黃紹金

泉州理工職業(yè)學(xué)院 福建省泉州市 362000

1 車載物聯(lián)網(wǎng)的概述

車載物聯(lián)網(wǎng)作為當(dāng)下一種新興的信息技術(shù)，對(duì)于提升交通領(lǐng)域各個(gè)體系的運(yùn)行安全和運(yùn)行效率有著至關(guān)重要的影響和作用，同時(shí)車載物聯(lián)網(wǎng)還能夠?qū)④囕v信息與信息網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)進(jìn)行連接，使行使的車輛信息能反映在網(wǎng)絡(luò)體系中[1]。除此之外，車載物聯(lián)網(wǎng)還能夠通過(guò)現(xiàn)代信息技術(shù)使處于行駛狀態(tài)的車輛利用無(wú)線通訊建立有關(guān)網(wǎng)絡(luò)，或使過(guò)路車輛與道路基站兩者間建立無(wú)線通訊網(wǎng)絡(luò)，利用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的多跳轉(zhuǎn)發(fā)通訊功能，車載物聯(lián)網(wǎng)能夠讓位于信號(hào)覆蓋范圍之外的多個(gè)移動(dòng)車輛間建立通訊鏈接。從未來(lái)發(fā)展的長(zhǎng)遠(yuǎn)趨勢(shì)來(lái)分析，車載物聯(lián)網(wǎng)將是實(shí)現(xiàn)交通體系向智能化方向發(fā)展的重要構(gòu)成因素。

現(xiàn)階段，交通體系的智能化功能主要體現(xiàn)在對(duì)基礎(chǔ)交通設(shè)施的部署，如在道路地面上安裝的電磁感應(yīng)器、在城市重要交通要道的分叉路口安裝的交通攝像頭以及在高速收費(fèi)站配備的射頻標(biāo)簽讀取器。通常而言，獲取和發(fā)布交通信息主要通過(guò)以下方式和過(guò)程得以實(shí)現(xiàn)：首先利用地面?zhèn)鞲衅鞯臋z測(cè)功能獲取路面行駛車輛的車流密度和車流速度信息，其次，將傳感器獲取的相關(guān)數(shù)據(jù)信息傳發(fā)至交通中心，然后交通中心對(duì)搜集的數(shù)據(jù)信息加以分析、處理，并借助蜂窩網(wǎng)絡(luò)將分析報(bào)告發(fā)送至客戶手機(jī)。通過(guò)這種方式向用戶傳播與其位置相關(guān)的交通信息不但費(fèi)用昂貴，而且傳播效率也很低下，可能某些信息就出現(xiàn)在用戶的身邊。

車載物聯(lián)網(wǎng)具有近距離通信的功能，在交通領(lǐng)域能夠?qū)鹘y(tǒng)智能通信模式進(jìn)行優(yōu)化，利用更直接的方式進(jìn)行交通信息的收集、傳播及應(yīng)用等。從根本上來(lái)講，車載物聯(lián)網(wǎng)好似是一個(gè)龐大的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)體系，在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)體系中每輛車都相當(dāng)于一個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)，通常情況下，汽車都配有亮度傳感器、攝像頭等相關(guān)設(shè)施。將來(lái)，汽車上還可能配備使用于幾百萬(wàn)個(gè)Wi-Fi熱點(diǎn)和蜂窩搭的全球數(shù)據(jù)庫(kù)，其定位服務(wù)功能可通過(guò)設(shè)備對(duì)信號(hào)范圍的查找精準(zhǔn)的鎖定你的方位，同時(shí)，汽車的自動(dòng)化、智能化功能會(huì)更加完善，實(shí)現(xiàn)無(wú)人駕駛的夢(mèng)想也會(huì)變成現(xiàn)實(shí)。一個(gè)龐大的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)能夠在更大區(qū)間內(nèi)完成計(jì)算機(jī)體系對(duì)世界的感知與掌控，從而達(dá)到利用較少基礎(chǔ)設(shè)施就能就能在較大區(qū)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)信息共享的目的。

