无线互联
根据车联网产业技术创新战略联盟的定义,车联网是以车内网、车际网和车载移动互联网为基础,按照约定的通信协议和数据交互标准,在车-X(X:车、路、行人及互联网等)之间,进行无线通讯和信息交换的大系统网络,是能够实现智能化交通管理、智能动态信息服务和车辆智能化控制的一体化网络,是物联网技术在交通系统领域的典型应用。
基本定义
根据中国物联网校企联盟的定义,车联网是由车辆位置、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。
体系介绍
从网络上看,IOV系统是一个“端管云”三层体系。
第一层(端系统):端系统是汽车的智能传感器,负责采集与获取车辆的智能信息,感知行车状态与环境;是具有车内通信、车间通信、车网通信的泛在通信终端;同时还是让汽车具备IOV寻址和网络可信标识等能力的设备。
第二层(管系统):解决车与车(V2V)、车与路(V2R)、车与网(V2I)、车与人(V2H)等的互联互通,实现车辆自组网及多种异构网络之间的通信与漫游,在功能和性能上保障实时性、可服务性与网络泛在性,同时它是公网与专网的统一体。
第三层(云系统):车联网是一个云架构的车辆运行信息平台,它的生态链包含了ITS、物流、客货运、危特车辆、汽修汽配、汽车租赁、企事业车辆管理、汽车制造商、4S店、车管、保险、紧急救援、移动互联网等,是多源海量信息的汇聚,因此需要虚拟化、安全认证、实时交互、海量存储等云计算功能,其应用系统也是围绕车辆的数据汇聚、计算、调度、监控、管理与应用的复合体系。
值得注意的是,截至2013年,GPS+GPRS并不是真正意义上的车联网,也不是物联网,只是一种技术的组合应用,目前国内大多数ITS试验和IOV概念都是基于这种技术实现的。
相关概念
ITS
即智能交通。是将先进的传感器技术、通信技术、数据处理技术、网络技术、自动控制技术、信息发布技术等有机地运用于整个交通运输管理体系而建立起的一种实时的、准确的、高效的交通运输综合管理和控制系统。
RFID
RFID,是Radio Frequency Identification的缩写,即射频识别。它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,可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签,操作快捷方便。基本的RFID系统由标签(Tag)、阅读器(Reader)、天线(Antenna)。RFID技术有着广阔的应用前景,物流仓储、零售、制造业、医疗等领域都是RFID的潜在应用领域,另外,RFID由于其快速读取与难以伪造的特性,一些国家正在开展的电子护照项目都采用了RFID技术。
RFID具有车辆通信、自动识别、定位、远距离监控等功能,在移动车辆的识别和管理系统方面有着非常广泛的应用。
应用趋势
当前汽车技术的发展,新能源汽车和车联网技术的普及应用是两大发展趋势。在通用、丰田等国际汽车厂商纷纷推出运用智能导航和远程助手等车联网技术的车型产品并推向国内市场之后,中国自主汽车企业也开始了对车联网技术的研究。据网通社粗略统计,目前国内至少有以上汽集团为首的七家自主品牌企业推出了自主研发的车联网系统和产品。
据国家统计局《国民经济和社会发展统计公报》数据,2012年我国汽车保有量超过1.2亿辆,我国当前每年新车销量约2000万辆。而搭载车联网系统的车型则将从高端车型产品向普通车型普及。根据国内著名分析机构易观智库预计,到2015年中国车联网用户的渗透率有望突破10%的临界值,届时中国车联网的市场规模将超过1500亿元。抢占中国车市车联网市场空白,成为自主车企们的又一重要任务。
正是由于车联网技术应用的广阔前景及其蕴含的巨大商机,国内自主车企也争先恐后地加入到车联网技术的研发竞赛当中来。自2010年上汽率先发布首款搭载车联网系统inkaNet系统的自主车型荣威350以来,到2012年底为止中国自主品牌中至少已有7家企业发布了自主开发的车联网系统和车型产品。
自主车企当中最早试水车联网技术的上汽集团一直走在本土开发车联网的前列。其inkaNet系统被广泛搭载在荣威350、荣威550、W5以及MG5等多款车型上。经过4年时间积累已有超过10万车主的选择,仅次于通用的安吉星(onstar)位居中国市场占有率第二位。inkaNet系统已经发展到第三代,在智能互联和操作体验等发面有显著提升,特别在中文语音识别的准确率和易用度上甚至超越了不少国际知名车企的同类技术。
车辆运行监控系统长久以来都是智能交通发展的重点领域。在国际上,美国的IVHS、日本的VICS等系统通过车辆和道路之间建立有效的信息通信,已经实现了智能交通的管理和信息服务。而Wi-Fi、RFID等无线技术也在交通运输领域智能化管理中得到了应用,如在智能公交定位管理和信号优先、智能停车场管理、车辆类型及流量信息采集、路桥电子不停车收费及车辆速度计算分析等方面取得了一定的应用成效。
当今车联网系统发展主要通过传感器技术、无线传输技术、海量数据处理技术、数据整合技术相辅相成配合实现。车联网系统的未来,将会面临系统功能集成化、数据海量化、高传输速率。车载终端集成车辆仪表台电子设备,如硬盘播放、收音机等,数据采集也会面临多路视频输出要求,因此对于影像数据的传输,需要广泛运用当今流行3G网络。
据了解,未来车联网将主要通过无线通信技术、GPS技术及传感技术的相互配合实现。在未来的车联网时代,无线通信技术和传感技术之间会是一种互补的关系,当汽车处在转角等传感器的盲区时,无线通信技术就会发挥作用;而当无线通信的信号丢失时,传感器又可以派上用场。
