導讀 曾幾何時,高清與智能的“組合拳”,造就了盛世安防。垂直於交通領域,時至當下,5G與智能,又將是另一次產業進階中的求變之战。 一、5G在交通等待“瓜熟蒂落”時 5G在智能交通的徵程,時間不長也不短。2...
曾幾何時,高清與智能的“組合拳”,造就了盛世安防。垂直於交通領域,時至當下,5G與智能,又將是另一次產業進階中的求變之战。
一、5G在交通等待“瓜熟蒂落”時
5G在智能交通的徵程,時間不長也不短。2019年6月6日,工信部向中國移動、中國電信、中國聯通、中國廣電發放5G商用牌照,標志着中國5G正式進入商用階段。
三大運營商加快網絡建設速度,計劃2019年底信號覆蓋50余個城市,2021年底覆蓋地級市以上城市。
5G網絡寄托了整個移動互聯網產業鏈未來的希望,也將深度賦能智能交通產業,引發產業的質變。
爲何5G是交通落地的成熟領域,說穿了,在一個智能時代,大數據、雲技術、5G、AR/VR、元宇宙等,都是圍繞智能而展开。
智能交通,肯定需要凸顯智慧,將傳統的管理方式徹頭徹尾改變。
業務定位上變成交通行業生產系統的一部分,能夠指導和輔助高效交通疏導,改善服務體驗,提升管理水平。
例如:通過視頻對排隊長度的智能檢測,能夠幫助客戶彈性开關服務窗口,資源效率和服務體驗得到雙提升;通過機場的站坪全景視頻,實現遠程塔台監管,提升調度管理效能。
5G建設,是傳輸層的項目,但最終是要釋放到項目中來體現價值。未來幾年,智慧交通將是智能的立體化架構,包括終端層、網絡層、平台層及應用層。
終端層,即基礎設施層,是智慧交通的神經末梢,實現道路的全面感知與檢測,同時實現感知數據的結構化處理。
網絡層,是基礎設施層與平台應用層連接的管道,一方面將基礎設施的結構化數據上傳到平台層;另一方面,根據不同的業務需求提供隔離的網絡資源。
平台層,是智慧交通的大腦,實現車輛、路側感知信息的採集與融合分析,面向不同應用場景提供聯合決策和協同控制,實現業務管理及應用服務。
應用層,實現路況監測、編隊行駛、無人駕駛等智慧交通服務。
通過“端管雲”架構,實現地面交通在雲端的數字孿生映射,利用人工智能實現快速、高效的智慧交通業務應用。
在等待“瓜熟蒂落”之時,智能交通的5G之路,也要解決面臨的幾個“坎途”:
其一,智能交通也有萬千場景,大多都有自身的個性化業務,機場、軌道交通、高速公路、城市道路、民用停車等,都難以“一通百通”,面對紛繁復雜的業務場景和更廣泛的客戶群體,是偌大市場只取“一瓢飲”還是各個部門協調來做更大的廣域智能交通?
對於中小企業,肯定是在擅長之事做深耕,而華爲提出的大交通以及智慧公路軍團,都是講5G納入並付諸至更多可能性的場景;百度依托地圖,收購北京精英路通也是爲了將來在停車領域,探討5G下沉的可能性與合理性。
其二,智能交通端到端的業務與一站式服務延伸時,需要具備隨時隨地動態加載和運行行業應用的能力,從而來滿足多場景與碎片化需要。
智能交通的“路網”承載需要更加开放和靈活,設備接入需要更加的簡單和便捷,業務獲取需要更加方便與快速,業務端到端體驗需要更佳的流程和高效,而這些與5G,息息相關。
也舉例來看,移動車載類場景包括:公交車、出租車、地鐵等公共交通車輛,交巡警摩托、執法警車、巡邏車等執法巡邏車輛,校車、押運車、運鈔車、危化品運輸車等特種車輛。
這些車輛均需要被重點監管,但受限於當前的無线技術和網絡能力,監管的範圍、時效性、有效性都無法保證。
一方面,由於帶寬和穩定性不足,無法實現全量實時回傳,對駕駛人/乘客/車輛真實狀況無法掌控,可實時視頻調閱的並發路數少,畫質模糊,偶發卡頓,無法有效支撐突發事件高效處置。
另一方面,車載監控視頻存儲在本地,設備易損壞,數據易丟失,無法可靠提供突發事件的視頻調取。當前交通車輛已成爲天網的監控盲區,只能在事後通過“回頭看”獲取线索。
