通信技术与智慧交通融合发展路径的探索

符宣博

中移建设有限公司海南分公司，海南 海口 570000

0 引言

5G通信技术主要是在4G通信技术基础上发展而来的，表现出频带利用率高、数据传输速率高和通信性能强等特点，通过将该技术应用到智慧交通中，不仅可以确保智慧交通网络变得更加稳定化、高效化，使得智慧交通功能更加多样化、强大化，还能为人们提供良好的交通出行体验。所以，如何促使5G通信技术与智慧交通融合发展是技术人员必须思考和解决的问题。

1 城市交通网络现状

1.1 车地通信受限

对于地铁车载视频而言，通过将该视频应用到城市交通指挥中心，可以为所有列车提供重要的数据支持，同时，还能保证协助调查分析结果的精确性和真实性。现阶段，石家庄地铁成功完成三条线路的开通，其中，1号线和3号线所对应的乘客信息系统主要利用了专网频谱，该频谱的带宽为10MHz，单个列车所上传的视频图像仅仅达到两路。2号线所对应的乘客信息系统主要选用了WLAN IEEE 802.11ac技术[1]，车载实时图像主要出现了卡顿、不畅等问题，导致车厢内视频仅仅能呈现2-4线路路况信息，同时，难以保证录像回传的有效性和实时性，仅能采用人工拷贝的方式进行实现，严重影响了数据的采集和处理效率和效果。

1.2 应急通信难度大

一旦出现紧急事故，需要结合现场情况，利用所搭建好的无线摄像设备，对事故整个过程进行实时监控，同时，还要对临时影音通信设备进行布置，并与站外工作人员进行无线通信，确保应急指挥工作能够有效开展。目前，以“石家庄地铁”为例，该地铁乘客信息系统所获得带宽相对较低，达到了10MHz，存在带宽严重不足问题[2]。此外，对于专用无线通信系统而言，所使用的频段仅仅为800MHz，难以满足多路终端视频传输需求，导致应急保障措施存在一定的局限性，此时，工作人员在与现场联络期间，只能借助对讲机，严重影响了互通效果。

1.3 智慧列车状态监测需求增大

列车智能化进程不断加快，需要将采集好的列车状态数据实时、有效地传输到指定的后台系统中，便于相关人员采用在线监控的方式，对列车状态进行实时监控，保证列车运行的可靠性和安全性。目前，列车车厢通常为8节，需要将大量的传感器安装和固定到运行监测系统中，以实现对海量信息数据的高效化传输[3]。但是，由于受到带宽限制，大量数据上传难以达到大面积覆盖。在未来领域中，随着5G通信网络的迅猛发展，列车管理系统的运行速率得以大幅度提高，通过对列车相关存储数据进行高效化、实时化传输，可以最大限度提高列车的智能化运行水平。列车运行状态监测连接示意图如图1所示。

图1 列车运行状态监测连接示意图

2 5G通信技术优势与发展

5G（中文全称为“第五代移动通信技术”）作为一种先进、新型的移动通信技术，有效地融合和应用了天线阵列技术、端对端通信技术、边缘计算技术等多种先进技术，具有超高速、低时延、高安全等特点，并向物联网时代方向不断迈进。另外，5G通信技术应用场景主要集中体现在以下几个方面。①超高速场景。在这一应用场景中，可以更好地满足智慧交通系统的通信需求，提高状态信息数据的传输效率和效果[4]，确保高速列车能够稳定、可靠地运行。②高安全、低时延。确保网络通信变得更加实时化、高效化、便捷化，确保通信稳定性和可靠性得以大幅度提高。③物联网业务场景。在该应用场景中，可以确保各个大型通信设备之间能够建立良好的连接关系，便于人们能够更好地参与到通信事件中，确保沟通交流的同步性、便捷性和高效性，以起到万物互联的作用[5]。与4G通信技术相比，5G通信技术的突出优势是传输速率高，高达10Gb/s，大约是4G通信技术的百倍。同时，该技术还表现出信息容量大、资源利用率高、安全可靠性高等特点，通过将该技术应用到智慧交通中，可以很好地满足城市交通通信需求。

3 5G通信技术与智慧交通融合发展路径

为了促使5G通信技术更好地应用到智慧交通领域中，极大地提高乘客的出行体验，技术人员要采用一系列的方法与措施，促使5G通信技术与智慧交通融合发展，具体措施如下。

3.1 建立主动模式交通应急联动系统

在5G通信技术的应用背景下，通过完成对主动模式交通应急联动系统的设计和研发，可以确保交通信息能够高效、安全地传输和共享，从而提高智慧交通运行性能。另外，该系统在实际运行中，通常会涉及到交通信息采集环节，在这一环节中，通过完成对大量的信息数据的获取和整理，借助大数据分析技术，完成对重要信息的分析和处理[6]，从而形成相应的实践报告，在此基础上，将各个领域的信息数据安全、可靠地传输到相应的信息服务系统中。信息服务系统具有跨平台运行特点，利用该系统，可以为多种不同移动终端提供良好的支持作用，此时，用户通过下载和安装相关APP软件，可以实现对用户服务系统的注册和登录，另外，该服务系统还能安装和固定在列车上，利用主动模式交通应急联动系统，可以结合用户当前所处的位置信息，全面地分析和汇总交通路况信息[7]，用户还能利用5G通信技术，在信息服务系统的应用背景下，对5G网络进行高效化、便捷化访问，从而在第一时间取得交通实时图像，该交通实时图像可以为用户提供该路段的拥堵情况信息，便于用户结合自身的实际出行需求，科学地调整和设置出行路线，使得用户交通使用体验得以大幅度提高，从而达到缓解城市交通压力的目的。主动模式交通应急联动系统功能模块示意图如图2所示。

