基于5G技术的智慧城市交通系统探究
何勇
【摘要】 ? ?5G移动通信技术以其高数据速率、延迟降低、节约能源、降低成本的技术优势，正在广泛运用与科技生产与日常生活应用当中，“5G+城市”的概念，对于国家推动城镇化的创新发展提供了技术支撑与全新的发展背景。本文从5G通信技术运用于城市交通系统的理念构思，为城市交通智能化开拓一条创新路线。
【关键词】 ? ?5G通信技术 ? ?交通系统 ? ?城市建设
引言：
自2019年开始，5G移动通信技术的商用牌照颁发，预示我国信息化发展的新时代真正开启了。5G相较于之前的最大不同在于，以往通信技术的优化仅仅是基于数据带宽的拓展，而5G已经完成以程序为核心计算的传统方式向用户端口发展的重要突破。目前基于5G的普及程度不够广泛，在生活当中的技术思路更多是技术模型，并未投入市场生产，但以其技术特点上的特殊优势，5G技术在物联网、远程医疗、交通技术等方向的创新提供了新的发展思路。
一、5G技术的概念与特点
5G移动通信技术一直作为通信行业与各个行业一直热议的话题，基于4G技术的应用程度已经完成应用于各个领域，对于新技术的开发一直是通信行业的研究课题;智能化移动设备的大范围普及，导致移动数据的需求量增长速率逐年飞速增长，现有技术无法面对未来的信息化时代发展，由此，5G技术应运而生[1]。5G技术的技术优势在于其传输速率快、网络响应时间短、容量大。传输速率快：在过去2G、3G、4G的技术特点上，都是通过基站统一网络在进行信号输送，随着智能设备的普及，基站的传输速率无法持续维持峰值工作，网络长时间面临荷载的运行模式，大大降低传输速率。5G重新构建了蜂窝网络设备的新体系，D2D技术的通信网络下，用户在接收信号传输的同时也在为周边户用提供信号传输，在基站的控制范围内合理进行资源分配，实现短距离数据的直接传递。网络延时小：现在普遍应用的4G技术上网络延迟约在30-60毫秒之间，在进行数据传输与实时通话中会有能感受到的时间延迟存在，而5G技术将网络延时缩短至1ms之间，极大增加了信息传输间的反应能力，而这一技术优势已经可以满足如远程医疗、交通自动驾驶等高精密行业要求标准，应用技术的宽泛程度与潜力都将有效提升。容量密度大：5G技术超大的网络容量开拓了数据传输通道，通过高密度的覆盖范围解决了同一空间内拥挤而导致的信号交互影响的障碍，也对于物联网的发展提供了有力的技术支撑。
二、5G技术在城市交通的应用方向
5G在技术优势上的特点决定了在各种行业领域都将有全新的应用创新技术，如何利用科技技术为用户生活提高生活质量“5G+城市”的智能发展前景必然是不容小觑的，未来5G技术通过硬件更换，软件配合多方面交互配合城市交通系统的发展，完成智能生活，以人为本的生活理念[2]。将从三个方面将5G技术对于交通优化的发展趋势进行可行性分析，见图1。
2.1地面交通
2.1.1自动驾驶技术
自动驾驶一直是一种创新的概念产物，因为没有足够技术进行，汽车通过硬件配置人工智能系统，利用雷达传感器确定前方障碍物、激光测量安全距离、GPS精准定位技术交互，使得车辆在脱离驾驶员操作下，自动安全进行行驶如图2。
5G技术与自动驾驶概念形成交互将切实推动自动驾驶的发展进程，通过5G技术提高车辆对于不同路面情况进行分析并能更快做出合理的反应，现阶段4G对于自动驾驶的辅助更多是通过车载雷达与摄像头完成“看”的功能，对于雨天雾天等路面情况的处理能力大大降低，无法保证车辆在正常路面进行驾驶的安全性，也成为了自动驾驶无法完成实际应用的一大技术难点[3]。5G技术在这方面的技术特点则很好的弥补了这方面的不足，低延时的优势，能够对路况信息做出及时反馈并处以最安全合理的解决方案。自动驾驶技术需要极高的运算能力与决策要求，环境实时检测反馈-信息处理-做出合理决策一系列环节都要在及短时间内做出判断，5G技术的容量密度大、超短的网络延迟，配合计算机的的运算能力，实现“云驾驶”，将高效推动交通系统与车辆安全的发展。
2.1.2路况信息检测
对于车辆驾驶，目前路况信息的主要来源是通过车内导航系统畸形提供，其实时的路面数据参数都是通过路面运营车辆如公共交通或出租车等车内GPS数据上传服務器，再经过分析处理，反馈给司机，做不到实时的路面信息反馈，也无法因此优化行车路线，影响出行质量。通过5G技术的应用，在重点路段装配传感设备，利用D2D技术与基于5G网络的优势特点，科学、合理、高效的完成路面信息的实施检测，同时也可以减轻基站的荷载压力，优化民众的出行效率。
