶行为判断的准确性,实施把握与处理车辆的违章行为促进事故处理效率的提升二是信息分析优化高效信息分析处理能力是实现环境、路、车以及人协同的关键一般而言,交通信息主要包含车辆数据、道路数据、信号数据以及事故数据等,且各类数据会在平台层汇总,实现信息共享相较于部分城市而言,C市交通运行管理应用平台的功能有待完善由此,C市应当重点完善分析与预测系统,实现对路况的实时显示,自主划分道路畅通与拥堵的登记,为交通环境的优化提供支持止匕外,还应当具备紧急程度评估功能,用以提升道路突发事件的解决能力结束语综上所述,近年来,在新一代信息技术快速发展与应用的推动下,交通产业与信息技术稳步融合,各类交通工具逐渐向应用终端与智能移动空间的方向转变呈现平台化、网络化的特征各地开始践行5G技术下的智慧交通,但是,认知的差异导致践行成效存在差别,对此,在落实5G技术下的智慧交通时,应当重视总体框架、关键技术以及应用路径的把握,在此基础上,结合现行智慧交通的实践情况融合5G技术,重点优化信息分析与数据采集等层面内容,实现5G技术在智慧交通建设中价值的最大化,推动5G技术下智慧交通构建质量的提升参考文献
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