基于IOV的車隊管理車聯(lián)網(wǎng)解決方案

1 引言

車隊管理(Fleet management)[1]，即管理公司的運輸車隊，包括商業(yè)機動車輛，如轎車、面包車、卡車及軌道車等。車隊(車輛)管理包括一系列的功能，如汽車融資、汽車保養(yǎng)、汽車遠程信息處理(跟蹤和診斷)、駕駛員管理、速度管理、燃油管理及健康和安全管理。車隊管理可以使依賴于運輸業(yè)務(wù)的公司消除或盡量減少與汽車投資相關(guān)的風(fēng)險，提高效率和生產(chǎn)力并減少整體運輸和人員成本。

我國大多數(shù)企業(yè)車輛調(diào)度缺乏統(tǒng)籌規(guī)劃，車輛使用狀態(tài)不清楚，公司急需用車時，還要一一詢問哪輛車可用，有時還會出現(xiàn)多輛車走重復(fù)路線的現(xiàn)象，造成嚴重的時間和資源浪費;對車輛檔案信息及車輛相關(guān)事務(wù)的管理通過手工記錄或人工記憶，在很大程度上造成資料建立不完善，查找困難，有效保存時間短暫等問題;以員工的個人素質(zhì)與職業(yè)道德來約束，不能避免出私車、干私活、偏離正常工作范圍等行為，各種費用的真實性也無證可查(如謊報過橋費、加油費、維修費等);發(fā)生交通事故責(zé)任歸屬不明確(如無法認定是由于本企業(yè)的司機違規(guī)還是對方違規(guī))，給企業(yè)帶來經(jīng)濟損失和聲譽損失[2]。

隨著全球定位系統(tǒng)技術(shù)的不斷成熟和完善，市場上層出不窮的GPS車隊管理系統(tǒng)的競爭也日漸白熱化。但由于市場上的產(chǎn)品大多都是單一的GPS功能模塊[3]，一些企業(yè)苦于找不到一款能集成GPS定位和車隊日常信息管理、油耗統(tǒng)計、故障診斷等功能于一體的產(chǎn)品，結(jié)果只能逐一購買不同功能的產(chǎn)品分別使用，這樣既增加了成本(除購買外還包括管理人員及維護費用)，也不能實現(xiàn)高度的兼容。車隊管理的信息化不單是能夠?qū)崿F(xiàn)定位監(jiān)控這些基本的功能需求，而更多的應(yīng)該關(guān)注車隊運營的一體化管理。

為從根本上解決企業(yè)車隊管理中存在的問題，真正實現(xiàn)車隊運營的一體化管理，提高效率并減少成本，本文提出基于車聯(lián)網(wǎng)(IOV)的解決方案。首先給出IOV的體系架構(gòu)——端管云，然后在該體系架構(gòu)基礎(chǔ)上提出車隊管理的框架及解決方案，最后從四個方面分析此方案可以為企業(yè)車隊管理帶來的主要效益。

2 車隊管理的車聯(lián)網(wǎng)解決方案

車聯(lián)網(wǎng)(IOV：Internet of Vehicle)是移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)向業(yè)務(wù)實質(zhì)和縱深發(fā)展的必經(jīng)之路，是未來信息通信、環(huán)保、節(jié)能、安全等發(fā)展的融合性技術(shù)[4]。車聯(lián)網(wǎng)是指車與車、車與路、車與人、車與傳感設(shè)備等交互，實現(xiàn)車輛與公眾網(wǎng)絡(luò)通信的動態(tài)移動通信系統(tǒng)。它可以通過車與車、車與人、車與路互聯(lián)互通實現(xiàn)信息共享，收集車輛、道路和環(huán)境的信息，并在信息網(wǎng)絡(luò)平臺上對多源采集的信息進行加工、計算、共享和安全發(fā)布，根據(jù)不同的功能需求對車輛進行有效的引導(dǎo)與監(jiān)管，以及提供專業(yè)的多媒體與移動互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用服務(wù)。

未來人們對信息消費的需求，反映在技術(shù)和設(shè)備層面，可解析成對Processor、Sensor、Storage、Security、Service和SaaS(Software as a Service)的需求;在解決方案層面，可以歸結(jié)為未來信息通信與消費的世界是一個“終端-網(wǎng)絡(luò)-業(yè)務(wù)”三者缺一不可的世界，或者稱之為“端(Client)-管(Connection)-云(Cloud)”協(xié)同的世界[5]。

2.1 車聯(lián)網(wǎng)的“端-管-云”體系架構(gòu)