再次,從汽車本體來看,以自動緊急剎車功能爲例,在成熟的4G環境中,數據傳送的時延已經可以小於20ms,但是當車速達120km/h的時候,前後車動作只有15ms的時差,在需要響應的時候,車輛經過環境監測、傳輸數據、計算數據等環節後,時延已經遠遠超過15ms,這顯然是不夠安全的。
而5G通訊有大於10Gbps的數據傳輸速率和小於1ms的時延,伴隨着5G技術的推廣开來,3G/4G時代遇到的難題將迎刃而解。
在道路路況運營管理過程中,智慧交通一方面通過道路沿线的傳感器、攝像頭等設備記錄整條道路沿线的交通信息,並將其傳回監控運營中心進行分析調控。
另一方面又通過調整紅綠燈等指示信息實現對行車速度的的管控,並且通過引導用戶調整合適的行車路线而避开堵車點,有效疏解交通擁堵問題。
這一過程中數據上傳、下傳都少不了通訊技術的配合,而5G技術的推廣將爲監控視頻以及信息的傳輸再度提升效率,有效的管理道路幹线運營。
最後,通過攝像頭和傳感器的協助,智慧交通將實現人工操作下無法被感知到的車輛信息、實時路況、以及安全隱患等信息都能夠被有效監測。
而且基於5G高速率、低延時等特性,當行車系統在車輛以及路況環境發生變化時,在數據傳輸和分析、指令下發、啓動執行等一系列操作過程中也能做出迅速響應,進而避免發生嚴重的擁堵、事故等問題,而且也充分提升了人們的出行體驗。
又比如:高清視頻對於網絡傳輸是不小挑战,海量視頻數據對於全程可視化的視頻需求,首先要在視頻採集清晰度做提升,以及從視頻中提取信息的增多,對視頻和信息回傳網絡提出了更高的挑战:更大的網絡帶寬,既能支持單路50Mbps以上的視頻上行帶寬,又能支持多路並發回傳。
例如,港口的每台橋吊有18路4K視頻的無线回傳要求;更穩定可靠的網絡質量保障,保證在线率和視頻播放的質量,避免出現卡頓、花屏等問題;更低的網絡時延,在遠程輔助操控中匹配視頻延遲的要求,例如,港口的橋吊的遠程操控,要求端到端視頻時延30ms。
二、探路5G,質變之路向何方
5G有何吸引力。這是探討5G與智能交通首先需要了解的問題。
與傳統的4G相比,5G具有大帶寬、高可靠低時延、海量連接等許多優點。
通過5G提供的大帶寬、低時延,AR/VR真正可以從概念走向商用。
通過5G提供的低時延特性與計算機視覺相結合,可以實現機器人從簡單的執行向人機協作生產升級,加速工業互聯網的實現。
5G的低時延與海量連接感知,可以實現車與車、車與路之間的通信,爲AI算法提供多維數據,爲輔助駕駛、無人駕駛提供技術。
通過5G無线技術提供的大帶寬,可以解決有线無法覆蓋的安防場景,使5G走向交通的萬千場景。
去年已經就5G在技術領域的徵途分析,比如在無人駕駛、智慧出行、車路協同、智慧運輸等,本文就不在重復,着重在落地項目中進行介紹分析。
三、5G上高速,帶來的全新體驗
全國首個5G智慧高速公路項目落地湖北。
2021年,中國移動湖北公司與湖北交投科技發展有限公司、中移(上海)信息通信科技有限公司在湖北武漢籤署战略合作協議,三方將共同成立“湖北5G智慧交通聯合創新實驗室”,推進全國首個5G智慧高速公路項目落地。
根據協議,未來,實驗室主要研究方向包括推進智能網聯汽車在高速公路場景的技術試驗,开展5G智慧高速公路示範段的共建和運營,智慧高速公路的5G網絡覆蓋方案、整體信息化提升方案等技術標准驗證,智慧高速相關終端產品的研發、設計等。
2022年,湖南省交通運輸廳表示,湖南擬對長沙繞城高速西北段、西南段和在建的長益高速擴容項目共計113公裏高速路段進行智能化及網聯化改造,在全省率先建成5G智慧高速公路。
當前,不少高速公路運營體系仍然是傳統的運營模式。
遇到節假日或者交通事故等情況,高速公路很容易發生擁堵,無法運用先進的信息感知技術進行交通擁堵狀態的識別和預警,無法通過交通大腦進行預判分析,無法實施科學智慧的精准調度。
據了解,中國移動正利用5G切片以及邊緣計算,實現數據快速高效交互。