2 車載物聯(lián)網(wǎng)在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用

當(dāng)前，車載物聯(lián)網(wǎng)已在多個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，并獲得了很大的應(yīng)用成效，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展，在未來(lái)有望成為推動(dòng)各大行業(yè)發(fā)展的主要?jiǎng)恿?，并為人們的生活工作帶?lái)更加的便捷，現(xiàn)階段，車載物聯(lián)網(wǎng)的具體應(yīng)用主要體現(xiàn)為四個(gè)方面：

2.1 效率應(yīng)用

效率應(yīng)用主要體現(xiàn)為車輛擁堵檢測(cè)、公路收費(fèi)、公路交通管理、路徑規(guī)劃等方面[2]，通常而言，這種形式的應(yīng)用能在一定程度上改善公眾及個(gè)人的出行狀況，對(duì)于提升人們出行效率大有幫助。

2.2 安全應(yīng)用

安全應(yīng)用重點(diǎn)體現(xiàn)為網(wǎng)上車輛診斷、碰撞預(yù)警、道路濕滑度檢測(cè)等應(yīng)用，一般而言，這種形式的應(yīng)用體現(xiàn)了車載物聯(lián)網(wǎng)在實(shí)際安全應(yīng)用過(guò)程中的價(jià)值，因?yàn)樗梢酝ㄟ^(guò)近距離通信功能為司機(jī)及時(shí)、準(zhǔn)確的提出預(yù)警，使司機(jī)能在預(yù)警提示下及時(shí)采取應(yīng)對(duì)措施，盡可能避免安全事故的發(fā)生。

2.3 商業(yè)應(yīng)用

商業(yè)應(yīng)用主要體現(xiàn)為在位置服務(wù)的前提下為商家?guī)?lái)更多的商業(yè)機(jī)會(huì)，目前這中形式的應(yīng)用已成為服務(wù)行業(yè)各商家展現(xiàn)自身位置優(yōu)勢(shì)，提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，搶占更多市場(chǎng)份額的新式的競(jìng)爭(zhēng)手段。如，利用車載物聯(lián)網(wǎng)為客戶提供最近的酒店、賓館、加油站，以及商場(chǎng)促銷信息等，如此一來(lái)，不但使商家獲得了更多的客戶資源，同時(shí)也讓消費(fèi)者享受到了更便捷、更實(shí)惠的生活服務(wù)。

2.4 信息娛樂(lè)應(yīng)用

信息娛樂(lè)應(yīng)用重點(diǎn)體現(xiàn)為以位置服務(wù)為前提的社交網(wǎng)絡(luò)、拼車、餐廳評(píng)論等服務(wù)以及視頻音樂(lè)共享服務(wù)等應(yīng)用。當(dāng)前，在人們現(xiàn)實(shí)的消費(fèi)服務(wù)中，信息娛樂(lè)應(yīng)用已成汽車銷售領(lǐng)域吸引消費(fèi)者關(guān)注的亮點(diǎn)服務(wù)。如，起亞UVO與福特SYNC是對(duì)信息娛樂(lè)應(yīng)用比較成功的兩大汽車廠商，特別是福特的車載信息娛樂(lè)體系便是汽車領(lǐng)域做得較為成功的典型案例，當(dāng)?shù)氐钠嚵闶凵虒?duì)福特的車載信息娛樂(lè)體系表現(xiàn)出了很大的興趣。車載物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)一步優(yōu)化了服務(wù)商與零售商的產(chǎn)品促銷信息傳播途徑，同時(shí)也會(huì)加大各商家在市場(chǎng)環(huán)境中的競(jìng)爭(zhēng)激烈程度。車載物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展必然使信息娛樂(lè)的網(wǎng)絡(luò)化成為大勢(shì)所趨。自二十世紀(jì)八十年代開始，在汽車制造領(lǐng)域針對(duì)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的探究與實(shí)際應(yīng)用已被提上日程，迄今為止已逐漸推出了包括ABUS、VAN等在內(nèi)的多種網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，最初，汽車廠商只是將自行研發(fā)的車用網(wǎng)絡(luò)配備于高檔汽車內(nèi)。而到九十年代初期，車用網(wǎng)絡(luò)已發(fā)展的較為成熟，自車身控制部件到動(dòng)力控制部件的設(shè)計(jì)都囊括于車用網(wǎng)絡(luò)的研發(fā)和設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，在汽車領(lǐng)域的未來(lái)發(fā)展中，車用網(wǎng)絡(luò)會(huì)有更大的發(fā)展機(jī)會(huì)和發(fā)展空間。

