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新聞來源:新物聯Newiot 整理       發布時間:2019/7/31       共計:706 瀏覽

車聯網(Internet of Vehicles)是物聯網最重要的應用之一,主要是指:車輛以及車上的車載設備通過無線通信技術,通過信息平臺、大數據分析、人工智能處理,從而對車輛進行有效利用和合理架控,從而達到安全、便利、健康和更有效的駕駛。車聯網主要有以下特征:車聯網能夠為車與車之間、車與物之間的間距提供保障,降低車輛發生碰撞事故的幾率;車聯網可以幫助車主實時導航,并通過與其它車輛和網絡系統的通信,提高交通運行的效率。在未來車聯網也要往人工智能方向發展,可以實現輔助駕駛,甚至是無人駕駛,減輕人在駕駛過程中因為疲勞及人為因素引發的事故,從而降低交通事故率,保障駕駛安全。



一、車聯網概述:
車聯網(Internet of Vehicles)的概念源于物聯網,即車輛物聯網,是以行駛中的車輛為信息感知對象,借助新一代信息通信技術,實現車與X(即車與車、人、路、服務平臺)之間的網絡連接,提升車輛整體的智能駕駛水平,為用戶提供安全、舒適、智能、高效的駕駛感受與交通服務,同時提高交通運行效率,提升社會交通服務的智能化水平。
車聯網通過新一代信息通信技術,實現車與云平臺、車與車、車與路、車與人、車內等全方位網絡鏈接,主要實現了“三網融合”,即將車內網、車際網和車載移動互聯網進行融合。車聯網是利用傳感技術感知車輛的狀態信息,并借助無線通信網絡與現代智能信息處理技術實現交通的智能化管理,以及交通信息服務的智能決策和車輛的智能化控制。
1、車與云平臺間的通信是指車輛通過衛星無線通信或移動蜂窩等無線通信技術實現與車聯網服務平臺的信息傳輸,接受平臺下達的控制指令,實時共享車輛數據。 
2、車與車間的通信是指車輛與車輛之間實現信息交流與信息共享,包括車輛位置、行駛速度等車輛狀態信息,可用于判斷道路車流狀況。 
3、車與路間的通信是指借助地面道路固定通信設施實現車輛與道路間的信息交流,用于監測道路路面狀況,引導車輛選擇最佳行駛路徑。
4、車與人間的通信是指用戶可以通過Wi-Fi、藍牙、蜂窩等無線通信手段與車輛進行信息溝通,使用戶能通過對應的移動終端設備監測并控制車輛。

5、車內設備間的通信是指車輛內部各設備間的信息數據傳輸,用于對設備狀態的實時檢測與運行控制,建立數字化的車內控制系統。



二、車聯網主要架構
1、車輛和車載系統。
車輛和車載系統是參與交通的每一輛汽車和車上的各種設備,通過這些傳感器設備,車輛不僅可以實時地了解自己的位置、朝向、行駛距離、速度和加速度等車輛信息,還可以通過各種環境傳感器感知外界環境的信息,包括溫度、濕度、光線、距離等,不僅方便駕駛員及時了解車輛和信息,還可以對外界變化做出及時的反應。此外,這些傳感器獲取的信息還可以通過無線網絡發送給周圍的車輛、行人和道路,上傳到車聯網系統的云計算中心,加強了信息的共享能力。
2、車輛標識系統。
車輛上的若干標志標識和外界的標識識別設備構成了車輛標識系統,其中標志以RFID和圖像識別系統為主。
3、路邊設備系統。
路邊設備系統會沿交通路網設置,一般會安裝在交通熱點地區、交叉路口或者高危險地區,通過采集通過特定地點的車流量,分析不同擁堵段的信息,給予交通參與者避免擁堵的若干建議。
4、信息通信網絡系統。

有了若干信息之后,還需要信息通信系統對各種數據的傳輸,這是網絡鏈路層的重要組成部分,目前車聯網的通信系統以WIFI、移動網絡、無線網絡、藍牙網絡為主,車聯網的大部分網絡需求需要和網絡運營商合作,以便和用戶的手機隨時連接。



三、車聯網主要體系框架
車聯網技術是在交通基礎設備日益完善和車輛管理難度不斷加大的背景下被提出的,到目前為止仍處于初步的研究探索階段,但經過多年的發展,當前已基本形成了一套比較穩定的車聯網技術體系結構。在車聯網體系結構中,主要由三大層次結構組成,按照其層次由高到低分別是應用層、網絡層和采集層。
1、應用層
應用層是車聯網的最高層次,可以為聯網用戶提供各種車輛服務業務,從當前最廣泛就業的業務內容來看,主要就是由全球定位系統取得車輛的實時位置數據,然后返回給車聯網控制中心服務器,經網絡層的處理后進入用戶的車輛終端設備,終端設備對定位數據進行相應的分析處理后,可以為用戶提供各種導航、通信、監控、定位等應用服務。
2、網絡層
網絡層主要功能是提供透明的信息傳輸服務,即實現對輸入輸出的數據的匯總、分析、加工和傳輸,一般由網絡服務器以及WEB服務組成。GPS定位信號及車載傳感器信號上傳到后臺服務中心,由服務器對數據進行統計的管理,為每輛車提供相應的業務,同時可以對數據進行聯合分析,形成車與車之間的各種關系,成為局部車聯網服務業務,為用戶群提供高效、準確、及時的數據服務。
3、采集層