由車聯(lián)網(wǎng)的概念，可以歸納出車聯(lián)網(wǎng)必備的三層要素，如圖2.1所示。

圖2.1 端-管-云體系架構(gòu)圖

第一層(端系統(tǒng))：端系統(tǒng)是汽車的智能傳感器，負責(zé)采集與獲取車輛的智能信息，感知行車狀態(tài)與環(huán)境;是具有車內(nèi)通信、車間通信、車網(wǎng)通信的泛在通信終端;同時還是讓汽車具備IOV尋址和網(wǎng)絡(luò)可信標(biāo)識等能力的設(shè)備。端系統(tǒng)應(yīng)該包含兩類的終端：車載智能終端以及手機、PC等智能客戶端。

車載智能終端

IOV最核心的技術(shù)之一是根據(jù)車輛特性，給汽車開發(fā)了一款GID (Global IDentification)終端。GID改進了傳統(tǒng)RFID (Radio Frequency IDentification)單向、短程、低速、被動、無智能、無感知、無通信、覆蓋面積小、高成本、非標(biāo)準(zhǔn)、易丟失毀壞等問題。它是一個具有全球泛在聯(lián)網(wǎng)能力的通信網(wǎng)關(guān)和車載終端，是車輛智能信息傳感器，同時也具有全球定位和全球網(wǎng)絡(luò)身份標(biāo)識(網(wǎng)絡(luò)車牌)功能。GID將汽車智能信息傳感器、汽車聯(lián)網(wǎng)、汽車網(wǎng)絡(luò)車牌三大功能融為一體，具體表現(xiàn)為：

1) 車輛狀態(tài)的信息感知功能：GID與汽車總線(OBD、CAN等)相連，內(nèi)嵌多種傳感器，可感知和監(jiān)控幾乎所有車輛的動態(tài)與靜態(tài)信息，包括車輛環(huán)境信息和車輛狀態(tài)診斷信息等;

2) 泛在通信功能：GID具有V2V、V2I和自組網(wǎng)(SON、移動Ad Hoc、AGPS等)的能力，具有車內(nèi)聯(lián)網(wǎng)以及多制式之間的橋接與中繼功能，具備全球通信、全球定位與移動漫游能力;

3) 汽車網(wǎng)絡(luò)車牌功能：GID從汽車、網(wǎng)絡(luò)、用戶中提取天然屬性，生成汽車的“網(wǎng)絡(luò)身份證”，使得每輛汽車在網(wǎng)絡(luò)中都具有一種天然、唯一性的身份標(biāo)識，它不是一個標(biāo)簽，而是網(wǎng)絡(luò)可信標(biāo)識與尋址技術(shù)。

手機、PC等智能客戶端

手機、PC等智能客戶端也是必不可少的一部分，其存在價值在于增加用戶良好的體驗。車輛所有的物理信息以及感知信息都存于云平臺中，云平臺為客戶提供各種各樣的服務(wù)，如個人車輛信息檔案(車輛檔案、保險檔案、購車檔案、駕照、行駛證、維修記錄等)、全方位安全服務(wù)(電子柵欄、區(qū)域設(shè)防、擦碰維修、快速理賠、事故報警、事故定位、輔助防盜、緊急救援、拖車、狀態(tài)報警、車輛監(jiān)控等)、車輛網(wǎng)絡(luò)在線服務(wù)(年檢、罰單通知、保險到期提醒、4S店服務(wù)、車廠召回、互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)應(yīng)用等)、關(guān)注車輛行駛信息(位置、軌跡、速度、車況、油耗等)。而最終還是通過手機、PC等智能客戶端呈現(xiàn)給客戶，它是車輛與人相連接的橋梁，很好地體現(xiàn)了SoLoMo(Society、Location、Mobility)互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)及其互操作性。

第二層(管系統(tǒng))：解決車與車(V2V)、車與路(V2R)、車與網(wǎng)(V2I)、車與人(V2P)等的互聯(lián)互通，實現(xiàn)車輛自組網(wǎng)及多種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)之間的通信與漫游，在功能和性能上保障實時性、可服務(wù)性與網(wǎng)絡(luò)泛在性，同時它是公網(wǎng)與專網(wǎng)的統(tǒng)一體。

