【摘要】車聯(lián)網(wǎng)是全球現(xiàn)代化大城市提高道路交通效率，減少交通事故的重要手段，更是未來智慧城市的重要標志。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，車聯(lián)網(wǎng)通過無線通信技術(shù)將所有汽車接入信息網(wǎng)絡(luò)中，使汽車成為網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點，實現(xiàn)車、路、人和周圍環(huán)境的協(xié)同交互。文章的主要目的是對國內(nèi)外車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展情況和體系結(jié)構(gòu)進行分析，從而為進一步的研究探索方向。

【關(guān)鍵詞】車聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)智慧城市

一、引言

2009年，中國汽車銷售總量首次超越美國，成為全球第一，中國汽車市場進入快速發(fā)展期。但汽車數(shù)量的高速增長也給道路交通帶來了前所未有的壓力。據(jù)《2009福田指數(shù)———中國居民生活機動性指數(shù)研究報告》顯示，若遇擁堵，北京居民每天平均上下班在路上消耗的時間為62.3分鐘，每月因交通擁堵而造成的經(jīng)濟成本為335.6元。以致北京有了“首堵”的稱號。交通擁堵、交通事故、能源緊張、環(huán)境污染等問題不僅困擾著北京，同樣也困擾著上海、廣州等大城市，以致各城市不得不采取限牌、限號等措施來進行交通管制。因此，我們亟待一種解決方案來改善大城市的交通狀況，為駕駛者提供更加智能、安全的環(huán)境。當智能交通系統(tǒng)（intelligent transportation system， ITS）發(fā)展到一定階段，伴隨著物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things）的出現(xiàn)，車聯(lián)網(wǎng)（Internet of Vehicles）技術(shù)便應運而生。車聯(lián)網(wǎng)以車、路、基礎(chǔ)設(shè)施為基本節(jié)點和信息源，通過無線通信技術(shù)實現(xiàn)信息交互，從而實現(xiàn)“車-人-路-城市”的和諧統(tǒng)一[1]。據(jù)預測，未來10年，國內(nèi)將迎來車聯(lián)網(wǎng)市場的高速增長，相關(guān)產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值將有望超過1000億元。

二、國內(nèi)外車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展情況

2010年，在無錫舉行的中國國際物聯(lián)網(wǎng)大會上，“車聯(lián)網(wǎng)”這一概念被提起，并傳聞車聯(lián)網(wǎng)將作為國家科技重大專項，將有巨額資金扶持，這讓車聯(lián)網(wǎng)在資本市場迅速走紅。

2011年，“2011中國車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇”在廣州召開，各大汽車廠商、電子廠商、電信運營商、服務(wù)提供商等積極參與，針對車聯(lián)網(wǎng)盈利模式、產(chǎn)業(yè)鏈、軟硬件方案、增值業(yè)務(wù)等進行了深入的討論。

車聯(lián)網(wǎng)雖然是在2010年才作為一個概念被提出，但在此之前，各大汽車廠商已經(jīng)有了一些相關(guān)的產(chǎn)品。如通用汽車的OnStar系統(tǒng)，是采用無線通信技術(shù)和全球定位系統(tǒng)（GPS）為車主提供通信、跟蹤、應急響應和遠程服務(wù)的一套安全信息服務(wù)系統(tǒng)，如自動撞車報警、遠程解鎖服務(wù)、免提電話、被盜車輛定位、遠程車輛診斷、車輛停車位置提示、車況監(jiān)測報告以及全程音控導航服務(wù)等。豐田公司的G-Book系統(tǒng)，以無線網(wǎng)絡(luò)連接數(shù)據(jù)中心，提供緊急救援、防盜追蹤、道路救援、保養(yǎng)通知、話務(wù)員服務(wù)、資訊服務(wù)、路徑檢索、預訂服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)地圖接收、高速公路安全駕駛提醒以及圖形交通信息服務(wù)在內(nèi)的11大智能通信服務(wù)。除此之外，還有福特、寶馬、奧迪等也推出了類似的產(chǎn)品。

近年來，除了汽車廠商，各大電信運營商、互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商等也積極推動車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展。作為全球最大的電信運營商，中國移動依靠強大的移動通信網(wǎng)絡(luò)，推出了自己的車聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)，覆蓋所有汽車能到的地方，保持隨時在線，實現(xiàn)語音、圖像、數(shù)據(jù)等多種信息傳輸。作為全球市值第一的高科技公司，蘋果推出了IOS IN THE CAR平臺，通過同汽車的深度整合，蘋果能夠有效利用自身在軟件方面的優(yōu)勢，為汽車用戶提供全方位的服務(wù)，包括流媒體服務(wù)、未來有望結(jié)合O2O服務(wù)的蘋果地圖、支持移動支付的Passbook等等。利用自身軟硬件的完美結(jié)合，蘋果可以為汽車用戶提供智能應用的整套方案。而作為全球最大的互聯(lián)網(wǎng)公司，谷歌更是推出了劃時代的無人駕駛汽車。無人駕駛汽車采用智能感應設(shè)備，包括攝像機，雷達感應器和激光設(shè)備等。汽車能夠360度全方位感應：車頂?shù)睦走_感應器能夠掃描半徑200英尺（約70米）范圍內(nèi)環(huán)境，車后的感應器能評估汽車所在位置，車載電腦通過攝像頭能理解交通燈，識別人行道和障礙物等，并模擬人的智力對相應交通狀況作出正確反應。

