How The Future Of 5G Will
Shape SmartCities
摘要
新的行動技術 5G，透過克服當前工作的 4G 的缺陷，對當前的通信形勢提出了挑戰。這樣的新技術為智慧城市和智慧交通系統，提供了一種新的方式，可以透過大規模並發連接，和無處不在的網路，實現完全整合，即使在高行動性或人口稠密的地區也是如此。這樣，5G 將成為真正的物聯網，及其相應的車聯網的關鍵推動力。
本次討論目的，在以全面的方式，提供 5G 技術在未來幾年內，將如何影響智慧城市、智慧交通系統（包括自動駕駛或半自動駕駛汽車），以及車輛通信及其技術、經濟和法律挑戰。
1. 簡介
大約每 10 年就會出現，一種新一代的無線行動電信技術。這種發展的特點，是使用新的頻段、更高的數據速率，和新的服務。這使得向我們幾乎整個實體世界的連接，邁進了一步。圖1顯示了時間軸上行動通信的發展，以及每一代的主要特徵。
圖1.從 1G 到 5G 的行動通信演進。
第一代– 1G –於 1980 年代初問世。它的特點是具有使用類比技術傳輸語音的功能。儘管它在當時代表了巨大的進步，但它有局限性。例如，它沒有將語音，轉換為數位信號的數據服務，語音品質很差，而且還沒有全球漫遊服務。
數位技術是在 1990 年代後期第二代（2G）中引入的，它改善了語音品質，並提高了數據速率容量。在這一代人中，全球行動通信系統（GSM）是一種數位標準，其中包括以下服務：簡訊服務（SMS），由帶有彩色螢幕和無線應用協議（WAP）的設備外觀，提供支援的多媒體訊息服務（MMS）。允許使用行動設備訪問 Internet 的服務。儘管此類多媒體應用，消耗了大量能量，但 2G 行動設備的顯著優勢，是設備電池的持續時間比當前設備更長，因為無線電信號實際上消耗的功率較低。
第三代 3G 出現在 2000 年代後期。它帶來了第一個真正的無線數據，使用者可以訪問 Internet。3G 技術的一個相關特徵，是其高數據傳輸速率，從而可以開發多媒體高級應用。
此外，新的頻段和位置資訊，還可以破壞以前不可用於行動設備的應用，例如網頁瀏覽、電子郵件訪問、電視影像串流、視訊會議和 GPS（全球定位系統）等。
如此廣泛的應用使 3G，在消費市場上成為了非凡的一代，但同時也導致 3G 設備的成本增加，和能耗增加。也就是說，與大多數 2G 型號相比，它們需要的功率更大。
完全基於網路協議（IP）的第四代– 4G，於 2010 年問世，至今仍在使用。4G 技術的主要目標，是透過 IP 提供高品質、安全性、低成本的服務，多媒體和 Internet，與前幾代人相比，其數據速率要高得多。特別是 4G 提供了當前使用的無處不在的高速無線寬頻，從而釋放了行動影像和雲端服務的潛力，例如視訊遊戲，高清行動流媒體和 3D 電視。
如今，4G 為全球每平方公里約 2000 個連接的設備，提供了兆字節級的消費者數據速率，毫秒級的延遲和設備密度，這支持了物聯網（IoT）的引入。儘管有這樣的功能，並且由於需求呈指數級成長，以及新的行動電信創新，到下一個十年開始，將用下一代（5G）代替 4G。
5G 時代，將帶來以前無法獲得的網路和服務功能。即使在當前 4G 具有挑戰性的情況下，例如高行動性（例如，在火車中）以及在非常密集或稀疏的情況下，它也將確保連續性，更高的數據速率，更低的延遲，大規模的同時連接，以及遍及全球的網路的普遍存在。人口稠密的地區（例如，體育場、購物心）。此外，5G 將成為真正物聯網的關鍵推動力，並提供一個平台，來連接大量具有嚴格效能，和傳輸限制的感測器和執行器。
受到連接設備數量，行動數據流量的空前成長，以及 4G 技術，滿足這種巨大數據需求的局限性的推動，行業和學術界致力於將重點放在定義 5G 服務規範上，這標誌著 5G 時代的來臨。具有 5G 的設備，將能夠隨時隨地保持網路連接，從而打開了連接網路中所有設備的可能性。為此，基本的 5G 系統設計，有望為每平方公里多達一百萬個，並發連接提供支援，從而在 IoT 服務中，引入各種新興概念。
