淺談車聯(lián)網的應用場景及發(fā)展趨勢_車聯(lián)網功能_車聯(lián)網體系結構 - 全文

　　車聯(lián)網定義介紹

　　車聯(lián)網（Internet of Vehicles）是由車輛位置、速度和路線等信息構成的巨大交互網絡。通過GPS、RFID、傳感器、攝像頭圖像處理等裝置，車輛可以完成自身環(huán)境和狀態(tài)信息的采集；通過互聯(lián)網技術，所有的車輛可以將自身的各種信息傳輸匯聚到中央處理器；通過計算機技術，這些大量車輛的信息可以被分析和處理，從而計算出不同車輛的最佳路線、及時匯報路況和安排信號燈周期。

　　車聯(lián)網體系結構

　　感知層，承擔車輛自身與道路交通信息的全面感知和采集，是 車聯(lián)網的神經末梢，也是車聯(lián)網“一枝獨秀”于物聯(lián)網的最 顯著部分。 通過傳感器、RFID、車輛定位等技術，實時感知 車況及控制系統(tǒng)、道路環(huán)境、車輛與車輛、車輛與人、車輛 與道路基礎設施、車輛當前位置等信息，為車聯(lián)網應用提 供全面、原始的終端信息服務。 網絡層，通過制定專用的能夠協(xié)同異構網絡通信需要的網絡架構和協(xié)議模型，整合感知層的數據；通過向應用層屏蔽 通信網絡的類型， 為應用程序提供透明的信息傳輸服務； 通過對云計算、虛擬化等技術的綜合應用，充分利用現有 網絡資源，為上層應用提供強大的應用支撐。

　　應用層，車聯(lián)網的各項應用必須在現有網絡體系和協(xié)議的基礎 上，兼容未來可能的網絡拓展功能。 應用需求是推動車聯(lián)網技術發(fā)展的源動力，車聯(lián)網在實現智能交通管理、車輛安全控 制、交通事件預警等高端功能的同時，還應為車聯(lián)網用戶 提供車輛信息查詢、信息訂閱、事件告知等各類服務功能。

　　安全能力，車聯(lián)網的通信特點制約著車聯(lián)網信息的安全性和通信能力。 安全能力為車聯(lián)網提供密鑰管理和身份鑒別能 力，確保入網車輛信息的真實性；提供信息的安全保護功 能，保證數據在傳輸過程中不被破壞、篡改和丟棄；提供準 確的位置信息，實現對車輛的定位和路徑回溯；提供精確的時鐘信息， 保證車聯(lián)網實時業(yè)務尤其是安全應用在時間上 的同步。 管理能力，作為車聯(lián)網的控制中心，管理能力提供對入網車輛信 息和路況信息的管理能力，實現車輛之間、車輛與道路基 礎設施之間以及不同網絡之間的自由、無縫切換；實現車 聯(lián)網通信的 QoS 管理，根據不同的入網車輛信息及業(yè)務類型，提供不同的網絡優(yōu)先級服務。

　　車聯(lián)網的特點

　　“車聯(lián)網”時代的智能汽車有以下幾個特點：第一，車與車之間能夠保持相對固定的距離，可以實現零碰撞;第二，車與車之間的組隊是隨機進行的，根據車主的目的地，通過GPS定位和車輛之間的自動溝通，車與車之間可以臨時組隊或離隊，提高交通效率。

　　車聯(lián)網實現的條件

　　1.具備一定的技術基礎

　　車聯(lián)網是基于汽車標準信息源技術，而此項技術又是基于無線射頻識別技術（RFID）開發(fā)的涉車信息資源的應用技術。RFID是一種非接觸式的自動識別技術，通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數據，識別工作無須人工干預，可識別高速運動物體并可同時識別多個標簽，可工作于各種惡劣環(huán)境。在實際應用中，就是通過車輛收集處理，并共享大量信息，讓車與車、車與道路的行人和自行車，以及車與城市網絡互相聯(lián)結，從而實現更智能更安全的駕駛。目前，我國已經實施了車輛射頻電子標簽自動識別系統(tǒng)。上海世博會上汽集團——通用汽車館展示了城市概念車EN-V車型，這款車的自動駕駛電氣化，車聯(lián)網概念將把人類帶入零排放、零交通事故的未來汽車時代。

