基于5Ｇ技术的智能交通系统的分析研究王磊--中国期刊网

字体：大中小

首页> 原创作品> 正文

基于5Ｇ技术的智能交通系统的分析研究王磊

发表时间：2020/11/10 来源：《基层建设》2020年第22期作者：王磊

[导读] 摘要：随着5G时代的来临，我国交通事业面向智能化发展进入了快车道。

        中国通信建设集团设计院有限公司第二分公司陕西西安 710119
        摘要：随着5G时代的来临，我国交通事业面向智能化发展进入了快车道。依托通信技术、物联网技术、大数据技术、云计算技术、人工智能技术等相互融合，在交通建设、交通管理、道路运输、交通服务等方面进行全过程、全方位的智能化管控，保障交通顺畅与安全出行，为公路、铁路、民航、水运等交通网络提供优质服务是5G技术智能交通的重要特征。为此，分析5G技术在智能交通中的应用发展趋势是完善交通服务的研究基础，是推动我国交通事业智能化、现代化发展的科学依据。
        关键词：5G技术；智能交通系统；分析研究
        引言
        随着国家工信部提出将于2020年将5G技术正式商用化，5G技术对于交通行业发展将会是巨大的，未来的城市交通将会把汽车和互联网紧密相连起来，这将帮助车联网技术的蓬勃发展，车联网能够帮助实现人、车、路、云、计算机的五者协同，能够大幅提升人们的行车安全、舒适度以及环境的保护，实现未来城市人性化的智慧运输。
        一、5G技术
        1.5G的定义
        随着人们生活对网络依赖性的不断增加，移动通信网络容量的需求成千倍增长，原有低频传输资源无法满足社会发展的需求。5G通信技术是第五代蜂窝移动通信技术的简称，是通信技术领域一次全新的革新。在技术层面5G通信技术打破了原有无线通信技术组网的局限，使用更高频谱长期演进技术（Long Term Evolution,LTE）使网络峰值速率可达到100Mbps，是4G网络的100倍[1]。利用更加密集的网络节点，设备密度可达600万/平方公里，使无线传输速率可达8秒1GB，通过高频传输技术保证复杂环境下的通信更稳定，流量密度可达20Tbps/平方公里，网络延迟低于1毫秒，移动性可达500km/h。5G网络依托数据传输速率高和快速的响应时间优势，不仅可以满足现有的家庭及办公网络需求，而且在智能交通、远程医疗、工业制造等更为复杂的环境中亦可有良好的表现。为此，5G网络带给人们的应用价值空间更加广阔。
        2.5G的关键技术
        1.1毫米波技术
        现在使用的4G，其使用的频率是3～30GHz，这一波段穿透能力较弱而且带宽小容易产生频道之间的干扰，这是我们在人多的建筑场所手机信号差以及网速延迟的原因。5G使用了高频的毫米波，频率在30～300GHz，大大提升了带宽，使之具有了高速率、低延时的优点。
        1.2微基站
        微基站是一群微基站组成的基站群，可以将宏无线网络上的数据转移到微无线网络上，并且在各个微小基站之间传输。因为基站天线的尺寸与电磁波的波长在一个数量级，所以天线的长度也就可以进一步缩小到毫米级别，因此基站也可以缩小到很小。相比于4G的宏基站，5G大规模的微基站成本小而且耗能低而且可以大范围的覆盖。
        1.3大规模的MIMO（多入多出技术）
        如今常见的基站一侧使用的天线数量约为2~8根，但是5G大规模MIMO技术下基站侧的天线数将会增加到最多256根，MIMO技术将天线用大规模的阵列方式集中放置，充分利用空间资源实现多根天线的同时收发，显著提升信号的传输质量以及系统的可靠性。
        1.4全双工技术
        5G时代的产生的数据极多，为了处理如此庞大的数据就需要用到全双工技术，传统的信息传输是在单信号通道上进行的，这样使数据需要等一方传输完另一方才可以上传数据，不可以双方同时进行数据的传输。全双工技术微处理器与外围设备之间采用发送线和接收线各自独立的方式，可以使数据双向进行，将会极大的提升数据的传输速度。
        二、5G技术在智能交通中的应用
        5G技术在智能交通中的应用可归纳为两个方向，一是服务于交通管理部门缓解交通压力和提高交通服务效率等；二是服务于民众为民众提供便利的出行条件和安全的交通环境等。5G技术在智能交通中的主要应用范围如表1所示。
        在交通管理方面，大数据分析与智能决策是智能交通的核心内容。在5G网络环境下，多种技术之间可以无缝衔接，利用传感网络感知各个监测节点的交通环境信息，利用“互联网+”收集各类交通运输信息等，进行海量数据的大数据分析，并能够通过信息的融合实时分析、预测和调控交通运输网络，实现泛在物联、全面感知、海量存储、融合计算、大数据分析和智能决策的智慧型交通管理，不仅提高了交通运营的效率，而且交通管理智能化的控制与信息服务，降低了劳动强度。
        表1 5G网络在智能交通中的主要应用范围

