摘 要：进入新世纪，我国的汽车工业也取得了长足发展，小轿车已经走进了千家万户。但这也给每个城市的交通基础设施建设带来了不小的压力。交通拥堵是困扰着当下每个城市的城市顽疾。现代科技高速发展，日新月异，大数据、人工智能、5G都为解决这一城市顽疾提供了技术可能。根据工信部给出的时间表，2019年将进入5G预商用阶段，2020年将正式商用。通过移动互联网和物联网的紧密结合，未来城市的智慧交通体系将成为现实。
关键词：5G;智能交通;车联网
在现代社会，一个城市的幸福指数，不在于GDP有多高，而在于人们感知幸福的能力有多强，城市交通是否便捷安全已经成为人们在一个城市居住工作是否幸福的一项重要指标。
百年前，人们通过发明交通信号灯来对地面交通进行控制，有效缓解了交通拥挤的想象。这一控制方法在日益增长的交通出行压力面前，日渐老态，已经无法解决当下突出的新型交通出行矛盾。现代科技高速发展，日新月异，大数据、人工智能、5G技术层出不穷，未来的城市交通将以实现人、车、路全面联网与智能管理为目标，使得城市交通从“管理诱导”到“自主诱导”的历史性转变成为可能。智慧交通的时代已经向我们走来。
1 智慧交通系统概念的发展
智慧交通概念在智慧城市的基础上提出的新概念。智慧交通系统（Intelligent Transportation System，简称ITS），是建立在移动互联网、云计算、大数据、物联网等新一代信息技术基础之上，综合运用AI、系统方法、交通科学等理论与工具，使得车、路、人三者相互协同，从而建立起来的具有全面感知、主动服务等特性的实时动态交通运输信息服
务体系。对于当下各大城市拥堵的情况，智慧交通将有助于改变人们的出行方式，提升交通幸福指数，为打造一个低碳社会提供现实可能。铁路、公路、民航、水运都可以组建成为一个智慧交通网络。在这个智慧交通网络中，由每个人的手机APP、车辆上的 GPS 及路口交通监控摄像头通过无线射频识别， 5G 通信技术按一定文本协议快速地进行数据传输、信息交换，通过大数据技术挖掘分析出对交通改善有帮助的数据，解决一些原先交通控制时代受制于技术无法解决的问题，为广大出行者提供更加优质的出行服务。
2 5G关键技术介绍
2.1 5G通信技术及发展情况
从20世纪80年代以来，全球无线通信以每10年一个周期的进度经历了从1G-4G的变迁。 1984年，基于模擬蜂窝技术的1G无线通信出现。1990年开始，2G主流技术标准 GSM 和CDMA One相继发布，全球进入数字通信时代;2000年，国际电信联盟（ITU）将WCDMA、 CDMA2000、TD-SCDMA以及Wi-MAX确定为3G的四大主流无线接口标准;2010 年，TDD-LTE和FDD-LTE两种制式下的4G技术开始成熟并商用。
5G，即“第五代移动通信技术标准”。由“第三代合作伙伴计划组织”（3rd Generation Partnership Project，简称为3GPP）负责制定的。3GPP是一个标准化机构。目前其成员包括中国、欧洲、日本、韩国和北美的相关行业机构。与4G相比，5G网速能达到每秒15Gb。这意味着，可以秒下高清电影，在线游戏、实时高清视频和远程交互等都不是梦。同时，5G网络具有速率极高（eMBB）、容量极大（mMTC）和时延极低（URLLC）三个特征。比如10Gbps的峰值数据速率、1ms空口传输时延、比4G提高3-5倍的频谱效率和每平方公里千兆的连接密度以及100倍的功效提升等。许多之前想做而因为条件限制无法达成的科技得到广泛的应用，如：智慧城市、增强现实、虚拟现实、物联网、智能家居、无人机等。5G将给人们的生活带来更多的便利和乐趣。
2.2 5G关键技术
5G的好处体现在它有三大应用场景：增强型移动宽带、超可靠低时延和海量机器类通信。也就是说5G可以给用户带来更高的带宽速率、更低更可靠的时延和更大容量的网络连接。可以想象，到2020年，5G将为用户提供光纤般的接入速率，“零”时延使用体验，千亿设备的连接能力、超高流量密度、超高连接数密度和超高移动性等多场景的一致服务，实现“信息随心至 万物触手及”的愿景。
“Gbps用户体验速率”的标志性能力属于目标，而关键技术就是用来达成目标的手段。大规模天线阵列是提升系统频谱效率的最重要技术手段之一，对满足5G系统容量和速率需求将起到重要的支撑作用;超密集组网通过增加部署密度，可实现百倍量级的容量提升，是满足5G千倍容量增长需求的最主要手段之一;新波形和多址技术通过发送特定信号的叠加传输来提升系统的接入能力，可有效支撑5G网络千亿设备连接需求;全频谱接入技术通过有效利用各类频谱资源，可有效缓解5G网络对频谱资源的巨大需求;新型网络架构基于SDN、NFV和云计算等先进技术可实现以用户为中心的更灵活、智能、高效和开放的5G新型网络。[1]
增加带宽是关键，由此而产生的毫米波、微、大规模MIMO、波束赋型等都是顺理成章的技术趋势。只要把做得足够小，其服务范围变窄了，单个用户获得的资源就能足够大，速度就可以提高到足够快。所以说，5G的任何一项关键技术都不会有革命性的突破，其上千倍综合能力的提升，更多地是来自移动网络的重新布局。[2]