物聯網是最近的一種數位通信標準，日常生活中的對象能夠透過 Internet 與使用者相互通信。因此，物聯網目的在透過與各種設備（如家用電器、監控攝影機、工業執行器、交通號誌燈、車輛等）的輕鬆交互，來擴展網路概念，使其更加沈浸其中。在這種情況下，正在從大量連接的設備中，生成並收集數據。根據要求，雲端運算和大數據技術的整合，在處理不同類型的數據中，起著重要作用，從而創建了更有價值的服務。
此類技術，對於確保城市場景中的物聯網範例相當重要，這就是所謂的智慧城市。它滿足了大多數國家政府，在公共事務管理中採用資通信技術（ICT）解決方案的需求。
2. 5G 智慧城市
智慧城市目的在在物聯網框架內，著重於改善舒適度，維護性和可持續性，改善公共資源的使用，提高服務品質，同時降低公共事業的營運成本。
圖2 說明了 IoT 的智慧城市的預期情況。通常，基於物聯網的智慧城市應用可以分為四類，如所示。個人和家庭應用是第一類，包括連接的家用電器，和無處不在的電子醫療服務，可幫助醫生遠端監視患者。
公用事業應用是第二類，包括智慧水網路監控、空氣品質、影像的監控公共安全和緊急服務。第三類是工業應用，通常由生產環境中的工業機械網路組成。最後一個類別集中在智慧運輸系統（ITS），或一般來說，即行動通信的應用。後一類包括新興概念，例如自動駕駛汽車、車輛網路、交通管理、擁塞控制等。
圖2. 基於 IoT 的智慧城市的插圖，其中所有服務都連接到網格中。
為了在智慧城市環境中整合 5G 技術和 IoT 服務，已經進行了一些研究工作，其中一些由行業提供動力，而其他則由學術界提供動力。在此，我們將在每個應用類別中，介紹一些最相關的方法，重點放在行動應用上。
2.1. 個人和家庭應用
目前，一小部分人擁有健身設備（也稱為標籤設備），但是機會是巨大的，並且隨著 5G 技術的發展，智慧標籤設備有望變得更加普及。與今天的設備不同，未來的 5G 設備將完全連接，因為不需要綁定到智慧手機即可訪問網路。
三星等公司正在開發保健和健身設備，這些設備不僅可以記錄運動表現，並就運動習慣提出建議，而且還可以將重要的健康資訊，即時發送給專家，以預防或監視醫療事故。
而且，借助 5G，預計房屋將透過安全性（遠端影像安全性監視和控制，以及無線控制的門鎖）和舒適性（透過語音命令，使用智慧手機的遠端控制和恆溫調節）不斷變得更加智慧如圖3。
圖3. 智慧家庭：所有功能都是物聯網的一部分（由 vectorpocket / Freepik 設計）。
2.2. 公用事業應用
在城市物聯網中使用 5G，可能會提供整個城市能源消耗的監控服務，從而使當局可以訪問有關各種公共服務（例如，公共照明、交通號誌燈、監控攝影機、供暖/公共建築的制冷等）。這將允許辨識主要的能源消耗來源，然後進行計劃，以優化城市能源管理。
除了優化能源資源的經濟利益外，5G 還有望透過災難和應急響應，或改善犯罪偵查和監控來挽救生命，從而有助於公共安全。
另外在交通要塞案例，可以透過使用監控攝影機和電腦視覺技術，來打擊機場中的可疑行李，故意破壞和犯罪辨識。使用 5G 快速連接檢測到威脅後，它將被告知公共安全人員威脅的狀態，並可能有助於協調響應措施。
此外，所提出的一種安全系統，當檢測到已知罪犯的面孔時，即使尚未犯罪，該系統也會捕獲實時照片和實際位置，並將其發送到附近的警察局。
2.3. 工業應用
最近的技術（包括大數據、雲端運算、人工智慧和 5G）的指數級成長，吸引了行業的極大興趣，以將 ICT 整合到生產環境中。工業機械與 ICT 的融合，為提高生產率、減少浪費、提高效率和改善生產環境中的工作經驗，提供了機會。