　　2.符合國家的產業(yè)政策

　　當前，我國的資源消耗、環(huán)境污染等問題日益突出，國家也對新能源領域非常重視，積極推進新能源技術的使用與發(fā)展。在新能源汽車方面，國家對于汽車研發(fā)企業(yè)和消費者雙方面都給予了很大的政策優(yōu)惠。未來城市交通面臨的挑戰(zhàn)主要來自三個方面：能源消耗、尾氣排放、安全及擁堵。針對上述挑戰(zhàn)，未來汽車的供應能源也將發(fā)生大的變化，將會從傳統(tǒng)的以石油為能源轉變?yōu)轱L能、太陽能、二氧化碳的吸收轉化后的電能等。車聯(lián)網的發(fā)展則能夠有效緩解資源、環(huán)境的壓力。智能交通能夠幫助人類對資源進行有效控制，有利于實現低碳經濟。

　　3.提高人們的生活質量

　　車聯(lián)網將可以實現任何人都可以開車，而且在“車聯(lián)網”的保護下實現了零交通事故率，堪稱絕對安全。通過“車聯(lián)網”，汽車具備了高度智能的車載信息系統(tǒng)，并且可以與城市交通信息網絡、智能電網以及社區(qū)信息網絡全部連接，從而可以隨時隨地獲得即時資訊，并且作出與交通出行有關的明智決定。上海世博會上汽集團——通用汽車館展示了城市概念車EN-V車型，外形小巧時尚，將可以實現智能停泊，通過建筑外墻的軌道直接停在自家陽臺上，或者進入高速火車的車廂中。由于每輛車都采用了自動駕駛技術，老人、孩子、盲人也可以開車穿行于城市中。智能的“車聯(lián)網”，甚至可以幫助司機訂票、尋找停車場，以及自己找到充電站完成充電。

　　車聯(lián)網發(fā)展過程中的存在的問題

　　1.信息安全難以保證

　　車聯(lián)網和物聯(lián)網有相似的應用技術，在應用過程中，每個人詳細信息都將隨時隨地連接在這個網絡上，隨時隨地被感知。這種暴露在公開場所之中的信號很容易被竊取，也更容易被干擾，這將直接影響到車聯(lián)網體系的安全。在車聯(lián)網環(huán)境中如何確保信息的安全性和隱私性，避免受到病毒攻擊和惡意破壞，防止個人信息、業(yè)務信息和財產丟失或被他人盜用，都將是車聯(lián)網發(fā)展過程中需要突破的重大難題。這一方面要求技術層面的不斷改進，另一方面則要求加快車聯(lián)網相關法律法規(guī)體系的制定與完善，為車聯(lián)網的推廣和應用提供堅實的法律保障。

　　2.標準和結構沒有統(tǒng)一

　　要促進車聯(lián)網的健康發(fā)展，就必須充分利用現在互聯(lián)網的標準和它的生態(tài)系統(tǒng)?；ヂ?lián)網的巨大成功很大程度上得益于開放的標準和開放的體系結構，因此，未來的車聯(lián)網應該和互聯(lián)網一起打造一個共同的用戶體驗，將來的解決方案應該既可以利用在互聯(lián)網上，也可以利用在車聯(lián)網上，這樣也有利于使車聯(lián)網技術能夠跟上手機以及計算機快速更新的發(fā)展速度。所以，通信行業(yè)和汽車行業(yè)需要加強交流與合作，兩個行業(yè)之間應該有更多的交流和互動。汽車行業(yè)應當更主動地讓電信行業(yè)了解汽車行業(yè)對通信網絡的需求，而通信行業(yè)在制定網絡技術標準和網絡建設規(guī)劃的時候，如果不了解汽車行業(yè)或者說車聯(lián)網發(fā)展的需求，也就很難為其未來發(fā)展提供有力的支撐。

　　3.成本比較昂貴

　　據調查，上海世博會上汽集團——通用汽車館的EN-V車型，目前每輛造價300萬美元左右，這對于普通的消費者而言是過于昂貴。同樣，與車聯(lián)網相關的設施建設也是花費巨大，比如要建立一個巨大的無線網絡，將需要耗費巨資，這無疑也是車聯(lián)網發(fā)展過程中的一個瓶頸。 車聯(lián)網在應用過程中還會出現不少新的問題。例如，車聯(lián)網在推廣中還面臨技術不完善、存在利用技術壁壘進行惡性競爭的情況、知識產權保護、法律法規(guī)跟進等方面的問題。

