何秉羲

摘 要：“車聯(lián)網(wǎng)”是基于“物聯(lián)網(wǎng)”衍生的一項(xiàng)面向智能交通領(lǐng)域的新興技術(shù)，作為現(xiàn)代智能交通的重要組成部分，車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展對(duì)于我國(guó)車輛流量的優(yōu)化以及城市道路狀況都有積極的優(yōu)化與改善作用。論文首先分析了物聯(lián)網(wǎng)和車聯(lián)網(wǎng)之間的關(guān)系，其次，概述了車聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)功能需求、架構(gòu)體系以及車聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)中涉及到的關(guān)鍵技術(shù)，最后對(duì)車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行展望。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng) 車聯(lián)網(wǎng) 智能交通 功能需求

中圖分類號(hào)：TP399 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）01（c）-0060-01

近年來(lái)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展前景突出，受到計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)等相關(guān)領(lǐng)域國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者的高度重視。各國(guó)政府、企業(yè)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)產(chǎn)業(yè)紛紛予以重點(diǎn)資助。我國(guó)政府也十分重視對(duì)該產(chǎn)業(yè)的扶持，“十二五”期間，我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)的重點(diǎn)投資領(lǐng)域有十個(gè)，包括智能電網(wǎng)、智能交通、智能物流、智能家居、環(huán)境與安全檢測(cè)、工業(yè)與自動(dòng)化控制、醫(yī)療健康、精細(xì)農(nóng)牧業(yè)、金融與服務(wù)業(yè)、國(guó)防軍事等。其中，智能交通領(lǐng)域的目標(biāo)是解決能耗、污染、擁堵及安全等問(wèn)題，尤其是大城市的道路擁堵問(wèn)題。在目前的客觀情況下，解決擁堵的可行方案是對(duì)機(jī)動(dòng)車輛進(jìn)行合理的管理和調(diào)配。因此，建立以車為信息處理節(jié)點(diǎn)的信息系統(tǒng)即“車聯(lián)網(wǎng)”，即在車與車之間、車與信息處理節(jié)點(diǎn)之間、車與信息控制平臺(tái)實(shí)現(xiàn)信息的實(shí)時(shí)交換和處理，就顯得十分必要。

1 車聯(lián)網(wǎng)概念

作為“物聯(lián)網(wǎng)”衍生的一種面向智能交通技術(shù)，從不同角度，不同領(lǐng)域?qū)＜覍W(xué)者對(duì)車聯(lián)網(wǎng)賦予了不同的定義。但綜合信息感知技術(shù)、智能交通技術(shù)以及車輛組網(wǎng)和通信技術(shù)三個(gè)角度，目前對(duì)于車輛網(wǎng)給出的一個(gè)廣泛認(rèn)同的定義是：借助射頻識(shí)別（RFID）、攝像頭、傳感器、GPS及圖像處理等電子設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛、道路、交通環(huán)境等信息的采集；按一定的通信協(xié)議及標(biāo)準(zhǔn)，在車—路—人—網(wǎng)—環(huán)境—基礎(chǔ)設(shè)施之間進(jìn)行無(wú)線通信或信息交換；云中心采用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)車輛數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析和處理，并計(jì)算出不同車輛的最佳路線，及時(shí)匯報(bào)路況和安排信號(hào)燈周期，實(shí)現(xiàn)對(duì)人、車、路的智能監(jiān)控、調(diào)度和管理[1]。簡(jiǎn)而言之，車聯(lián)網(wǎng)就是車“互聯(lián)”網(wǎng)。

2 車聯(lián)網(wǎng)功能需求和實(shí)現(xiàn)架構(gòu)

2.1 車聯(lián)網(wǎng)的功能結(jié)構(gòu)

按照車聯(lián)網(wǎng)的定義，車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)包括5類基本功能要求[1]。第一，穩(wěn)定的無(wú)線電通信能力，涉及無(wú)線通信范圍，可用帶寬和比特率，無(wú)線電頻道選擇，無(wú)線信道的魯棒性等具體指標(biāo)的設(shè)計(jì)。第二，穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)通信功能力，主要涉及到數(shù)據(jù)傳播方式，傳播速度，數(shù)據(jù)擁塞控制，數(shù)據(jù)尋址方式的選擇，與互聯(lián)網(wǎng)接入點(diǎn)的數(shù)據(jù)匹配等具體指標(biāo)的設(shè)計(jì)。第三，可靠的安全通信功能，涉及到匿名信息的保密性，隱私信息的保護(hù)；數(shù)據(jù)接收的完整性和保密性。第四，精確的車輛定位功能，涉及全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)，如全球定位系統(tǒng)；組合定位系統(tǒng)，如慣性導(dǎo)航系統(tǒng)和全球定位系統(tǒng)的綜合控制。第五，車輛的其他功能，如車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)與車載雷達(dá)或行車記錄儀信息的匹配與數(shù)據(jù)交換等。