農業是物聯網，是具有巨大潛力的特定領域。在農田上使用具有無線連接功能的感測器，可以幫助優化作物生長，並減少水和肥料的使用。可以對牲畜和其他農用設備進行遠端監控，從而透過降低生產成本，來提高耕種效率。
2.4. 行動應用
越來越多的城市車輛，正在成為向感測器提供環境資訊的行動感測器平台，並且很快這些資訊可以上傳到雲端中。感測器數據將可用於自動駕駛汽車網路，彼此之間交換資訊以優化定義明確的功能。因此，車輛將成為連接到 Internet 的另一個設備。
理想的情況是，當取消人工控制時，自動駕駛汽車應協同工作，以更有效地處理交通，減少延遲，減少污染並提高駕駛員和乘客的舒適度。例如，對於災害管理，車載網路應該能夠快速有序地協調疏散危險區域。這就要求能夠相互通信，還必須獲得救護車、警車或有關逃生路線的資訊。
然而，由於同時控制數十萬輛汽車的複雜性，當前的 4G 技術無法支持如此大的設備密度。要實現它，還需要一些其他關鍵功能，例如延遲和服務品質。例如，配備 4G 的車輛需要花費約 1.5 m 的制動時間。配備 5G 的車輛只需要 2.5 釐米，這有助於避免發生事故。同樣，如果車輛進入覆蓋率低或人口稠密的區域，則 4G 連接將失敗。但是，理論上 5G 連接將始終具有覆蓋範圍，從而可以隨時隨地保持穩定的連接。
因此，在物聯網和智慧城市的目標範圍內，車輛起著重要的作用，導致車輛的網路（IoV），不僅以車輛之間的交互為中心，而且以人、城市甚至國家為中心。在此背景下，本文的其餘部分涵蓋了智慧城市，在車輛通信方面的範例，展示了當前技術的局限性，和 5G 對 ITS 的必要要求，以及諸如智慧等概念對環境和社會的影響。導航和自動駕駛。
3. 智慧交通系統的5G
道路上的車輛數量，一直在不斷成長。預計到 2030 年，他們將超過 20 億。這部分是由於全球城市化，聯合國估計，到 2050 年，世界人口的 21％ 將生活在城市中，2013 年將達到 12％ 。後者代表著將要面臨的嚴重問題，例如交通事故造成的人員傷亡人數增加，以及全球自然環境惡化。因此，智慧交通系統（ITS）的概念，對於解決使用 ICT 技術的交通問題非常重要，以便優先考慮可能改善安全性、燃油經濟性、交通效率和交通安全性的乘坐舒適性應用。
3.1. 車輛通訊
如今，現代車輛已成為一種感測器平台，可從環境中吸收資訊。該資訊由車載電腦處理，然後用於輔助導航、污染控制和交通管理等。但是，要實現快速的數據處理，就需要一台功能強大的車載電腦。這就是帶有駕駛員輔助系統，豪華車成本高昂的原因。為了避免使用昂貴的設備，應該可以透過 Internet，將資訊上載到雲端中，以執行沈重的處理負擔。
因此，物聯網可以有助於收集交通管理中心的其他資訊，補充車輛已經收集的數據。在此前提下，車載雲端運算範式，是測試未來 5G 功能的具有挑戰性的方案。車輛可以與其他車輛，路邊的基礎設施、網路、行人，以及智慧城市中的任何元素交換資訊（稱為 V2V 通信）。「車用萬物」或「V2X」術語用於表示所有這些類型的車輛通信，如圖4 所示。考慮到這些情況，此處介紹了車輛通信的主要趨勢，介紹了安全性、行動性和舒適性的相關情況。
圖4. 車輛通信：運輸工具與城市以及車輛之間共享資訊。
3.2. 自動駕駛
在考慮全自動駕駛之前，涉及我們與車輛交互方式的幾個中間層次。特別是，汽車工程師協會（SAE）已確定了六種級別的駕駛自動化，從無自動化到全自動化。簡要地：
．無自動化 （等級 0）：駕駛員連續處於控制狀態。
．駕駛員協助（等級1）：系統執行的次要駕駛任務。．部分自動化（等級2）：駕駛員必須監視動態駕駛任務。
．有條件的自動化（等級3）：駕駛員不需要監視駕駛任務，但必須能夠恢復控制。
．高度自動化（等級4）：在定義的用例中不需要驅動程序。