目前,中國移動正依托5G網絡、北鬥高精定位網絡、車路協同網絡三網合一技術,搭建要素全量感知、業務高度協作、車路深度協同、安全主動防控、路網高效營運、公衆精准服務的智慧高速運營體系,構建“運—管—養—用”多層次智能化應用體系。
當前,不少省份正在加快5G智慧高速公路試驗區和試驗段建設,如京台高速泰安至棗莊段改擴建高速公路示範試點;北京市房山區开展的5G自動駕駛开放測試示範區建設;浙江省杭紹甬智慧高速公路、湖北省鄂州機場智慧高速公路一期工程、湖南省長益智慧高速公路擴容項目等。
四、5G在城市的一路暢行
與高速不同,城市道路縱橫交錯,信號燈與路口林立與層出不窮。
2022依托蘇州良好的車聯網產業環境,全國首批城市級5G車聯網應用目落地蘇州,中國移動江蘇公司蘇州分公司聯合中國移動上海產業研究院設立“蘇州移動5G聯合創新中心,依托5G+北鬥定位系統,進一步推進長三角地區的5G新基建車路協同建設,助力打造5G車聯網城市級應用。
已改造蘇州高鐵新城5G智能網聯道路63.4公裏,東至相城大道,西至G524國道,北至太東路,南至蠡太路,以路口爲單位建設多傳感器智慧路口,共計包含50個智慧路口。
作爲目前國內覆蓋範圍最大的公开道路5G無人公交項目,全國首個常態化運營5G無人公交已在蘇州實現落地。
5G無人公交途經蘇州高鐵新城的會議中心、購物中心、高鐵站、地鐵站及商業辦公樓等地,正在疏通城市交通毛細血管,賦能交通微循環。
5G無人公交外形頗具科技感,就連最基本的反光鏡都安裝有高清攝像頭,車內設有9個乘客位,配有一個32寸智慧顯示屏,乘客可通過顯示屏選擇到達站點。
借助5G網絡,該車可實時獲得遠距離的紅綠燈信號、道路標識牌、施工路段以及異常車輛等信息,提前進行线路規劃,提高無人駕駛的安全性,保證更優的乘車體驗。
其實這是5G車路協同的技術體現,各子系統是路側單元和車載單元,各個交通組成單元通過路側單元和車載單元,以有线或無线通信方式來實現車輛與車輛、車輛與路側以及路側與路側之間的信息傳輸和共享。
路側單元的主要功能是:
收集路側傳感器檢測到的各種信息(如交通流量、突發事件、密集人群、交叉口行人信息、道路異物侵入、路面溼滑狀態),以無线短程通信的方式發送給車輛,以有线或無线通信的方式發送給其它路側單元或管理中心。
接收來自車載單元或其他路側單元的信息。
車載單元的主要功能是:
收集各類車載傳感器採集到的信息(如定位、運動等)進行融合處理後發送給其它車載單元,接收來自其它車載單元的信息。
接收來自路側單元的信息。
對接收到的信息和收集到的本車傳感器信息進行融合處理,做出安全預警判斷和車輛控制決策,以合適的交互方式向駕駛人提供信息,或向車輛控制單元發出控制指令。
所以,在蘇州,司機變身安全員,公交車自主選擇車道,避讓障礙物和行人,還能接收交通信號燈信息,實現一路暢行。
5G賦能,讓車路協同成爲自動駕駛明確方向。其實除了當前自動駕駛的技術路线,單車智能的車路協同也備受關注。
單車智能,通過更多的傳感器,聯合更好的算法,讓車不需要任何外力就能實現相對安全的自動駕駛。
但在實踐中,這個目標非常難做到。面對復雜的交通環境,包括人、車的意圖,意外因素,以及交通規則的限制等,很難做出正確判斷。當然了,傳感器高成本也是非常重要的因素。
而利用V2X技術,在5G的保障下,最大的優勢就是可以進行超視距的感知,這是單車智能無法做到的。
結束語
5G在交通,可能還有其他場景,但落地普遍性不高,很多是“摸石頭過河”的純試探,其技術成熟性與應用合理性還不具備參考價值,所以並不舉例來說明。
2022,探路5G,智能交通的質變之战。可以暢想,握手5G的智能交通將更加全域化與自由化,突破時空所限,也隨時隨刻、簡單明了洞知與交通的點點滴滴和每一個遠方的暢行。
標題:握手5G,迎接智能交通質變之战
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