　　車聯(lián)網存在問題的應對措施

　　針對車聯(lián)網發(fā)展過程中存在的問題，我們認為應該從以下幾方面加以努力：

　　1.建立健全車聯(lián)網相關法律法規(guī)體系

　　建立健全與車聯(lián)網信息服務相關的法律法規(guī)體系，對于我國而言同樣是一項十分重要和緊迫的任務。目前，我國對個人信息的管理制度尚不十分健全，泄露公民個人信息的現象還時有發(fā)生，大多都得不到有效的處理。在這種社會環(huán)境下，車聯(lián)網要想健康蓬勃發(fā)展，顯然是不現實的，誰都不愿意把自己的信息，包括位置和出行等信息暴露在沒有嚴格管理的車聯(lián)網上。所以，從國家管理層面為車聯(lián)網的發(fā)展建立健全法律法規(guī)體系，可以為車聯(lián)網的順利發(fā)展提供保障。

　　2.加強與外界的合作與交流

　　從“互聯(lián)網”到“物聯(lián)網”再到“車聯(lián)網”，世界正以不同的方式相互連接?！败嚶?lián)網”將會成為未來智能城市的另一個標志。2009年11月3日，***總理在北京人民大會堂向北京科技界發(fā)表了題為《讓科技引領中國可持續(xù)發(fā)展》的講話，講話中提到當計算機和互聯(lián)網產業(yè)大規(guī)模發(fā)展時，我們因為沒有掌握核心技術而走過一些彎路。同時提出要著力突破傳感網物聯(lián)網關鍵技術。由此可見，借鑒計算機和互聯(lián)網的發(fā)展經驗教訓以及發(fā)展物聯(lián)網的基礎，對車聯(lián)網未來的健康發(fā)展有相當重要的意義。我國必須堅持開放和合作的原則，在做好車聯(lián)網的規(guī)劃、明確總體發(fā)展思路的前提下，確保車聯(lián)網的互聯(lián)互通，并推進產業(yè)鏈合作，整合研發(fā)力量重點攻克技術難題，爭取在核心技術上盡快實現突破。

　　3.加大車聯(lián)網的研究投入

　　在物聯(lián)網方面，我國我國已經與德國、美國、韓國一起，成為物聯(lián)網國際標準制定的主導國之一，在標準制定方面在國際上具有一定的話語權，多項標準成為國際標準化組織的草案。據統(tǒng)計，2009年，中國成全球最大的汽車市場，但是車聯(lián)網目前只有汽車制造企業(yè)和幾家信息化服務企業(yè)在勢單力薄地推進。其實，我國擁有數量龐大的互聯(lián)網和移動網絡用戶，具備強大的技術研發(fā)實力和蓬勃發(fā)展的汽車工業(yè)，很有潛力成為車聯(lián)網最大的市場。所以，我國應當在財政、信貸等多方面對車聯(lián)網進行扶持，大力推進車聯(lián)網的發(fā)展。

　　車聯(lián)網需求和挑戰(zhàn)

　　車聯(lián)網本質上是物聯(lián)網技術的一種應用形式，物 聯(lián)網的挑戰(zhàn)同樣也給車聯(lián)網的實施帶來挑戰(zhàn)。同時由于車聯(lián)網由于車輛數量的急劇膨脹，也面臨巨大的需 求。車聯(lián)網面臨的主要需求和挑戰(zhàn)有：

　　1）車聯(lián)網信息的統(tǒng)一標識問題。

　　為實現物體 的互聯(lián)互通，首先要解決的問題是統(tǒng)一編碼問題。車 聯(lián)網的發(fā)展需要有一個統(tǒng)一的物品編碼體系，尤其是 國家物品編碼標準體系。這個統(tǒng)一的物品編碼體系是 車聯(lián)網系統(tǒng)實現信息互聯(lián)互通的關鍵。但目前由于車 聯(lián)網概念剛剛興起，相關的統(tǒng)一編碼規(guī)范還未出臺， 各個示范原型系統(tǒng)根據各自需求，建立起獨立的編碼 識別體系。這為后續(xù)行業(yè)內不同系統(tǒng)乃至不同行業(yè)之 間的互聯(lián)互通帶來了障礙。

　　2）網絡接入時的 IP 地址問題。

　　車聯(lián)網中的每 個物品都需要在網絡中被尋址，就需要一個地址。由 于 IPv4 資源即將耗盡，而過渡到 IPv6 又是一個漫長 的過程。包括設備、軟件、網絡、運營商等都存在兼 容問題。

　　3）采集設備的信息化程度低。目前道路、橋 梁等交通基礎設施并沒有實現電子化管理，

　　其智能程 度較低。傳統(tǒng)的設備通過傳感器、采集設備等信息化 處理才能具備聯(lián)網能力。這些交通基礎設施的信息化 改造覆蓋面廣，投資額大、建設周期長，都是目前車 聯(lián)網實現終端信息化改造所面臨的問題。