第三層(云系統(tǒng))：車聯(lián)網(wǎng)是一個云架構(gòu)的車輛運行信息平臺，它的生態(tài)鏈包含了ITS、物流、客貨運、危險特種車輛、汽修汽配、汽車租賃、企事業(yè)車輛管理、汽車制造商、4S店、車管、保險、緊急救援、移動互聯(lián)網(wǎng)等，是多源海量信息的匯聚，因此需要虛擬化、安全認證、實時交互、海量存儲等云計算功能，其應(yīng)用系統(tǒng)也是圍繞車輛的數(shù)據(jù)匯聚、計算、調(diào)度、監(jiān)控管理與應(yīng)用的復(fù)合體系。

車聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的云服務(wù)，主要分為三類。

1) IaaS(Infrastructure as a Service)基礎(chǔ)云服務(wù)：基于云框架，提供車聯(lián)網(wǎng)與交通相關(guān)的基礎(chǔ)計算服務(wù)，如車輛/交通狀態(tài)數(shù)據(jù)存儲、車輛區(qū)域監(jiān)控、車輛安全狀態(tài)監(jiān)控、道路交通實時分析、接入計費與結(jié)算等;同時，作為一種核心能力，以開放性接口API提供給任何第三方應(yīng)用開發(fā)商使用，幫助他們快速構(gòu)建相關(guān)的應(yīng)用服務(wù)。

2) PaaS(Platform as a Service)平臺云服務(wù)：提供海量GPS數(shù)據(jù)和GID數(shù)據(jù)處理、云存儲、信息挖掘與分析、信息安全、數(shù)據(jù)總線等功能。

3) SaaS應(yīng)用云服務(wù)：基于基礎(chǔ)云服務(wù)的能力和第三方的服務(wù)資源，任何開發(fā)者可開發(fā)出特定的支持車聯(lián)網(wǎng)特性的應(yīng)用，并能發(fā)布和支持多種用戶終端(特定終端、PC瀏覽器、手機等)。

IOV云系統(tǒng)是具有資源整合能力的車聯(lián)網(wǎng)移動云計算平臺，為車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈開放性提供基礎(chǔ)。它提供的服務(wù)平臺包括：基于SoLoMo的先進服務(wù)平臺，如基于位置的快速搜索、車輛在線診斷、車輛軌跡跟蹤、快速找車租車等;“車輛與使用者”的位置數(shù)據(jù)庫平臺，如基于位置的數(shù)據(jù)挖掘與分析、具有通信指紋功能的“智能會員卡”等;基于車輛租賃、4S服務(wù)的信息鏈，如汽車租賃業(yè)務(wù)、車輛社區(qū)與產(chǎn)業(yè)鏈跟蹤等。其典型且獨特的服務(wù)有虛擬電子?xùn)艡?，汽車黑匣子，車輛網(wǎng)絡(luò)車牌，隱私管理，租賃物體、物流、兩客一危車輛管理等[6]。

值得注意的是，目前GPS+GPRS并不是真正意義上的車聯(lián)網(wǎng)，也不是物聯(lián)網(wǎng)，只是一種技術(shù)的組合應(yīng)用，目前國內(nèi)大多數(shù)ITS試驗和IOV概念都是基于這種技術(shù)實現(xiàn)的。簡單基于這樣的技術(shù)來發(fā)展車聯(lián)網(wǎng)，并不能很好地體現(xiàn)車聯(lián)網(wǎng)的真正優(yōu)越性。GID的出現(xiàn)將汽車智能信息傳感器、汽車聯(lián)網(wǎng)、汽車網(wǎng)絡(luò)車牌三大功能融為一體，為整個車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展帶來了革命性的進步。

2.2 基于IOV的車隊管理解決方案

傳統(tǒng)的車隊管理方法在其效益和成本等方面有很大的局限性，多年以來，這為中小企業(yè)的發(fā)展帶來了許多困擾。中小企業(yè)由于規(guī)模與資金等種種因素的制約，花費高額資金投入到建立一個實時在線的監(jiān)控系統(tǒng)并不現(xiàn)實。而車聯(lián)網(wǎng)的誕生，將從根本上解決所有這些問題。車輛具備了連接互聯(lián)網(wǎng)的能力，就像手機、電腦，車與車、車與人的互連互通變成理所應(yīng)當(dāng)?shù)氖?。而唯一需要做的就是為車輛配備車載智能終端GID。

針對傳統(tǒng)車隊管理的局限性，本文借助車聯(lián)網(wǎng)的端-管-云架構(gòu)設(shè)計出動態(tài)的車隊管理系統(tǒng)[7]，包括三部分：GID信息收集，云平臺資源整合以及實時在線監(jiān)管?；贗OV的車隊管理系統(tǒng)框架如圖2.2所示。