．全自動（等級5）：最高級別是指全自動系統，不需要驅動程序。
原則上，對於第 1 級和第 2 級，在沒有 V2X 通信的情況下，自動駕駛是可能的，在此情況下，人類駕駛員將監視駕駛環境。然而，沒有無線通信系統的任何支持，即僅基於機載處理和感測器系統的第 5 級是不切實際的。
如果沒有車輛通信，則必須考慮不確定性，因為不能保證在接下來的幾秒鐘內，其他車輛或行人會做什麼。如果車輛共享其可用資訊，則其他車輛可以使用它們，來減少不確定性。因此，自動駕駛可以從本地通信 V2V 中受益，並能對操縱做出更快的反應，從而防止碰撞。
自動駕駛的一個突出應用，是協作防撞。根據歐盟社區道路事故數據庫（CARE），在過去十年中，與路口相關的死亡人數佔 20％ 以上。在所有其他交通控制機制均失效後，要求自動駕駛汽車之間的通信，採取行動並防止碰撞。在這種動態而複雜的環境中，一旦辨識出碰撞風險，車輛便無法單獨做出決定，因為在沒有事先協調的情況下，實施不同的單獨動作，可能會導致額外的碰撞，或無法控制的情況。
因此，所有涉及的車輛應以協作的方式工作，以運算最佳的避撞措施。
3.3. 遙控駕駛
期望自動駕駛車輛，除了具有自動駕駛和輔助駕駛模式之外，還將具有在遙控模式下，由外部操作員控制的能力。當自主模式失敗，或在複雜且不安全的情況下，需要人工協助時，這很有用。由於駕駛任務是遠端執行的，因此在採礦或水下機器人等危險環境中，駕駛員的安全性得到了提高。
車輛遠端操作的主要要求，是從車輛的車載攝影機，向遠端操作員提供即時影像，以輕鬆瞭解車輛的潛在危害。然後，操作員將基於即時影像，將運動命令發送到車輛。通信網路扮演著關鍵角色。專用的短距離通信和可見光通信是當前當前使用的無線通信技術，但是不適用於長距離通信。5G 行動網路最適合於車輛遠端操作，因為它允許連續影像串流，以高吞吐量和低延遲覆蓋更長的距離。
3.4. 道路交通安全
在汽車行業的競爭和電動汽車的推動下，全自動駕駛汽車的生產，正在迅速成長。但是，在一些潛在的應用中，並不需要高度的自動化。車載感測器（例如攝影機或雷射器）透過雲端連接提供的資訊，還可以為駕駛員提供警告應用。在這種情況下，預計車輛將使用本地 V2V 和全局 V2X 通訊以實現安全，高效和舒適的駕駛，因為即使在視覺範圍之外，車輛也能夠提前辨識危險情況，由於前方有彎道或其他車輛。
透過使用 V2V 通信，與附近的車輛共享資訊，這將成為可能。換句話說，這將增加駕駛員對道路上的周圍車輛，正在發生的事情的瞭解。讓我們考慮以下案例：一輛汽車在另一輛汽車後方行駛，突然，一名行人越過第一輛汽車前的馬路。第一個車載攝影機檢測到這種情況，並與後面的行人共享行人的圖像。車輛處理該資訊，並在擋風玻璃上顯示視覺警報，以及增強實境中行人的圖像。
此應用案例，需要非常高的可靠性、可用性、低延遲和高數據速率。一些標誌性的道路安全，和交通效率應用案例，包括：交叉路口碰撞危險警告、緊急車輛駛近、變道警告、盲區警告、道路工程警告、道路危險警告等。
在智慧城市中，道路安全不僅針對車輛。根據美國國家公路交通安全管理局（NHTSA）的統計，行人佔美國道路交通事故死亡人數的 14％，每年造成 4400 多人死亡。在這種情況下，弱勢道路使用者（VRU）的整合，將成為基本目標之一。後者包括廣泛的道路使用者，例如行人、騎自行車的人，和機動兩輪車。諸如有關 VRU 安全的最新研究，主要集中在使用行車雲端運算，作為行動雲端運算的一個分支，來檢測行人並避免事故發生。
3.5. 智慧導航
自動駕駛汽車將使用數位地圖和地理位置，為駕駛員提供導航指導。這些指導服務透過根據線上交通資訊，選擇合適的路線來提高駕駛效率。