2.2 車聯(lián)網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)框架

對(duì)于車聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)架構(gòu)一般將其分為感知層、接入層、網(wǎng)絡(luò)層、支撐層和應(yīng)用層等5層結(jié)構(gòu)[2]，各層結(jié)構(gòu)之間依次銜接。系統(tǒng)的感知功能由感知層來(lái)完成，具體指通過(guò)各種類型的傳感器以及傳感器網(wǎng)絡(luò)收集物體的屬性及相關(guān)信息；銜接層的功能是為感知層提供統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)接口，從而有效地兼容不同的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；網(wǎng)絡(luò)層主要在于實(shí)現(xiàn)信息的傳輸管理，并正確提供路由機(jī)制、差錯(cuò)控制機(jī)制等，從而保證數(shù)據(jù)傳遞的可靠性和完整性；支撐層無(wú)縫鏈接著網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層，功能是處理不同類型、不同量綱、不同級(jí)別的數(shù)據(jù)，為網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)提供有效地智能信息處理方式；應(yīng)用層面向用戶需求，根據(jù)不同應(yīng)用為用戶提供相應(yīng)的服務(wù)。

3 車聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)

3.1 感知技術(shù)

射頻識(shí)別通過(guò)射頻信號(hào)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)對(duì)象的自動(dòng)識(shí)別，并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)。該技術(shù)還具有識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)物體并可同時(shí)識(shí)別多個(gè)目標(biāo)的優(yōu)勢(shì)。將其與計(jì)算機(jī)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)、信息技術(shù)、嵌入式技術(shù)以及通信技術(shù)等相結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)全球范圍內(nèi)的物品跟蹤及信息共享。車聯(lián)網(wǎng)為實(shí)現(xiàn)給城市交通提供方通行能力，前提必然需要依賴于對(duì)于處理對(duì)象和環(huán)境全面的感知，包括對(duì)路況的全面感知和對(duì)機(jī)動(dòng)車輛全面感知的感知，從而實(shí)現(xiàn)路況和車輛信息之間的互聯(lián)、互通和互用。

3.2 異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的融合

車聯(lián)網(wǎng)將有多種無(wú)線通信技術(shù)并存，包括WLAN協(xié)議、WIMAX協(xié)議、超寬帶通信UWB協(xié)議、2G/3G蜂窩通信協(xié)議、LTE以及衛(wèi)星通信等網(wǎng)絡(luò)[2]。信息共享需要在不同的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中傳遞車載網(wǎng)中獲取的全部信息，該處理形式屬典型異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)通訊問(wèn)題。車輛在移動(dòng)過(guò)程中會(huì)發(fā)生水平或垂直移動(dòng)，有必要對(duì)其移動(dòng)性進(jìn)行有效管理[3]。因此，要實(shí)現(xiàn)信息的無(wú)縫交換切換，需要考慮異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)處理和融合。

3.3 無(wú)線通信技術(shù)

無(wú)線通信技術(shù)是車聯(lián)網(wǎng)信息傳輸?shù)闹匾侄魏头绞?，隨著3G/4G網(wǎng)絡(luò)發(fā)展和成熟，在信息的傳輸速率、傳輸穩(wěn)定性以及傳輸有效性等方面，均能夠有效支撐現(xiàn)有車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，但具體在車聯(lián)中具體應(yīng)用方法亟待研究的進(jìn)一步深入。

3.4 智能信息分析處理技術(shù)

因?yàn)橐獙?duì)車聯(lián)網(wǎng)收集到的大量的交通信息進(jìn)行即時(shí)有效的處理和利用，所以要對(duì)信息進(jìn)行過(guò)濾，可采用數(shù)據(jù)挖掘、人工智能能方式對(duì)有效信息加以保留，同時(shí)去掉無(wú)用信息[4]。此外，由于車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用與車輛類型、當(dāng)前位置、行駛速度等有密切的關(guān)系，因而十分有必要基于車型、速度和位置等對(duì)車輛進(jìn)行移動(dòng)預(yù)測(cè)，并建立業(yè)務(wù)自適應(yīng)的觸發(fā)機(jī)制。

4 結(jié)語(yǔ)

車聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能交通領(lǐng)域中的應(yīng)用體現(xiàn)。隨著我國(guó)機(jī)動(dòng)車輛量迅猛增長(zhǎng)以及城鎮(zhèn)化規(guī)模的不斷擴(kuò)大?，F(xiàn)有城市交通已經(jīng)超負(fù)荷，尤其在如北京、上海、深圳等大城市，人們出行變得越加困難。而車聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)，無(wú)疑為現(xiàn)代城市交通發(fā)展提供了一個(gè)新的解決思路、借助多源信息數(shù)據(jù)傳輸、分析與處理機(jī)制，為每個(gè)駕駛?cè)藛T都提供高效率的行駛道路選擇，最大限度保證城市道路道路交通順暢，方便現(xiàn)代都市中人們的生活水平和質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

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