三、車聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)

車聯(lián)網(wǎng)是以裝有傳感器的車輛為節(jié)點，通過RFID和無線通信技術(shù)，將車輛的靜態(tài)信息或動態(tài)信息與其他網(wǎng)絡(luò)或互聯(lián)網(wǎng)連接起來的網(wǎng)絡(luò)。車聯(lián)網(wǎng)具有節(jié)點特性、移動特性和數(shù)據(jù)流特性。其節(jié)點特性[2]表現(xiàn)為具有強大的計算能力、儲存能力和幾乎沒有能量限制。其移動特性表現(xiàn)為網(wǎng)絡(luò)拓撲變化快、節(jié)點移動速度快和移動軌跡可預測。其數(shù)據(jù)流特性[3]表現(xiàn)為實時的路況信息和突然增大的通信負載。作為物聯(lián)網(wǎng)的一個重要應用，車聯(lián)網(wǎng)同樣遵循物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)，分為感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應用層，如圖1所示。

在這個體系結(jié)構(gòu)中，車聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)構(gòu)成主要包括感知技術(shù)、無線通信技術(shù)、語音智能識別。

（1）感知技術(shù)。感知層是車聯(lián)網(wǎng)的神經(jīng)末梢，通過雷達技術(shù)、RFID射頻識別技術(shù)和傳感器技術(shù)，獲得對車輛、道路、交通設(shè)施和人的全面感知，如車輛的發(fā)動機狀況、剎車參數(shù)，道路的路面情況，交通燈的實時情況，行人的位置、行走速度等等。這些數(shù)據(jù)的全面獲取，有助于向終極目標，即無人駕駛方向發(fā)展。

（2）無線通信技術(shù)。車聯(lián)網(wǎng)將有多種無線通信網(wǎng)絡(luò)存在，如WIFI、WIMAX、ZIGBEE、藍牙、移動通信中的2G/3G/4G，衛(wèi)星通信等。為了達到信息共享的目的，很多信息需要在不同的網(wǎng)絡(luò)中傳輸。另外車輛作為一個移動節(jié)點，在運動過程中需要進行移動性管理。因此，需要在車聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下考慮異構(gòu)無線通信網(wǎng)絡(luò)的融合，實現(xiàn)無縫的信息交換和無縫的切換需求[4]。

（3）語音智能識別技術(shù)。由于汽車的特殊性，所以車聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的操作方式不可能像我們熟悉的電腦或手機那樣靠手控制，于是我們必須尋找其他的方式。而通過語音實現(xiàn)人車交互便是最好的方式。駕駛者通過語音指示，獲得實時路況信息，選擇合理行車線路，享受智能導航設(shè)置、道路救援、娛樂點播、天氣預報等一系列服務(wù)，增強行車的安全性和便捷性。這樣便能解放駕駛者的雙手和雙眼，使汽車具備更人性化魅力。

四、結(jié)語

車聯(lián)網(wǎng)最大的價值[5]在于處理信息，而且能夠以最有效的方式解決交通。據(jù)預測，車聯(lián)網(wǎng)的應用可以使交通擁堵減少約60%，使短途運輸效率提高近70%，使現(xiàn)有道路網(wǎng)的能力提高2～3倍。推進車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，對于實現(xiàn)智慧城市有著重要的意義?！坝辛塑嚶?lián)網(wǎng)，汽車就像深海中的魚群一樣自由移動，不需要紅綠燈就可以安全地穿過十字路口。”通用汽車中國公司總裁甘文維說，“汽車甚至還能實現(xiàn)自動駕駛，讓老人、殘疾人也可以單獨坐車出行。”但目前，正處于起步階段的車聯(lián)網(wǎng)，尚未形成完整的產(chǎn)業(yè)鏈，發(fā)展中還存在不少問題。如，汽車廠商、電信運營商、軟件開發(fā)商等都處在摸索階段，并且各自為政。要促進車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，需要有明確的國家發(fā)展戰(zhàn)略、正確的技術(shù)發(fā)展路線，推動汽車產(chǎn)業(yè)與通信、電子信息產(chǎn)業(yè)的融合，圍繞車聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)聯(lián)合開展深入的系統(tǒng)集成技術(shù)研究。

參考文獻

[1]諸彤宇，王家川，陳智宏.車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)初探[J].公路交通科技（應用技術(shù)版）. 2011（05），266-268

[2] Kevin C.Lee，Uichin Lee，Mario Gerla，et al.Geo-Opportunistic Routing for Vehicular Networks. IEEE Communications Magazine. 2010（5）：164-170

[3] Hartenstein H，Laberteaux K.A tutorial survey on vehicular adhoc networks. IEEE Communications Magazine . 2008（6）：164-171

[4]劉富強，單聯(lián)海.車載移動異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)[J].中興通訊技術(shù). 2010（03），47-51

[5]謝波.面向無線車輛網(wǎng)絡(luò)的可生存性技術(shù)研究[D].國防科學技術(shù)大學. 2008