浅谈车联网的应用场景及发展趋势_车联网功能_车联网体系结构

　　车联网定义介绍

　　车联网（Internet of Vehicles）是由车辆位置、速度和路线等信息构成的巨大交互网络。通过GPS、RFID、传感器、摄像头图像处理等装置，车辆可以完成自身环境和状态信息的采集；通过互联网技术，所有的车辆可以将自身的各种信息传输汇聚到中央处理器；通过计算机技术，这些大量车辆的信息可以被分析和处理，从而计算出不同车辆的最佳路线、及时汇报路况和安排信号灯周期。

　　车联网体系结构

　　感知层，承担车辆自身与道路交通信息的全面感知和采集，是 车联网的神经末梢，也是车联网“一枝独秀”于物联网的最 显著部分。 通过传感器、RFID、车辆定位等技术，实时感知 车况及控制系统、道路环境、车辆与车辆、车辆与人、车辆 与道路基础设施、车辆当前位置等信息，为车联网应用提 供全面、原始的终端信息服务。 网络层，通过制定专用的能够协同异构网络通信需要的网络架构和协议模型，整合感知层的数据；通过向应用层屏蔽 通信网络的类型， 为应用程序提供透明的信息传输服务； 通过对云计算、虚拟化等技术的综合应用，充分利用现有 网络资源，为上层应用提供强大的应用支撑。

　　应用层，车联网的各项应用必须在现有网络体系和协议的基础 上，兼容未来可能的网络拓展功能。 应用需求是推动车联网技术发展的源动力，车联网在实现智能交通管理、车辆安全控 制、交通事件预警等高端功能的同时，还应为车联网用户 提供车辆信息查询、信息订阅、事件告知等各类服务功能。

　　安全能力，车联网的通信特点制约着车联网信息的安全性和通信能力。 安全能力为车联网提供密钥管理和身份鉴别能 力，确保入网车辆信息的真实性；提供信息的安全保护功 能，保证数据在传输过程中不被破坏、篡改和丢弃；提供准 确的位置信息，实现对车辆的定位和路径回溯；提供精确的时钟信息， 保证车联网实时业务尤其是安全应用在时间上 的同步。 管理能力，作为车联网的控制中心，管理能力提供对入网车辆信 息和路况信息的管理能力，实现车辆之间、车辆与道路基 础设施之间以及不同网络之间的自由、无缝切换；实现车 联网通信的 QoS 管理，根据不同的入网车辆信息及业务类型，提供不同的网络优先级服务。

　　车联网的特点

　　“车联网”时代的智能汽车有以下几个特点：第一，车与车之间能够保持相对固定的距离，可以实现零碰撞;第二，车与车之间的组队是随机进行的，根据车主的目的地，通过GPS定位和车辆之间的自动沟通，车与车之间可以临时组队或离队，提高交通效率。

　　车联网实现的条件

　　1.具备一定的技术基础

　　车联网是基于汽车标准信息源技术，而此项技术又是基于无线射频识别技术（RFID）开发的涉车信息资源的应用技术。RFID是一种非接触式的自动识别技术，通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，可工作于各种恶劣环境。在实际应用中，就是通过车辆收集处理，并共享大量信息，让车与车、车与道路的行人和自行车，以及车与城市网络互相联结，从而实现更智能更安全的驾驶。目前，我国已经实施了车辆射频电子标签自动识别系统。上海世博会上汽集团——通用汽车馆展示了城市概念车EN-V车型，这款车的自动驾驶电气化，车联网概念将把人类带入零排放、零交通事故的未来汽车时代。

　　2.符合国家的产业政策

　　当前，我国的资源消耗、环境污染等问题日益突出，国家也对新能源领域非常重视，积极推进新能源技术的使用与发展。在新能源汽车方面，国家对于汽车研发企业和消费者双方面都给予了很大的政策优惠。未来城市交通面临的挑战主要来自三个方面：能源消耗、尾气排放、安全及拥堵。针对上述挑战，未来汽车的供应能源也将发生大的变化，将会从传统的以石油为能源转变为风能、太阳能、二氧化碳的吸收转化后的电能等。车联网的发展则能够有效缓解资源、环境的压力。智能交通能够帮助人类对资源进行有效控制，有利于实现低碳经济。

　　3.提高人们的生活质量

　　车联网将可以实现任何人都可以开车，而且在“车联网”的保护下实现了零交通事故率，堪称绝对安全。通过“车联网”，汽车具备了高度智能的车载信息系统，并且可以与城市交通信息网络、智能电网以及社区信息网络全部连接，从而可以随时随地获得即时资讯，并且作出与交通出行有关的明智决定。上海世博会上汽集团——通用汽车馆展示了城市概念车EN-V车型，外形小巧时尚，将可以实现智能停泊，通过建筑外墙的轨道直接停在自家阳台上，或者进入高速火车的车厢中。由于每辆车都采用了自动驾驶技术，老人、孩子、盲人也可以开车穿行于城市中。智能的“车联网”，甚至可以帮助司机订票、寻找停车场，以及自己找到充电站完成充电。

