“ 2019 年 6 月,我国 5G 商用牌照正式颁发,这意味着5G时代的“发展元年”的到来。相比于前几代移动通信技术,5G 逐步实现了以程序运算为中心向以用户端口为中心的重大转变。虽然 5G 技术目前还未真正在生产生活领域普及,但其在物联网、远程医疗、智能能源等方面的应用已经显示出广阔的发展前景。在智慧城市的探索与构建中,5G技术同样引发了社会的广泛关注,“5G+智慧城市”的发展模式有利于推动我国的新型城镇化进程,有利于建设“以人为本”与全面、可持续的社会成长空间。”
第五代移动通信技术
5G 技术,即第五代移动通信技术,是继4G之后最新一代的高带宽、低延时、大容量的移动网络通信技术,也是实现人工智能、机器学习、虚拟现实、物联网等大规模商用的物质基础。2019 年10月,工信部颁发了国内首个5G无线电的进网许可证,5G 基站正式接入商用网络。相较于前几代的移动网络通信技术,5G主要有以下几点显著优势:
01传播速率快
5G 技术采用大带宽的新型蜂窝网络结构,用户体验速率可达到每秒1000兆位(1Gbps),峰值速率可达到20Gbps,比4G网络环境的信息传输效率提速百倍,能够极大地促进信息的互联互通。
02网络时延小
5G 技术的应用能够使网络时间延迟降低至1毫秒,相比于4G技术普遍的20至30毫秒降低了 95%以上,从而具有更迅速、更强大的响应能力。
03容量密度大
5G 技术能够达到每平方公里提供100万接入端口的连接能力,连接密度与流量密度显著提高,超大网络容量扩展了信息传播渠道,为物联网建设与广域通信奠定技术基础。
5G 技术在智慧城市交通系统中的应用构想
“5G + 智慧城市”
1地面交通系统
自动驾驶迈入新阶段
自动驾驶汽车内置人工智能的控制系统,通过雷达传感、激光测距、全球定位等功能互联,使汽车在离开人类操纵的情况下自动安全地在道路上行驶。当5G网络与自动驾驶系统相融合,自动驾驶将进入全新的跨越式发展阶段。
路况监测形成新方案
若 5G 与路况监测相结合,将形成实时路况监测的新思路。5G 网络传输速率快、容量密度大,将传感器安装在重点区域的路面或道路两侧,将形成高水平、高效率的路况信息监测网络,减轻基站压力,提高响应速度。这一方案在美国已开展相关应用,Verizon Wireless公司与Sacramento市签订协议,同意将物联网传感器安装在路面与路灯上以采集实时交通路况信息,为政府与民众提供高效率的路况信息反馈,该系统能够减少44%的汽车闲置时间,提高公众出行效率。
2轨道交通系统
列车运行:高效传输
列车运行期间,需要与数控调度中心建立稳定可靠的语音通信联系,并形成高效安全的数据传输网络,工作要求高、强度大,而基于5G技术的 D2D通信将极大提高这一系统的实现效率与整体性能。
公众出行:弹性选择
我们乘坐地铁出行时,常常会遇到高峰期进站难、安检难、购票难的困扰。事实上,在换乘站或大型市民中心附近的地铁站的不同进站口,客流量往往有所差异,如果能将乘客在不同进站口相对均匀分布,则能够实现更高效的资源利用与出行体验。5G 技术的CDN网络,则能为这一构想提供一定的应用基础。
设备维护:智能监控
对于轨道交通系统,设备的定期养护维护也是不可缺少的重要环节,然而,由于设施分布较广、线路较长、勘测环境复杂等因素,目前以人工巡检为主要方式的数据采集工作耗时耗力。如果将 5G 技术植入城市轨道交通的设备监测系统,大容量、高带宽的多节点网络将能够实现全方位、全天候的数字化智能监控,节省人力物力,大幅提高系统维护协同效率,增强安全系数。
3交通辅助系统
智慧城市建设秉承“以人为本”的核心理念,在5G网络的信息采集与处理模式下,程序化平台运算将逐步过渡到人工智能逻辑,通过打造基于5G网络的交通辅助系统,城市运作与市民出行将会向数字化、智能化迈进。与传统通信技术相比,5G的实现需要依靠“自组织网络”处理多节点的无线接入,这一关键技术可以推动城市综合信息管廊建设,实现动态监测与主动运维。