3 車載物聯(lián)網(wǎng)面臨的挑戰(zhàn)

車載物聯(lián)網(wǎng)在給人們生活帶來(lái)便捷，推動(dòng)各行業(yè)快速發(fā)展同時(shí)，也帶來(lái)了諸多的挑戰(zhàn)，使人們不得不從嶄新的層面和視角來(lái)分析和解決問(wèn)題?？傮w而言，來(lái)自車載物聯(lián)網(wǎng)挑戰(zhàn)主要分為三個(gè)層面，即鏈路層面、應(yīng)用層面以及網(wǎng)絡(luò)層面。

3.1 鏈路層面亟待解決的問(wèn)題

鏈路層的挑戰(zhàn)重點(diǎn)是如何能讓自身應(yīng)對(duì)特殊的車輛行駛環(huán)境，使其性能得到最大程度的體現(xiàn)。鏈路層主要包含三個(gè)設(shè)計(jì)目標(biāo)，即可靠性、響應(yīng)能力以及可拓展性。第一，鏈路層需要具備對(duì)汽車移動(dòng)性和信道條件迅速響應(yīng)的能力，此外，其自身的可拓展性以及可靠性在安全應(yīng)用方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。在速度要求越來(lái)越高的車載環(huán)境內(nèi)，傳統(tǒng)的無(wú)線接入點(diǎn)、訪問(wèn)與地址解析超時(shí)的技術(shù)設(shè)計(jì)已無(wú)法滿足使用者的需求，其最直接的問(wèn)題就是啟動(dòng)延時(shí)且運(yùn)行可靠性下降。事實(shí)上，可拓展性與可靠性對(duì)車載物聯(lián)網(wǎng)鏈路層來(lái)講是相輔相成的，穩(wěn)定的可靠廣播技術(shù)也是鏈路層研究的重要一環(huán)。由于終端使用者對(duì)車輛的安全性提出了新的要求，所以，重復(fù)廣播、聯(lián)合傳遞、自適應(yīng)發(fā)射等可靠廣播技術(shù)在行車安全系統(tǒng)的應(yīng)用空間越來(lái)越廣泛。

3.2 網(wǎng)絡(luò)層面亟待解決的問(wèn)題

車載網(wǎng)絡(luò)急需構(gòu)建一套新的路由模式以滿足越來(lái)越快信息傳播需求。隨著無(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用與發(fā)展，車載網(wǎng)絡(luò)在自適應(yīng)能力和傳播速度上有了選擇的空間，如MDDV路由協(xié)議就是利用數(shù)字地圖和GPS技術(shù)將高速移動(dòng)的車輛中的各種數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)出去[3]。然而，這種傳輸模式依然是以數(shù)據(jù)包為基本傳輸單位，并且在轉(zhuǎn)發(fā)環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)包是一成不變的，顯然這種分組轉(zhuǎn)發(fā)形式的路由模式與終端使用者高速的信息轉(zhuǎn)播需求是不相適應(yīng)的。第一，這種路由協(xié)議的信息是產(chǎn)生節(jié)點(diǎn)和傳遞節(jié)點(diǎn)并不明確，造成了部分應(yīng)用轉(zhuǎn)發(fā)路由的數(shù)據(jù)源于目的地的不清晰。第二，信息在傳輸中會(huì)出現(xiàn)失真。在交通擁堵路段，任何車輛都可以發(fā)送并傳輸擁堵報(bào)告，而附近向擁堵地前行的車輛都會(huì)既是擁堵報(bào)告發(fā)送者又是接收到者，對(duì)終端用戶來(lái)講他們弄不清擁堵報(bào)告的來(lái)源的去向。雖然通過(guò)一些新技術(shù)改進(jìn)能夠緩解這個(gè)問(wèn)題，但是人們對(duì)基于觸發(fā)、融合、傳輸與糾正為核心的數(shù)據(jù)信息傳輸路由模式充滿期待。