3 5G改造智慧交通
其实早在3G/4G普及的过程中，就有人尝试将移动通信技术与出行服务结合起来，探索智能交通系统的可能性，但3G/4G数据传输速率的上限和时延的存在却限制了智能交通的进
一步发展。近日消息报道称中国首个5G智慧高速公路项目落地湖北，目前正在规划选择湖北省境内高速路段进行前期的5G选址建设，同步进行智能收费测试。同时，5G智慧高速无人驾驶也进入了申请测试阶段。这些都为接下来的智慧交通提供无限的想象空间。
3.1 从汽车本体操作来看
首先，从汽车本体来看，以自动紧急刹车功能为例，在成熟的4G环境中，数据传送的时延已经可以小于20ms，但是当车速达到120km/h的时候，前后车动作只有15ms的时差，在需要响应的时候，车辆经过环境监测、传输数据、计算数据等环节后，时延已经远远超过15ms，这显然是不够安全的。而5G通讯有大于10Gbps的数据传输速率和小于1ms的时延，伴随着5G技术的推广开来，3G/4G时代遇到的难题将迎刃而解。
3.2 从道路路况运营管理来看
其次，在道路路况运营管理过程中，智慧交通一方面通过道路沿线的传感器、摄像头等设备记录整条道路沿线的交通信息，并将其传回监控运营中心进行分析调控。另一方面又通过调整红绿灯等指示信息实现对行车速度的的管控，并且通过引导用户调整合适的行车路线
而避开堵车点，有效疏解交通拥堵问题。这一过程中数据上传下传都少不了通讯技术的配合，而5G技术的推广将为监控视频以及信息的传输再度提升效率，有效的管理道路干线运营。
通过摄像头和传感器的协助，智慧交通将实现了将人工操作下无法被感知到的车辆信息、实时路况、以及安全隐患等信息都能够被监测到。而且基于5G高速率、低延时等特性，当行车系统在车辆以及路况环境发生变化时，在数据传输和分析、指令下发、启动执行等一系列操作过程中也能做出迅速响应，进而避免发生严重的拥堵、事故等问题，而且也充分提升了人们的出行体验。汽车时代网
4 智慧交通的车联网
智慧交通的本质是通过将实时道路、车辆本体以及车辆周边环境等信息通过移动通讯的技术实时回传至控制决策中心，迅速的做出决策并反馈之后做出结果调整。在这一过程中，接入汽车以及相关路况监控设备就共同组成了物理硬件层面的车联网概念。
理论上，不联网的单辆汽车也可以通过传感器、摄像头以及信息决策系统实现自动化运
行，达到狭义的智能出行目的。但是单辆车本身也有很大的局限性，在晚上、雨雪天等恶劣天气下，在交叉路口、拐弯处等场景，雷达、摄像头看不见、看不清、看不准。而多车连接组成的车联网却因为拥有多车信息共享的能力而拓宽了信息获取的能力，在这一基础之上，自动驾驶等需要更多更广信息决策的领域便首先具备了实现的可能性。
根據中国汽车工程学会的预计， 2020年、2025年、2030年我国销售新车联网比率将分别达到50%、80%、100%（2016年仅30%左右），据此预计联网汽车销售规模将分别达到1500万辆、2800万辆、3800万辆，总市场规模将超万亿，从车联网进化到自动驾驶领域市场空间巨大。
在从单辆车过度到车联网再到自动驾驶的过程中，实现车联信息互传并且共享的通讯技术是其中最为重要的基础性支撑。在5G时代，5G技术内部针对车联网技术而研制的C-V2X、5G-V2X技术的发展在推动现有车联网的广度以及宽度上都打下了坚实的基础。
C-V2X指从LTE-V2X到5G-V2X的平滑演进。在性能上，C-V2X基于强大的3GPP生态系统和连续完善的蜂窝网络覆盖，可大幅降低未来自动驾驶和车联网部署成本，被认为是自动驾驶的关键推动因素之一。
同时，作为唯一一个遵循全球3GPP标准且获得广泛的全球汽车生态系统支持的V2X技术，必将伴随着2020年5G商用步伐的推展开来。C-V2X以及5G-V2X技术的发展将向前向后为汽车联网以及交通出行全面迈入5G时代奠定基础。
5 结语
目前，全球能够涉足5G产业争夺的企业也就以中国华为、中兴以及美国高通、爱立信、诺基亚等为代表的少数几家机构为主。此前，俄罗斯军事专家伊里亚·普列汉诺夫曾表态爱立信以及诺基亚两家机构在设备质量方面不能与华为竞争，有可能落后一年半的时间。而从更早之前传出的美国第一大电信运营商AT&T假5G风闻情况来看，美国5G技术未必有那么突出的事实仿佛也不无道理。
从推动经济发展的角度来看，5G或将能够成为改变世界经济格局的重要变量，打破中美之间的实力平衡，如果那一天真的到来，中国智慧交通产业的发展经验将赢得走向全球市场的空前机遇。5G之下，从车联网到自动驾驶，这一即将迎来变化的万亿级市场未来可期。
参考文献：
[1]姚传富.更快更猛5G声势浩大[J].中国无线电，2015（5）.
[2]曹勇.5G是什么 看我秒懂[J].计算机与网络，2015（4）.
[3]苑宇坤 张宇 魏坦勇.智慧交通关键技术及应用综述[J].电子技术应用，2015（8）：9-12.
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