　　车联网发展过程中的存在的问题

　　1.信息安全难以保证

　　车联网和物联网有相似的应用技术，在应用过程中，每个人详细信息都将随时随地连接在这个网络上，随时随地被感知。这种暴露在公开场所之中的信号很容易被窃取，也更容易被干扰，这将直接影响到车联网体系的安全。在车联网环境中如何确保信息的安全性和隐私性，避免受到病毒攻击和恶意破坏，防止个人信息、业务信息和财产丢失或被他人盗用，都将是车联网发展过程中需要突破的重大难题。这一方面要求技术层面的不断改进，另一方面则要求加快车联网相关法律法规体系的制定与完善，为车联网的推广和应用提供坚实的法律保障。

　　2.标准和结构没有统一

　　要促进车联网的健康发展，就必须充分利用现在互联网的标准和它的生态系统。互联网的巨大成功很大程度上得益于开放的标准和开放的体系结构，因此，未来的车联网应该和互联网一起打造一个共同的用户体验，将来的解决方案应该既可以利用在互联网上，也可以利用在车联网上，这样也有利于使车联网技术能够跟上手机以及计算机快速更新的发展速度。所以，通信行业和汽车行业需要加强交流与合作，两个行业之间应该有更多的交流和互动。汽车行业应当更主动地让电信行业了解汽车行业对通信网络的需求，而通信行业在制定网络技术标准和网络建设规划的时候，如果不了解汽车行业或者说车联网发展的需求，也就很难为其未来发展提供有力的支撑。

　　3.成本比较昂贵

　　据调查，上海世博会上汽集团——通用汽车馆的EN-V车型，目前每辆造价300万美元左右，这对于普通的消费者而言是过于昂贵。同样，与车联网相关的设施建设也是花费巨大，比如要建立一个巨大的无线网络，将需要耗费巨资，这无疑也是车联网发展过程中的一个瓶颈。 车联网在应用过程中还会出现不少新的问题。例如，车联网在推广中还面临技术不完善、存在利用技术壁垒进行恶性竞争的情况、知识产权保护、法律法规跟进等方面的问题。

　　车联网存在问题的应对措施

　　针对车联网发展过程中存在的问题，我们认为应该从以下几方面加以努力：

　　1.建立健全车联网相关法律法规体系

　　建立健全与车联网信息服务相关的法律法规体系，对于我国而言同样是一项十分重要和紧迫的任务。目前，我国对个人信息的管理制度尚不十分健全，泄露公民个人信息的现象还时有发生，大多都得不到有效的处理。在这种社会环境下，车联网要想健康蓬勃发展，显然是不现实的，谁都不愿意把自己的信息，包括位置和出行等信息暴露在没有严格管理的车联网上。所以，从国家管理层面为车联网的发展建立健全法律法规体系，可以为车联网的顺利发展提供保障。

　　2.加强与外界的合作与交流

　　从“互联网”到“物联网”再到“车联网”，世界正以不同的方式相互连接。“车联网”将会成为未来智能城市的另一个标志。2009年11月3日，***总理在北京人民大会堂向北京科技界发表了题为《让科技引领中国可持续发展》的讲话，讲话中提到当计算机和互联网产业大规模发展时，我们因为没有掌握核心技术而走过一些弯路。同时提出要着力突破传感网物联网关键技术。由此可见，借鉴计算机和互联网的发展经验教训以及发展物联网的基础，对车联网未来的健康发展有相当重要的意义。我国必须坚持开放和合作的原则，在做好车联网的规划、明确总体发展思路的前提下，确保车联网的互联互通，并推进产业链合作，整合研发力量重点攻克技术难题，争取在核心技术上尽快实现突破。

　　3.加大车联网的研究投入

　　在物联网方面，我国我国已经与德国、美国、韩国一起，成为物联网国际标准制定的主导国之一，在标准制定方面在国际上具有一定的话语权，多项标准成为国际标准化组织的草案。据统计，2009年，中国成全球最大的汽车市场，但是车联网目前只有汽车制造企业和几家信息化服务企业在势单力薄地推进。其实，我国拥有数量庞大的互联网和移动网络用户，具备强大的技术研发实力和蓬勃发展的汽车工业，很有潜力成为车联网最大的市场。所以，我国应当在财政、信贷等多方面对车联网进行扶持，大力推进车联网的发展。

　　车联网需求和挑战

　　车联网本质上是物联网技术的一种应用形式，物 联网的挑战同样也给车联网的实施带来挑战。同时由于车联网由于车辆数量的急剧膨胀，也面临巨大的需 求。车联网面临的主要需求和挑战有：