采集層負責數據的采集,它是由各種車載傳感器完成的,包括車輛實時運行參數、道路環境參數以及預測參數等等,例如車速、方向、位置、里程、發動機轉速、車內溫度等等。所有采集到的數據將會上傳到后臺服務器進行統一的處理與分析,得到用戶所需要的業務數據,為車聯網提供可靠的數據支持。



四、車聯網應用關鍵技術
1、射頻識別技術
射頻識別(radio frequency identification,RFID)技術是通過無線射頻信號實現物體識別的一種技術,具有非接觸、雙向通信、自動識別等特征,對人體和物體均有較好的效果。RFID不但可以感知物體位置,還能感知物體的移動狀態并進行跟蹤。RFID定位法目前已廣泛應用于智能交通領域,尤其是車聯網技術中更是對RFID技術有強烈的依賴,成為車聯網體系的基礎性技術。RFID技術一般與服務器、數據庫、云計算、近距離無線通信等技術結合使用,由大量的RFID通過物聯網組成龐大的物體識別體系。
2、傳感網絡技術
車輛服務需要大量數據的支持,這些數據的原始來源正是由各類傳感器進行采集。不同的傳感器或大量的傳感器通過采集系統組成一個龐大的數據采集系統,動態采集一切車聯網服務所需要的原始數據,例如車輛位置、狀態參數、交通信息等。當前傳感器已由單個或幾個傳感器演化為由大量傳感器組成的傳感器網絡,并且通能夠根據不同的業務進行處性化定制。為服務器提供數據源,經過分析處理后作為各項業務數據為車輛提供優質服務。 
3、衛星定位技術
隨著全球定位技術的發展,車聯網的發展迎來了新的歷史機遇,傳統的GPS系統成為了車聯網技術的重要技術基礎,為車輛的定位和導航提供了高精度的可靠位置服務,成為車聯網的核心業務之一。隨著我國北斗導航系統的日益完善并投入使用,車聯網技術又有了新的發展方向,并逐步實現向國產化、自主知識產權的時期過渡。北斗導航系統將成為我國車聯網體系的核心技術之一,成為車聯網核心技術自主研發的重要開端。
4、無線通信技術
傳感網絡采集的少量處理需要通信系統傳輸出云才能得到及時的處理和分析,分析后的數據也要經過通信網絡的傳輸才能到達車輛終端設備。考慮到車輛的移動特性,車聯網技術只能采用無線通信技術來進行數據傳輸,因此無線通信技術是車聯網技術的核心組成部分之一。在各種無線傳輸技術的支持下,數據可以在服務器的控制下進行交換,實現業務數據的實時傳輸,并通過指令的傳輸實現對網內車輛的實時監測和控制。
5、大數據分析技術
大數據(Big Data)是指借助于計算機技術、互聯網,捕捉到數量繁多、結構復雜的數據或信息的集合體。在計算機技術和網絡技術的發展推動下,各種大數據處理方法已經開始得到廣泛的應用。常見的大數據技術包括信息管理系統、分布式數據庫、數據挖掘、類聚分析等,成為不斷推動大數據在車聯網中應用的強大驅動力。 
6、人工智能技術
人工智能(Artificial Intelligence)可以對大數據分析,然后進行研究、模擬、類比,對車輛行駛過程中可能出現的情況進行分析處理,通過人機交互等方式,達到車聯網智能化。
7、標準及安全體系

車聯網作為一個龐大的物聯網應用系統,包含了大量的數據、處理過程和傳輸節點,其高效運行必須有一套統一的標準體系來規范,從而確保數據的真實性和完整性,完成各項業務的應用。標準化已成為車聯網技術發展的迫切要求,也是一項復雜的管理技術。另外,車輛聯網和獲取服務本身也是為了更好地為車輛安全行駛提供保障,因此安全體系的建立也十分重要。能否根據當前車聯網發展情況,建立一套高效的標準和安全體系,已經成為決定未來車聯網技術發展的關鍵因素。