2.2轨道交通
2020年起，我国已有40左右城市开通城市轨道交通。轨道交通的优势在于运载速度快、效率高、安全等特点，是未来城市交通的主要发展方向。城市轨道交通伴随我国城市话发展，将会在更多地区实施建设，基于5G技术的优势也给予城市轨道交通全新的应用理念[4]。
2.2.1列车行驶调度
在地铁、轻轨等轨道交通运行中，调度中心需要实时与车辆建立稳定的通信联系，构建安全、合理的信息传送网，对于信号传输速度与稳定性的要求极高。5G技术中，数据无需通过基站转发，由设备直接传输至设备，实现终端信息直接进行传输。
D2D技术与5G通信技术的时效性能够实现列车之间与调度中心的交流便捷性，降低调度中心的工作负荷，更好的应对突发情况下的多节点信息沟通不便发生的隐患。除此之外，5G的传输速率也能将列车运行情况通过影像实时反映给调度中心，改良监控设备。
2.2.2公众出行方式弹性优化
轨道交通与地面的交通方式相比，承载能力与人员流量的集中性更严重，导致遭遇严重的出行高峰时间段，发生阶段性拥堵问题，当我们乘坐轨道交通时，经常会发生进站时间过长、安检排队效率低、买票拥堵的情况影响出行体验。在实际处理中，大型换乘站点或市中心商业区等集中地区，客流量在同一时间是有所差异的，用户无法第一时间获取此类信息导致平白浪费出行时间，如何高效合理分配各进站口高峰期间的人员分配，成为解决公众出行拥堵的优先条件。5G技术中的CDN（内容分发网络）可以合理为这一难点提供处理思路与技术支撑。
CDN作为一种短距离的信息分发网络系统，利用运算考量各个站口之间的负载状况与状态，用户通过5G数据网络获取就近人流较为流通的站点進行乘坐，合理高效选择出行方式，弹性利用交通系统，优化出行效率。
2.2.3设备维护的智能化
针对与轨道交通的系统，定期的设备优化与维护是保证地铁运行效率的关键环节，轨道交通的路线较长、设施分布分散、勘测环境复杂等隐患因素较多，人工巡检的方式采集数据费时费力，仍有检验隐患存在。通过5G技术配合硬件对轨道各个节点安置监控系统，5G网络技术的高效性可以实现全天候、全面的数字化监控模式，减少人力消耗，提高维护效率的同时，减少人工检测的隐患。轨道交通设备的参数也将同步上传至云端实现全面检测，优化轨道交通的安全性。
2.3交通辅助系统
现代化城市建设的核心是基于“高效、智能、以人为本”的理念上，5G的数据运算与收集系统加持下，将逐步过渡到人工智能逻辑，利用5G构建完整的交通辅助网络，协同城市运转与居民出行将走向大数据化时代，面对当下4G的通信技术，5G时代要依靠多节点数据接入，构建自组织网络。例如，通过交通信号系统，确定车流量大小，智能调节红绿灯时间，减少车辆拥堵。建立紧急服务优先处理级别，如救护车，消防以及出警行为。通过数据制定最优化路线，并实时汇报路面状况，缩小信息延迟。
5G将通过结合大数据实现智能照明、电网与交通系统，依照不同时段人流量的多少以周边用户数量合理安排照明亮度与时间长短，必免能源的消耗，为我国可持续发展理念做出有效支撑。
三、结束语
5G时代是未来必然到来的时代趋势，通过数据传输的高效性，市民的生活选择与品质都将进入新的时代。5G的技术切实的可以应用在多项智能领域，包括AI人工、物联网、大数据化信息处理、云端计算与储存以及诸多尚未被开发的科技领域，都将加速“5G+城市”的新时代发展，与城市建设步伐。5G技术目前阶段的应用大多处于理念阶段，未能大规模投入建设。但当逐渐将5G的应用大规模推广开来后，通过5G网络的实际应用，自动辅助驾驶、路况安全反馈、轨道交通效率优化、智能出行等切合我们实际利益的应用将会优化国家的生活品质。未来就会有更多崭新的科学技术呈现在我们的生活内。运用科技技术，提高生活质量，促进国家发展进程。
参 ?考 ?文 ?献
[1]孙创.基于5G无线通信技术的城市轨道交通信息传输系统设计[J].计算机测量与控制， 2021，29 （03）：234-237+247.
[2]韩婷.5G通信下的智媒发展：技术原理、典型应用与影响探析[J].教育传媒研究，2021（02）：24-28.
[3]钟志文.基于5G技术的智慧城市交通系统分析[J].电子技术与软件工程，2020（21）：26-27.
[4]沈映春，张馨心.基于5G技术的智慧城市交通系统探究[J].科技智囊，2020（02）：57-59.