該資訊是根據附近車輛、道路基礎設施，或交通管理中心提供的數據計算得出的。借助物聯網和大數據，5G 將收集更多有用的數據，從而允許提供更多的增值服務，從而補充導航功能。駕駛員將收到帶有興趣點（例如旅遊景點、飯店、停車位、加油站等）的個性化資訊的通知，如圖5 所示。類似的服務已由多個行動應用（例如 Google Maps、Waze）和 Maps.Me 提供。
圖5. 由智慧導航系統（由 Freepik 設計）提供的興趣點地圖。
3.6. 文件和媒體下載
在接下來的幾年中，社會將要求在任何地方和任何時間的連接，都需要高數據速率和低延遲。此外，由於駕駛員將不再需要繼續關注駕駛，並將注意力集中在其他更舒適的活動上，因此引入無人駕駛車輛，可能會增加行動數據流量的消耗。後者涉及娛樂服務的品質和數量的增加，例如網頁瀏覽、文件下載/上傳、電子郵件和社交網路。
此外，在以 3D 影像、虛擬實境和增強實境等新興技術，為動力的超高清影像和身臨其境的多媒體體驗中，預計會有強勁的成長。由於在高速公路場景中，實際佈署的稀疏網路基礎設施和車輛的高速度，這代表了巨大的挑戰。容量需求，特別是由於每輛車中多名乘客消耗高清影像，將對行動網路造成很大的負擔。在這種情況下，將多媒體有效下載到，乘客可能是自動駕駛的關鍵行銷策略。
4. 佈署挑戰
如前一節所述，車輛通訊將為駕駛員和乘客帶來效率，安全性和舒適性。但是，為了在自動駕駛汽車投放市場之前，實現這一目標，下一代行動通信系統 5G，必須克服各種技術、社會和經濟障礙。
4.1. 技術和經濟意義
根據上一節中提到的應用案例，必須解決的主要技術挑戰，可以分為以下幾類：行動性、延遲、可靠性、數據速率、同時連接和能效。對於每個類別，都存在 5G 密鑰啟用技術，例如：
．設備到設備（D2D）通信：直接在相鄰設備之間進行傳輸，而無需透過網路基礎結構中繼資訊。透過使用短距離鏈路，這種直接傳輸可提高頻譜效率，增加同時連接，並減少端到端等待時間。此外，由於與附近設備的短距離連接，所需的傳輸功率較低，D2D 通信可確保較低的能耗。這意味著可以大大減少，設備在數據發送和接收中活動的時間，從而降低能耗，對於滿足智慧城市的能效要求而言，具有很高的價值。
．大規模多輸入多輸出（MIMO）：在基地台使用大型天線陣列，以獲得無線網路，該網路允許在同一無線電信道上，同時發送和接收多個數據信號。實際上，強大的 MIMO 能力，可在密集區域內，同時覆蓋多個使用者，同時保持快速的數據速率和一致的性能，使其成為滿足 IoV 服務需求的理想技術。
．毫米波：毫米波（毫米波）以 30 至 300 GHz 之間的頻率廣播，相比之下，傳統上用於行動設備的 6 GHz 以下頻帶。這項技術有望提供，比我們目前擁有的更高的數據容量。然而，毫米波存在一個主要缺點。傳統上，由於高傳播損耗，以及易受建築物和雨滴的干擾，較高的頻率對於室外應用而言效果不佳。一旦被 5G 網路解決，網路將有可能透過稱為小蜂窩的另一項新技術，來增強傳統蜂窩塔。
．小型蜂窩區：小型蜂窩區是一種便攜式微型基地台，需要最低的功率才能運行。為了防止傳播損失，將在智慧城市中安裝數千個此類站點。小型區是根據輸出功率包含微微區、微區、毫微微區的術語。它可以包括室內或室外系統。對於傳統的大基地台，進入網路只有一條路徑；如果單元格較小，它將打破生成許多其他路徑的主要路徑。小型區的主要目標是增加大區的數據容量、數據速率和整體網路效率。
小型區通常用於人口稠密的城市區域，例如大型購物中心、體育賽事、機場、火車站、街道和高速公路。除了滿足人口稠密地區使用者的需求之外，預計在車輛和高速列車內部的高行動性使用者也將受益。
行動小蜂窩位於行動的車輛內部，以便與車輛內部的使用者進行通信，而由大型天線陣列組成的大規模 MIMO 單元，則放置在車輛外部，以與外部基地台進行通信。
前身網路所需的傳統蜂窩基礎設施相當廣泛，而 5G 將需要更大的蜂窩基礎設施，才能實現預期的性能。面對這一問題的一種策略，是利用天線的尺寸，因為如果使用毫米波，則在小型蜂窩區中，天線可以比傳統天線小得多。這種大小上的差異，使得將細胞粘在燈桿上和建築物頂部上，變得更加容易。