圖2.2 基于IOV的車隊管理系統(tǒng)框架

GID信息收集的主要功能是收集車輛所有靜態(tài)與動態(tài)的信息，并實時上報。它與車輛內(nèi)部CAN總線相連，可以感知車輛任何動態(tài)運行信息，包括車門，水溫，油耗，電壓，車速等數(shù)據(jù)，還包括車輛可年檢數(shù)據(jù)，車輛VIN解析，車輛數(shù)字基因的生成，車輛其它傳感器的感知數(shù)據(jù)，完全實現(xiàn)了車輛的全方位實時感知。其次，GID具備泛在通信能力，具有車內(nèi)聯(lián)網(wǎng)以及多制式之間的橋接與中繼功能，具有全球通信、全球定位與移動漫游能力。最簡單的方式就是使用現(xiàn)有的蜂窩網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)車車，車人的互連互通。它是公網(wǎng)與專網(wǎng)連接的橋梁。最后，GID還具備汽車網(wǎng)絡(luò)身份證功能，如前所述，它從汽車、網(wǎng)絡(luò)、用戶中提取天然屬性，生成汽車的“網(wǎng)絡(luò)身份證”，使得每輛汽車在網(wǎng)絡(luò)中都具有一種天然、唯一性的身份標(biāo)識，它不是一個標(biāo)簽，而是網(wǎng)絡(luò)可信標(biāo)識與尋址技術(shù)。GID的網(wǎng)絡(luò)身份證功能的重大突破在于實現(xiàn)了真正意義上的車輛唯一性標(biāo)識。它從汽車的物理屬性、網(wǎng)絡(luò)、用戶等方面提取汽車的天然屬性，如同人的DNA一樣，唯一地標(biāo)識汽車。車輛在安裝GID之后，企業(yè)就可以對車輛的實時使用情況進行監(jiān)管，記錄車輛的行駛軌跡。在遇到緊急情況時，也可以及時了解事故車輛的屬性，并實時報警。

云平臺的功能可以概括為信息儲存以及資源整合。云平臺中具有企業(yè)車輛獨特性能的數(shù)據(jù)庫。車輛檔案數(shù)據(jù)庫，存儲車輛網(wǎng)絡(luò)身份證、車輛功能檔案、保險檔案、行駛證、維修記錄等，能夠快速通過此數(shù)據(jù)庫獲取車輛的功能屬性信息(隸屬企業(yè)、用途、當(dāng)前公干任務(wù)等)。位置數(shù)據(jù)庫，存儲車輛的實時位置、軌跡、速度、到達時間等動態(tài)數(shù)據(jù)，以實現(xiàn)車輛的實時監(jiān)管，軌跡回放等。CAN數(shù)據(jù)庫，存儲車輛的自然屬性信息。

有了GID收集信息的強大功能以及云平臺的資源存儲整合功能，企業(yè)的車輛監(jiān)管不再是難題。云平臺的IaaS基礎(chǔ)云服務(wù)可以向第三方應(yīng)用開發(fā)商提供開放性接口API，企業(yè)只需定制其所需的應(yīng)用服務(wù)即可，而免去了漫長而昂貴的車隊管理系統(tǒng)的研發(fā)過程。

目前，第三方應(yīng)用開發(fā)商提供的應(yīng)用服務(wù)大部分是基于手機、PC的客戶端。企業(yè)的管理人員可以通過此類客戶端實時跟蹤出行車輛的軌跡、車況、臺賬等。同時，根據(jù)實時的監(jiān)控對車輛進行安排和路線規(guī)劃，以提高企業(yè)車輛的運行效率、降低運營成本。

基于IOV的企業(yè)車隊管理方案從根本上解決了企業(yè)車輛管理難的問題，車輛的運營變得透明化。從企業(yè)的角度看，有利于車隊的規(guī)劃調(diào)度，提高企業(yè)效率;避免了某些員工出私車、干私活、謊報運行費用等不良行為。從社會的角度看，車輛的信息可以及時地被獲取到。例如，車輛(如危險品貨車)在發(fā)生意外事故之后，其相關(guān)信息(貨物性質(zhì)、應(yīng)急措施等)可以被快速地獲取到，這樣有利于相關(guān)人員采取有效的應(yīng)急措施。接下來將論述基于IOV的車隊管理方案對中小企業(yè)帶來的效益。

3 經(jīng)濟效益

一個注重自身管理(車隊管理是其中一部分)的企業(yè)會使整個公司高效運作，創(chuàng)造出更多的經(jīng)濟和社會價值，也利于內(nèi)部員工形成對本企業(yè)文化的認同感，進而帶動其他企業(yè)最終促使整個社會效率提高。下面我們主要分析基于IOV的車隊管理方案可以為中小企業(yè)帶來的各種效益。