        在民众的交通出行方面，通过5G技术让人工智能、云计算、车联网等实现了深度的融合，不再局限于小范围的智能交通应用，而是向更加广域的交通出行服务延伸，为用户提供个性化、人性化的出行体验。如在5G技术下，城市交通信号控制不再局限于传统定时模式，而是通过交通的流量智能化的控制信号，实现智能分流；为了保证出行的通畅与安全，用户可以提前通过5G技术获取出行路线的交通信息，并智能地为用户规划最为便利的路线，通过设备之间的物物互联让用户在每一个环节都能够感受到贴心的服务，并且全程进行智能化的安全管理保证人的出行安全。
        四、未来智能交通系统的发展趋势
        1.基于云计算的智慧运输系统
        在交通运输过程中，信息的收集、最优路径规划、实时路况、车辆安全及车身硬件状态等数据的分析是目前运输过程中需要关注的点。但是目前的数据传输存在严重滞后等问题，而5G可以通过全双工技术和多入多出技术及智能运输云系统可以处理这些信息。
        云计算技术收集信息面广，可以通过机场，地铁，汽车等公共场所的监控，卡口以及电子警察等来获得大量的车辆交通信息，对车流量、路面、噪声、天气、位置、温度等进行监控。然后利用大数据的分析，借助图像识别，视频识别以及混合定位系统等生成可以诱导交通能力的信息。在未来的货物运输中高智能的机器人将作为主导，云计算平台将作为机器人的“大脑”对其发号施令。运输过程将变得可视化、规范化，整个运输过程中产生的信息都会被传回云端保存以供分析，能够优化运输途径来减少成本的损耗。
        2.基于无人驾驶的智慧生活
        随着5G技术的发展，更加高精度的传感器和智能云计算系统能够应用在无人驾驶中，可以实现车内网和车外网的对接。在行驶过程中通过自动细微调整，形成车辆的跟踪，来保证良好的路况视野。行驶过程中通过前后车的监测可以保证车辆的安全距离，当即将发生事故时，车内的安全系统就会提前制动以保护乘客安全。另外，汽车将不再仅仅是代步工具，将成为兼具娱乐办公等多项功能的一个特殊载体。当自动驾驶技术完全成熟时，人们只需要花将近20%的时间专注于驾驶，剩余的80%时间可以用于自由支配。第三，可以很好地解决停车难的问题。未来当自动泊车系统完善时汽车可以自动寻找车位，完全释放驾驶员的双手，将会进一步提升人们的出行效率。
        结束语：5G技术在智能交通中的应用让智能交通上升为智慧交通，各项技术的汇集融合给予智能交通更多的想象空间。传统智能交通对交通信息的收集、利用、处理、分析、交换和发布在5G技术的驱动下让诸多的技术瓶颈得以突破，提升了大数据、云计算、人工智能和物联网等技术的创新空间和协同能力，让智能交通更加人性化。
        参考文献：
        [1]张雷．LTE技术在城市轨道交通车地通信中的应用[J]．建材与装饰，2019(17)：121-122
        [2]孔庆玉，商文宇.5G核心技术研究发展探析[J].中国管理信息化，2019，22（19）：159-160.
        [3]花丽.浅析5G移动通信的关键技术和发展趋势[J].信息记录材料，2019，20（12）：14-15.