另一方面，與具有數百萬，甚至數十億個小型區的新基礎設施的擴展，和佈署相關的經濟成本，是營運商仍必須解決的問題。他們必須考慮每個使用者的覆蓋範圍，和每個單元場域的收入，來決定如何以最低的成本佈署新的基礎架構。
根據需求驅動分析，如果他們決定將 5G 純粹整合到現有的宏網路中，則無法在任何地方，或每次都提供每個使用者 30 Mbps 的平均速度。但是，與大規模佈署小蜂窩區的成本相比，該策略是最便宜的。在這種情況下，營運商應該分析是否值得在人口稀少的農村地區，新的基礎設施上花費，還是只集中在人口稠密的城市和郊區。
4.2. 安全和隱私含義
為了向道路使用者提供更多有價值的服務，並改善道路安全，提出了一種稱為 VANET（車輛自組織網路）的雲端運算模式。VANET 提供了各種運輸服務，但在此特別提到了三種安全服務。
第一項服務處理是與人有關的安全問題，其中車輛內部感測器負責駕駛員的安全，並結合了醫療保健監視，和駕駛員情緒檢測。第二項服務與道路安全有關，使雲端能夠從車輛外部感測器，以及路邊基礎設施收集資訊，以幫助避開障礙物的車輛，例如行人和其他車輛。第三項服務與資訊的安全性和隱私性有關。隨著汽車工業引入自動化，預計將出現更多侵入性的遠端服務。因此，需要一種更嚴格的身份驗證方法，以防止未經授權訪問車輛和相關個人數據。
根據需要改進的一些重要安全方面如下：
身份管理。網路應唯一標識和驗證使用者/車輛，並透過即時更新證書，來控制對遠端服務的訪問。由於 5G 中的車輛通信，認證中的高速數據速率和極低的等待時間要求，預計它會比傳統行動網路快得多。
隱私保護。與傳統蜂窩網路相比，5G 中的匿名服務值得更多關注。 5G中的海量數據流，攜帶著廣泛的個人隱私資訊，例如身份、位置和私人內容。在某些情況下，隱私洩露可能會導致嚴重的後果。例如，健康監測數據，揭示敏感的個人健康資訊，或者車輛路線選擇數據，可以暴露位置隱私（以及其中的參考）。根據應用的隱私要求，隱私保護是 5G 無線網路中的一大挑戰。
數據加密和保護。透過防止未經授權的使用者，從廣播資訊中，提取任何有用的資訊，數據加密已廣泛用於確保數據機密性。
4.3. 可持續發展意義
根據智慧交通系統將透過優化路線，減少交通擁堵、改善車輛和駕駛員的績效，以及改善運輸系統的管理，來幫助減少時間和能源的浪費。在可持續性方面，運輸系統的優化將節省能源、降低污染水準，並減少對環境的影響。後者不可忽視，因為據估計，汽車是造成氣候變化的二氧化碳排放量的大約30％。根據洛杉磯運輸局的數據，大都會地區多達 30％ 的交通，是由於停車位尋找者引起的。這代表了交通擁塞，是空氣污染和環境惡化的重要根源。
此外，據估計，多達 45％ 的交通擁塞，是由交叉路口引起的。實際上，由於交通號誌燈和停車標誌的靜態特性，它們的效率很低。號誌燈已預先編程為在固定的時間間隔內，保持綠色或紅色，而不管每個方向的交通流量如何。
對於5G，應該有包含動態功能的智慧交通號誌。他們即時測量交通流量，並根據車輛的流量，在一天中進行連續調整。此外，智慧導航將幫助駕駛員更快地到達目的地，而不會浪費時間和減少過程中的污染。透過正確即時使用線上公共交通資訊（公車線路或地鐵時刻表），公共交通服務將得到改善。這將改變偏愛單人乘用車，而不是乘車、騎自行車、公共交通和其他選擇的使用者想法，這減少了道路上的車輛數量，減少了擁塞，甚至噪音污染。
從停車場上安裝的感測器收集的資訊，可以提供顯示可用停車位的地圖。這意味著，駕駛員將不必漫無目的地圍著障礙物，試圖尋找空曠的地方，而可以直接前往那些地方，從而減少了交通擁塞、駕駛時間和車輛污染物。