3.1 靈活調(diào)度，節(jié)約時間和資源

目前大多數(shù)企業(yè)對自己的車輛不能做到很好的統(tǒng)籌安排。就算可以定位到車輛的當(dāng)前位置，但由于不清楚車輛的使用狀態(tài)和目的地，也無法進行合理的調(diào)度?；贗OV的車隊管理方案不僅可以使管理者通過PC端或手機客戶端在地圖上精確定位到每輛車的當(dāng)前位置，還能了解每輛車的使用情況(如已有任務(wù)或等待安排)以及設(shè)定的目的地。當(dāng)有新的用車需求出現(xiàn)時，管理者可以指定與之鄰近的等待安排車輛接收此任務(wù)，或者查看鄰近的已有任務(wù)車輛的目的地，若兩次任務(wù)的目的地距離較近或在同一條路線上，可以將新任務(wù)也安排給該車輛，以節(jié)約時間和資源。

3.2 有效監(jiān)控，節(jié)省開支

時下公車私用儼然成為社會的熱點話題，無論是政府單位還是公司企業(yè)，公車私用已成詬病，“兩會”再次聚焦公車改革。那有沒有切實的措施減少公車私用呢?答案是肯定的，除了制定嚴格的公車管理制度外也需要借助科技手段?；贗OV的車隊管理方案精確統(tǒng)計行駛里程和油耗，可以避免公車私用、盜油等一系列問題，減少開支。以當(dāng)前的保險理賠車輛試用情況來看，一天的車程可降低1/6~1/8，按照一天70公里，每公里1.50元人民幣油費計算，每天節(jié)省大概15元，100輛車的情況下，每天就可省下1500元，一年就省下54萬，這還未將省下的車輛使用磨損費、維修費和過路費等計算在內(nèi)。

基于IOV的車隊管理方案能夠如實記錄司機的行駛速度、停車時間和其他出車行為，作為公司考核員工的重要依據(jù)，司機會更加規(guī)范駕駛行為，提高工作效率。

3.3 在線故障診斷，安全放心

目前大多數(shù)企業(yè)要求司機定期對車輛進行檢查、維護和保養(yǎng)，但由于涉及到太多人為因素，司機個人的責(zé)任感不強或經(jīng)驗不足都有可能使車輛存在的問題未得到及時解決，安全隱患無法排除?；贗OV的車隊管理方案提供在線故障診斷、保養(yǎng)提醒等功能，使得車輛故障早發(fā)現(xiàn)早解決，確保司機的個人安全和公司的財產(chǎn)安全。

3.4 IOV云平臺資源整合，可靠便捷

IOV云平臺將重要的汽車數(shù)據(jù)、個人駕乘數(shù)據(jù)和服務(wù)整合起來。汽車數(shù)據(jù)包括汽車的各種靜態(tài)信息和動態(tài)信息等。靜態(tài)信息可細分為車輛登記信息、銷售信息、保險信息、運營信息、罰單信息、自檢信息和維修記錄等。動態(tài)信息可細分為水溫、電壓、車速、油耗、里程、故障碼等。個人駕乘數(shù)據(jù)包括駕駛員信息、行車記錄等。有了IOV云海量數(shù)據(jù)存儲平臺，人們不可能隨意編造或篡改數(shù)據(jù)，信息的真實可靠性得到保障。這樣可以有效減少謊報過橋費、加油費和維修費等行為，發(fā)生事故時認定責(zé)任也有了切實可行的依據(jù)(查看行車記錄，判斷是否超速駕駛、是否打開轉(zhuǎn)向燈、是否及時剎車等)。此外，由于所有資源高度整合、永久保存，查看管理起來更加高效便捷。

4 總結(jié)

車聯(lián)網(wǎng)是特殊的通信形態(tài)，是電信轉(zhuǎn)型、互聯(lián)網(wǎng)轉(zhuǎn)型、工業(yè)化與信息化結(jié)合的下一個重心，是汽車工業(yè)發(fā)展的新興領(lǐng)域。它的崛起將對企業(yè)的運營管理各方面帶來巨大的變革。車聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)——GID讓車“上網(wǎng)”變得可行，因此，相對于傳統(tǒng)的企業(yè)車隊管理，基于IOV的車隊管理系統(tǒng)可以對企業(yè)車輛進行實時在線的監(jiān)管、調(diào)度、診斷等，從而形成有效利用資源、提高工作效率、節(jié)省開支、安全可靠等多贏局面。