　　4）車聯(lián)網信息安全問題。

　　車聯(lián)網的安全問題 主要來源于3 個方面： 傳統(tǒng)互聯(lián)網的安全問題、物聯(lián)網帶來的安全問題以及車聯(lián)網本身的安全問題。車聯(lián) 網中的數據傳輸和消息交換還未有特定的標準，因此 缺乏統(tǒng)一的安全保護體系。車聯(lián)網中節(jié)點數量龐大， 且以集群方式存在，因此會導致在數據傳播時，由于大量機器的數據發(fā)送使網絡擁塞。車聯(lián)網中的感知節(jié) 點部署在行駛車輛等設施中，如果遭到攻擊者破壞， 很容易造成生命危險、道路設施破壞等。因此，車聯(lián) 網中的信息安全是至關重要的，影響著車聯(lián)網的未來 發(fā)展和實施力度。

　　5）車聯(lián)網相關軟件和服務產業(yè)鏈的成熟度。

　　目前 車聯(lián)網概念剛剛興起，還未出現較為成熟的軟件平臺和 服務應用。而交通行業(yè)往往需要較高的安全要求，如保 證行車安全等。如果相關軟硬件平臺未經過大規(guī)模應用 測試，勢必對車聯(lián)網的應用前途大打折扣。

　　6） 相關技術兼容度。

　　車聯(lián)網是一個相關技術 的集成體，包括傳感器技術、識別技術、計算技術、 軟件技術、納米技術、嵌入式智能技術等。任何一個 技術的不兼容或者基礎薄弱，都會造成整個車聯(lián)網系 統(tǒng)的推廣難度。

　　車聯(lián)網的4種應用模式

　　按照服務對象的不同，平安證券把現階段國內車聯(lián)網分為四種應用模式：

　　1.以個人消費者為中心的車載信息服務模式。這種模式以各大主機廠商為主導，在車上搭載主機廠自主研發(fā)、第三方、云聯(lián)網企業(yè)提供的車聯(lián)網解決方案，為消費者提供導航、安防、道路緊急救援、娛樂、進程控制等服務。

　　2.以政府機構為主導，政府通過大數據平臺、通信服務設施、車載數據搜集等方式對市內交通、車輛狀況進行進程診斷和監(jiān)控，構建智慧交通。

　　3.以車隊管理為中心，通過數據平臺、車載硬件、通信等技術對車輛安全狀況、運營成本、物流調度等進行監(jiān)控，降低車輛管理成本。

　　4.以金融保險為主導，通過車載硬件對駕駛員駕駛行為、車輛事故情況進行采集，體現保險差異化。這種差異化，又主要體現在UBI（Usage Based Insurance，基于駕駛行為而定保費的保險）保險業(yè)務上。

　　車聯(lián)網發(fā)展前景

　　按照通用汽車的預估，未來汽車會實現電氣化、智能化與無人駕駛，車與車、車與道路之間會具有交流動能，交通堵塞、空氣污染、交通事故也將成為歷史。目前，隨著通用、榮威、豐田等廠商的智能網絡行車系統(tǒng)紛紛試水，車聯(lián)網已經漸漸為消費者所了解和熟悉。

　　目前最成熟的車載系統(tǒng)，通用汽車的OnStar已具有遠程控制的功能，同濟大學智能交通運輸系統(tǒng)研究中心主任楊曉光指出：下一代交通運輸系統(tǒng)和智能社會交通的基本構成已經呼之欲出，而車聯(lián)網技術將徹底改變未來出行模式。未來汽車所具備的3D智能導航系統(tǒng)就像一個智能機器人。正如上海世博會上汽集團——通用汽車所構建的2030年的車聯(lián)網的愿景：汽車實現“零排放、零油耗、零堵塞、零事故、且駕乘充滿時尚和樂趣”，實現汽車之間的“對話”。

　　車聯(lián)網這個新興產業(yè)的發(fā)展前景固然令人向往，但是需要更多力量的幫助，包括跨產業(yè)的通力合作;需要政府的重視，在政策上給予支持和引導;需要城市規(guī)劃者和基礎設施專家的努力;需要汽車制造企業(yè)的長遠眼光和開放心態(tài)，做好產品的研發(fā)和市場策劃;需要信息技術服務企業(yè)的共同參與，建立更加扎實的信息基礎設施，為信息的采集、傳遞、處理做好準備。我們有理由相信，在不久的將來我們的生活也因車聯(lián)網而改變。