五、車聯網主要應用領域
車聯網是實現自動駕駛乃至無人駕駛的重要組成部分,也是未來智能交通系統的核心組成部分,將在以下幾個方面發揮越來越重要的作用。
1、車輛安全方面:車聯網可以通過提前預警、超速警告、逆行警告、紅燈預警、行人預警等相關手段提醒駕駛員,也可通過緊急制動、禁止疲勞駕駛等措施有效降低交通事故的發生率,保障人員及車輛安全。
2、交通控制方面:將車端和交通信息及時發送到云端,進行智能交通管理,從而實時播報交通及事故情況,緩解交通堵塞,提高道路使用率。
3、信息服務方面:車聯網為企業和個人提供方便快捷的信息服務,例如提供高精度電子地圖和準確的道路導航。車企也可以通過收集和分析車輛行駛信息,了解車輛的使用狀況和問題,確保用戶行車安全。其他企業還可通過相關特定信息服務了解用戶需求和興趣,挖掘盈利點。
4、智慧城市與智能交通方面:以車聯網為通信管理平臺可以實現智能交通。例如交通信號燈智能控制、智慧停車、智能停車場管理、交通事故處理、公交車智能調度等方面都可以通過車聯網實現。而隨著交通的信息化和智能化,必然有助于智慧城市的構建。

六、國聯網未來發展趨勢
作為具有新生力量的車聯網技術,其未來的發展趨勢可能表現在以下幾個方面:
1、石油能源短缺的現狀與持續增加的車輛尾氣排放量,將使人們的生存環境趨向惡劣。車聯網在未來的車輛駕駛中得以應用,將能夠以生態作為中心,實現生態出行。 
2、能夠應用于安全駕駛、協同駕駛以及汽車活動安全等領域。
3、涉及交通智能化方面。
具體表現在:對已經得到確切定位的貨物進行位置信息的跟蹤,并為貨物在供應鏈與物流鏈當中提供服務;同時,可以實現對車輛信息的實時傳輸,通過車輛傳感器收集信息,并在云中心實施計算與分類處理,將不同類型的數據分類發放,使不同部門都能夠掌握信息數據,通過得到的反饋數據實施交通智能調度。 
4、導航精確化。
在靈敏導航系統的運行下,車輛將能夠即時獲得系統指示,并會依據駕駛員的既往經驗對導航路徑實施精準計算,以此為駕駛員提供精準的導航指導。
5、整車硬件的聯網化。
汽車電子電氣系統正逐漸向集中式架構體系發展,未來的每一臺汽車都將像一臺智能手機,對應的也是應用軟件、操作系統、芯片層、硬件層。應用軟件可以基于唯一的操作系統和計算芯片開發,通過統一集中的ECU,控制多個硬件。汽車軟件控制將更高效,并能像手機一樣,實現OTA升級,從而實現對控制軟件的持續優化,不斷改善硬件性能體驗。通過這種集中式的電氣架構,整車硬件的運轉情況就可以通過軟件實現遠程調校修改。
6、用車服務的線上化。
整車數字化時代的車聯網,將極大地提高汽車用車服務的質量。線下付費的用車場景都將實現線上化,汽車的實時車況可以通過云端傳輸給服務商,車況的透明化將助力服務商為用戶提供一系列主動式的服務,如代駕、停車場、加油站、違章查詢代繳、充電樁收費、上門保養、上門洗車、UBI保險等等。這時候汽車成為流量出口,服務商有動力推銷服務,線上高效快捷的服務體驗也將吸引用戶,從而大大促進用車服務的效率。
7、車聯網功能服務方式的多樣化。
整車數字化時代,每輛車的所有車況信息都可以在云端對應一個ID。通過ID的統一管理和適配開發,車聯網功能將不局限于車機這一個交互渠道,可拓展到手機APP、微信小程序、智能穿戴設備、智能家居設備等多個交互設備,將極大地便利用戶的用車體驗,延長人車交互的頻率和時間,改善交互體驗,改善用車體驗。另外通過分拆車聯網功能,把有些對網速或運算能力要求高的功能分拆至車外如手機APP、智能穿戴設備等(但車機上應有的功能如導航什么的必須要保留),這樣就對車載車聯網硬件要求降低,從而覆蓋更多的低端車型。通過大數據積累自學習,實現千人千面的交互服務方式。
8、助力無人駕駛技術發展。

隨著整車聯網能力的增強,智慧城市基礎設施的進一步發展,自動駕駛感知和決策功能將從車上轉移至道路基礎設施,有助于單車成本下降,并且能通過區域內集中控制實現所有車輛的自動駕駛,提升交通效率與安全性。自動駕駛功能的商業模式也將有極大的創新應用,因為整車硬件的功能都可以通過云端開啟關閉,同一個車型可以擁有一樣的硬件,但通過軟件限制區分不同的配置,允許用戶在購車之后,再通過付費開啟車上的硬件功能,使得“免費試用”的模式成為可能。這樣既可以實現對消費者的推銷,又能反向促進車企提供能足夠吸引用戶的自動駕駛軟件體驗。


隨著5G的商用和物聯網技術的發展,相信車聯網及無人駕駛未來會有飛躍性的發展,為城市交通安全和人類健康貢獻力量!


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