图2 主动模式交通应急联动系统功能模块示意图

3.2 无人驾驶

无人驾驶作为一种新型交通方式，在具体实现中，主要用到了高性能技术，不仅提高了数据传输速率，还能确保网络响应速度得以大幅度提高。无人驾驶主要采用了摆脱人为控制的设计理念，需要自身具有强大的路况信息智能化识别功能。5G通信技术的出现和应用，为无人驾驶开发和实现提供了一定的支持，这是由于5G通信技术具有网络覆盖面广的特点，可以降低多个用户网络干扰概率，极大地提高了网络存储容量[8]，使得数据传输速率变得更加高效和快捷，通过该技术应用到无人驾驶的实现中，可以实现对相关信息数据的全面化、完整化获取和分析，确保无人驾驶系统能够结合所识别的路况信息，做出相应反应，使得无人驾驶的稳定性、安全性得以大幅度提高。

3.3 高速无障碍收费

现阶段，造成高速出现拥堵的主要因素是高速收费，高速收费站通常采用传统人工收费方式，导致收费效率降低，特别是在节假日车辆高峰期，高速拥堵现象越来越严重。而5G通信技术的出现和应用，可以有效地避免以上现象的出现，利用该技术，可以将人工收费模式直接转变为电子收费等高速无障碍收费工作模式，不断地增加收费效率，使得高速拥堵现象出现的可能性降到最低。另外，借助电子收费模式，可以实现对相关设备的自动化检测，从而起到智能化检测车辆状态的作用，同时，还能对车辆的当前位置进行实时定位、追踪和记录，收费计算工作在实际开展中，严格按照车辆进入高速路段所对应的时间进行计费，然后，将最终计算结果安全、可靠地传输到车主移动终端上，车主收到最终计算结果后，会采用网络付费的方式，对其进行精确结算。

3.4 便捷化轨道交通运营

对于智慧交通而言，其信息工程直观有效地反映出了列车当前运行状态，城市轨道在实际运营期间，通常会出现大量的客流，一般情况下，一旦人群过于密集，列车机务数据由于网络通信被限制而导致下载速率不断下降，导致相关工作人员无法在第一时间及时有效地获取和了解列车当前运行情况。另外，列车在实际运行期间，一旦信号覆盖缺乏一定的稳定性，很容易对列车运营造成不良影响。而5G通信技术的实现和应用可以很好地解决这一问题，利用该技术，可以确保列车内部通信质量得以显著提升，这是由于该技术具有传输速率高、低延时等特点，通过采用空分多址的方式，确保多个用户波速的高效性和智能性，避免多个用户之间出现信号干扰，极大地提高了网络覆盖率。另外，还能实现对列车系统内部故障问题的自动化、高效化检测，实时化、智能化监控客流换乘情况。列车在实际行驶期间，一旦遇到突发自然灾害，可以在第一时间智能化启动应急方案，确保乘客人身安全性。

3.5 交通设施智能化维护

目前，城市轨道交通线路在实际运行中，经常会遇到设施维护问题，设施维护具有点多面广、维护工作量大等特点，借助物联网技术，可以实现对各种机电系统运行状态相关数据的全面化采集，同时，利用5G通信技术采用网络接入回传的方式，将这些数据安全、可靠地传输给维护人员，确保交通维护由被动维护转变为智能监控，使得设施维护效率和效果得以大幅度提高。对于石家庄地铁而言，在开展5G试点改造工作期间，仍然采用人工拷贝的方式，采集和整理列车车辆相关数据，难以实时、高效地管理列车状态数据，由于后期5G网络覆盖面不断扩大，加强对TCMS业务开发显得尤为重要。首先，将5G天线安装和部署到列车上，对车辆运行数据和故障数据进行全面化采集，并利用ERM设备接口，对相关数据进行回传处理，然后，利用5G专用网络通道，将这些回传数据传输到平台上，便于相关人员及时、有效地接收和处理列车工况数据、视频数据等，从而实现对列车的智能化监控，使得列车的安全性和可靠性得以大幅度提高，同时，还能将维护成本降到最低，为后期全面应用5G通信网络，构建智慧地铁打下坚实的基础。

3.6 物联通信提升用户体验

5G通信技术的出现和应用，促使乘客智能出行成为未来必然发展方向，利用该技术，可以帮助乘客利用交通网络进行购票，同时，还能实现对列车到站时间、发站时间、商业网点定位等相关信息的查询和了解，有利于乘客便捷化出行，为乘客提供更加优质的地铁乘车体验。另外，地铁在实际运营和管理期间，可以借助大数据技术，对地铁信息、公交信息进行实时统计和发布，从而为乘客提供最佳换乘路线，使得乘客的舒适度体验得以显著提升。此外，5G通信高速网络的应用可以精确、实时发布视频影像和广告信息，确保视频播放的顺畅性和清晰度，满足地铁商业高效化、便捷化营销需求，为乘客提供良好的观感体验。

4 结语

综上所述，在5G通信技术的应用背景下，智慧交通行业取得了良好的发展。一方面，利用该技术的高频传播性能，极大地提高了智慧交通列车的运行监测水平，确保所有列车能够正常、稳定、安全地运行。另一方面，利用该技术的网络覆盖面广、数据传输速率高等特点，完成了对交通应急联动系统的构建，为提高智慧交通通信系统的稳定性和可靠性、不断优化和丰富智慧交通功能、提高传输网速率提供了重要的技术支持。所以，将5G通信技术与智慧交通进行融合发展显得尤为重要。