　　1）车联网信息的统一标识问题。

　　为实现物体 的互联互通，首先要解决的问题是统一编码问题。车 联网的发展需要有一个统一的物品编码体系，尤其是 国家物品编码标准体系。这个统一的物品编码体系是 车联网系统实现信息互联互通的关键。但目前由于车 联网概念刚刚兴起，相关的统一编码规范还未出台， 各个示范原型系统根据各自需求，建立起独立的编码 识别体系。这为后续行业内不同系统乃至不同行业之 间的互联互通带来了障碍。

　　2）网络接入时的 IP 地址问题。

　　车联网中的每 个物品都需要在网络中被寻址，就需要一个地址。由 于 IPv4 资源即将耗尽，而过渡到 IPv6 又是一个漫长 的过程。包括设备、软件、网络、运营商等都存在兼 容问题。

　　3）采集设备的信息化程度低。目前道路、桥 梁等交通基础设施并没有实现电子化管理，

　　其智能程 度较低。传统的设备通过传感器、采集设备等信息化 处理才能具备联网能力。这些交通基础设施的信息化 改造覆盖面广，投资额大、建设周期长，都是目前车 联网实现终端信息化改造所面临的问题。

　　4）车联网信息安全问题。

　　车联网的安全问题 主要来源于3 个方面： 传统互联网的安全问题、物联网带来的安全问题以及车联网本身的安全问题。车联 网中的数据传输和消息交换还未有特定的标准，因此 缺乏统一的安全保护体系。车联网中节点数量庞大， 且以集群方式存在，因此会导致在数据传播时，由于大量机器的数据发送使网络拥塞。车联网中的感知节 点部署在行驶车辆等设施中，如果遭到攻击者破坏， 很容易造成生命危险、道路设施破坏等。因此，车联 网中的信息安全是至关重要的，影响着车联网的未来 发展和实施力度。

　　5）车联网相关软件和服务产业链的成熟度。

　　目前 车联网概念刚刚兴起，还未出现较为成熟的软件平台和 服务应用。而交通行业往往需要较高的安全要求，如保 证行车安全等。如果相关软硬件平台未经过大规模应用 测试，势必对车联网的应用前途大打折扣。

　　6） 相关技术兼容度。

　　车联网是一个相关技术 的集成体，包括传感器技术、识别技术、计算技术、 软件技术、纳米技术、嵌入式智能技术等。任何一个 技术的不兼容或者基础薄弱，都会造成整个车联网系 统的推广难度。

　　车联网的4种应用模式

　　按照服务对象的不同，平安证券把现阶段国内车联网分为四种应用模式：

　　1.以个人消费者为中心的车载信息服务模式。这种模式以各大主机厂商为主导，在车上搭载主机厂自主研发、第三方、云联网企业提供的车联网解决方案，为消费者提供导航、安防、道路紧急救援、娱乐、进程控制等服务。

　　2.以政府机构为主导，政府通过大数据平台、通信服务设施、车载数据搜集等方式对市内交通、车辆状况进行进程诊断和监控，构建智慧交通。

　　3.以车队管理为中心，通过数据平台、车载硬件、通信等技术对车辆安全状况、运营成本、物流调度等进行监控，降低车辆管理成本。

　　4.以金融保险为主导，通过车载硬件对驾驶员驾驶行为、车辆事故情况进行采集，体现保险差异化。这种差异化，又主要体现在UBI（Usage Based Insurance，基于驾驶行为而定保费的保险）保险业务上。

　　车联网发展前景

　　按照通用汽车的预估，未来汽车会实现电气化、智能化与无人驾驶，车与车、车与道路之间会具有交流动能，交通堵塞、空气污染、交通事故也将成为历史。目前，随着通用、荣威、丰田等厂商的智能网络行车系统纷纷试水，车联网已经渐渐为消费者所了解和熟悉。

　　目前最成熟的车载系统，通用汽车的OnStar已具有远程控制的功能，同济大学智能交通运输系统研究中心主任杨晓光指出：下一代交通运输系统和智能社会交通的基本构成已经呼之欲出，而车联网技术将彻底改变未来出行模式。未来汽车所具备的3D智能导航系统就像一个智能机器人。正如上海世博会上汽集团——通用汽车所构建的2030年的车联网的愿景：汽车实现“零排放、零油耗、零堵塞、零事故、且驾乘充满时尚和乐趣”，实现汽车之间的“对话”。

　　车联网这个新兴产业的发展前景固然令人向往，但是需要更多力量的帮助，包括跨产业的通力合作;需要政府的重视，在政策上给予支持和引导;需要城市规划者和基础设施专家的努力;需要汽车制造企业的长远眼光和开放心态，做好产品的研发和市场策划;需要信息技术服务企业的共同参与，建立更加扎实的信息基础设施，为信息的采集、传递、处理做好准备。我们有理由相信，在不久的将来我们的生活也因车联网而改变。