3.3 應(yīng)用層面的亟待解決的問(wèn)題

車載物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用的核心在于如何快速有效的發(fā)現(xiàn)、記載、更新車載網(wǎng)絡(luò)的全部有用信息，而在這當(dāng)中命名和尋址是難點(diǎn)。自物聯(lián)網(wǎng)概念提出以來(lái)，研究者們一直在探尋如何快速建立索引后將現(xiàn)實(shí)物流網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)信息加以記載與傳播。筆者認(rèn)為，尋址是車載物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)與現(xiàn)實(shí)環(huán)境應(yīng)用的契合點(diǎn)，命名和尋址會(huì)對(duì)路由模式提出更高的要求。物聯(lián)網(wǎng)的搭建是基于高速移動(dòng)車輛的，它需要將車輛的移動(dòng)情況與位置實(shí)時(shí)反映到數(shù)字地圖或地址列表上，例如在車輛位置監(jiān)控中，終端使用者迫切需要特定區(qū)域的全部車輛位置信息，這一需求可以說(shuō)是車載物聯(lián)網(wǎng)體系的最關(guān)鍵的需求之一?，F(xiàn)階段，人們可以利用ARP或者RARP協(xié)議技術(shù)協(xié)助解決這個(gè)問(wèn)題。車載物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用亟待解決的另一關(guān)鍵問(wèn)題是分布式數(shù)據(jù)的管理，分布式數(shù)據(jù)管理需要解決數(shù)據(jù)復(fù)制、緩存與刪除等所有相關(guān)聯(lián)的問(wèn)題，而現(xiàn)在慣用的分布式數(shù)據(jù)管理是建立在基于同一網(wǎng)絡(luò)的多個(gè)分散開來(lái)的服務(wù)器上的，這一管理模式并不適合車載物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營(yíng)與運(yùn)作。實(shí)際應(yīng)用環(huán)節(jié)，車載物聯(lián)網(wǎng)的每輛車都可以被視作為分布式數(shù)據(jù)庫(kù)子系統(tǒng)的一個(gè)本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)，這些車輛不定時(shí)、不間斷的進(jìn)行著數(shù)據(jù)交互，子系統(tǒng)數(shù)據(jù)的不斷更新與交換促使整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)不斷完成更新?？傊?，站在車載網(wǎng)絡(luò)的全局來(lái)看，以最小的投入換取一個(gè)相對(duì)可靠的分布式數(shù)據(jù)庫(kù)是車載物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用研究的重要內(nèi)容。

4 結(jié)語(yǔ)

綜合而言，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的普及與應(yīng)用改變了人們的生活模式，人們生活模式的變更有促使公眾群體的路權(quán)分配與維護(hù)交通出行安全，城市的物流效率與交通管理效率，車輛的定位服務(wù)信息等需求產(chǎn)生了新的變化，而此時(shí)車載物聯(lián)網(wǎng)最為一項(xiàng)新興事物應(yīng)時(shí)而生。作為一個(gè)潛力巨大的嶄新領(lǐng)域，車載物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)具有十分廣闊的發(fā)展空間。一方面，國(guó)家相關(guān)機(jī)構(gòu)與工業(yè)應(yīng)用權(quán)威部門已對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行磋商，相應(yīng)的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)已呼之欲出；另一方面，車載物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用在不同區(qū)域和不同環(huán)境下又面臨諸多問(wèn)題，這些問(wèn)題有待進(jìn)一步研究與解決。