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。
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