此外，自動駕駛汽車有望在節能、生產力和空氣污染方面提供幫助。更加有效的交通管理將實現這種節能，同時更順暢的駕駛將透過自動駕駛幫助，減少二氧化碳排放和交通擁堵。巡航控制、自動制動和其他自動駕駛功能，可以節省燃料成本，並提高生產率。
4.4. 道德和社會影響
運輸自動化的提高既有積極的一面，也有消極的一面。一方面，它在提高生產力和安全性方面，為社會和經濟帶來了誘人的利益。另一方面，它與重大風險相關。通常，問題與無人駕駛汽車的社會接受度，相關的各種問題並存。
第一個問題是責任，因為目前尚不清楚，如果汽車在自動駕駛時撞車，誰會出故障。仍然沒有創建用於調節這種情況的流量策略。理想地，當整個運輸系統是智慧和自主的時，將消除可能發生交通事故的危險。這導致以下問題。
期望超安全車輛，能夠避免大多數或所有事故，這意味著許多保險公司將消失。此外，行動性的機器人化，將增加無線駭客的脆弱性：駭客將能夠遠端控制車輛。因此，可以使用自己的車輛，作為犯罪工具遠端綁架一個人。
與引入自動駕駛車輛相伴的另一個問題，是使用者自身和其他道路使用者的可能濫用，即，如果車輛過於保守地駕駛，則可能會導致耐心程度較低的人類駕駛員怒吼。另一方面，如所述，如果使用者自己知道自己可以安全地回家，那麼這可能會鼓勵人們更多地飲酒，因為他們不必擔心酒後駕車。
在公共交通領域，一旦可行，就已公開計劃用無人駕駛巴士代替人類駕駛員。因此，將不需要公車司機的位置。如果他們不必駕駛汽車，他們的角色將更多地充當客戶服務人員，為乘客提供幫助、資訊和安全保障。
同樣，Uber、Cabify 和計程車駕駛，將可能是自動駕駛汽車取代的第一批職業。遠非如此，無人駕駛模式不僅涉及計程車或交通運輸，還具有從根本上改變整個經濟的潛力。從事人類工作的機器人意味著，這些人類可以將自己的時間，花在更有價值的工作上，從而推動更大的進步。
最後，最有爭議的問題是自動駕駛汽車在駕駛時，做出道德上複雜的決定的能力，尤其是在即將發生的撞車事故發生之前。在這種情況下，自動駕駛汽車會選擇較小的邪惡。
機器必須決定是拯救一個成年人，還是一個小孩，還是拯救兩個（或三個或十個）成年人，比拯救一個小孩更好。人們通常不喜歡考慮，這些不舒服和困難的選擇，但是程式員可能必須解決這些問題。僅憑數位道德就顯得幼稚和不完整。因此，權利、義務，相互矛盾的價值觀，和其他因素常常起作用。
5. 討論與結論
儘管 5G 技術尚未上市，但由於它們的品質，人們對所有可能的應用，都抱有很高的期望，在許多情況下，它們會改善以前網路提供的服務，而在其他情況下，則會帶來新的，更具創新性的服務從來沒見過。
物聯網、智慧城市和智慧交通系統的新興概念，是隨著 5G 技術的出現，而得到推廣的三個主要範例。目前由於 4G 技術的局限性，已經有可能達到 IoT 的基本服務水準，但是由於可以隨時隨地以更高的數據速率，提供網路可用性，我們最終可以擁有一個，真正大量行動設備之間的連接。
在智慧交通的特殊情況下，車輛被視為能夠連接到網路，以共享其環境資訊的智慧行動設備，這是對智慧城市資源智慧規劃產生重大影響的主題。實際上，對於政府和現代經濟發展而言，總體上對於改善運輸管理體系，和促進可持續性非常重要。運輸系統的優化，將減少對環境的影響和節約能源，並節省時間和金錢。
儘管顯示出 5G 時代和 IoT 即將到來的所有巨大優勢，但在技術領域仍然存在許多問題（例如解決即時應用所需的覆蓋範圍和頻寬問題）。但是，還存在與包括新服務有關的社會和道德問題，這些問題對於人口來說並不容易吸收，因為城市內的無人駕駛汽車就是這種情況，並且可能過度使用的使用者個人資訊，由於事實是我們所有的數據都將在雲端中共享。這些問題與安全性有關，但從避免致命事故的角度來看，一方面，這是對私人資訊的保護。
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