作为众多无线应用的代表,车联网时代的到来必将推动更多无线技术的应用和普及,我们也再一次看到了移动宽带需求的指数性增长。尽管无线和有线运营商们还无法确定应该在哪些地方进行投资,以及投入多少,但有一点是肯定的:那就是移动宽带的需求正在增长,而且增长会非常迅速。
通用汽车已经通过与中国电信合作,通过其3G网络为用户提供车载信息服务,并逐步建设车联网。当用户量还不具备规模的时候,现有的运营商网络可以承载各项服务;但当用户数大幅增加时,网络也将受到考验。
运营商正在经历移动宽带数据流量的井喷式增长,因为他们需要增加容量来减少网络的堵塞,提高消费者的QoE。分组网络,尤其是电信级以太网,可以非常经济地扩展到高带宽,并处理突发的数据流量。分组网络可以通过采用先进的称为“伪线”的隧道协议来做到TDM业务和突发数据业务的混合传送。所有这些因素都使电信级以太网成为经济有效地应对激增的移动宽带数据流量的新架构。
过渡到电信级以太网只是第一步,但这还不足以在新的环境下具有足够的竞争力。运营商还必须充分地了解它们所提供的应用,以便为它们的用户提供最大的价值。这种智能可以有多种形式,例如可以是采用称为深度数据包检测(DPI)的技术“看透”数据包,以及确定正在运行的应用程序。下一代设备可以在这些数据包穿越网络的时候,快速窥探到数据包,确定其流量信息。这些信息可以把用户、位置、使用的手机类型等分组核心信息结合起来,获得更全面的网络使用情况分析,包括使用地点以及设备类型等,这样运营商才可以更好地利用这些信息来改善客户的体验,同时获得新的业务增长点。
国际趋势
“车-路”信息系统一直是智能交通发展的重点领域。
在国际上,欧洲CVIS,美国的IVHS、日本的SmartWay等系统通过车辆和道路之间建立有效的信息通信,实现智能交通的管理和信息服务。RFID技术在物流与供应链管理领域以及交通运输领域智能化管理中得到了应用,如智能公交定位管理和信号优先、智能停车场管理、车辆类型及流量信息采集、路桥电子不停车收费、高速公路多义性路径识别及车辆速度计算分析等方面取得了一定的应用成效。
2013年5月22日,微软Windows Azure公有云平台宣布正式落地中国,观致汽车携其QorosQloud亮相,QorosQloud除移动客户端以外的所有开发、测试工作都在Windows Azure云端完成。
2013年5月30日,观致正式与中国联通签署车联网业务合作协议,中国联通将为观致QorosQloud车载信息娱乐系统提供网络和业务系统支持。
电车与车联网
继互联网、物联网之后,“车联网”又成为未来智能城市的另一个标志。
到上海世博会园区里的热门场馆——“上汽-通用汽车馆”,看一部科幻大片《2030》,就可以超前体验到20年后的汽车生活。在片中,2030年的上海拥有5层立体交通网络。人们驾驶着EN-V、叶子和海贝这三种未来车型出行,任何人都可以开车,车速飞快,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。外形小巧时尚的EN-V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,盲人也可以开车穿行于城市中。智能的“车联网”,甚至可以以"一键通"的形式接通呼叫中心的形式帮助司机获取周边信息、寻找停车场,以及自己找到充电站完成充电。
长达10分钟的动感电影《2030,行!》展现了2030年上海的城市景象。20年后,科技已经非常发达,人与自然和谐相处,2030年出行工具的代表——EN-V、叶子和海贝汽车,已经实现了新能源驱动、车联网技术和汽车无人驾驶这三大技术。凭借这些技术,汽车能通过建筑外墙的轨道直接停在自家阳台上、所有车辆都能收到联网信号从而帮助危急的产妇平安诞下宝宝、自动驾驶能引领盲女自如穿梭在城市中……影片讲述了三个爱的故事,主人公借助叶子、海贝和EN-V穿梭在未来的智能交通系统中,在美丽的城市中找回了真爱,拥有了更完美的人生。观众将提前20年,身临其境地体验汽车对我们生活的改变,感受“行愈简,心愈近”的大同世界!
三大瓶颈
主导缺失
与智能电网、安防等领域相比,车联网并不是最成熟、最接近实际应用的物联网应用,但凭借其战略高度和庞大的消费级市场,仍然赢得了强烈的关注。
车联网的出现,为汽车制造、内容提供和移动通信等领域带来产业升级机遇。一方面促使汽车行业从单纯硬件销售,转为与服务、内容捆绑的新模式;另一方面,又让运营商和服务商得以迅速定位高端客户群体,便于提供产品和服务。此外,国家对新能源汽车“必须具备远程监控能力”的要求,也让车联网横跨两大战略性新兴产业。
所谓车联网并无严格定义,简单地说,就是将汽车作为信息网络中的节点,通过无线通信等手段实现人、车、路及环境的协同交互,实现智能交通。然而,自诞生之日起,车联网便始终面临缺乏统一管理主体的“无人驾驶”局面。
相比三大管理部门,移动运营商、汽车电子企业、内容提供商、服务提供商对参与车联网的兴趣更为积极。由于车联网产业链较长,参与行业众多,对车联网“盲人摸象”式的理解比比皆是,其中的利益博弈也在所难免。
技术短板
随着车联网概念的诞生,汽车电子也从原来的以机械、安全为主,转变为强调系统整合能力,以及车与车、车与环境之间的协同交互。
车联网要解决各系统间的信息交换和共享问题,同时与司机和乘客实现有效互动。此外,车联网通过车身网络连接,还可以获取车身中各类传感器数据,处理后用于报警或远程诊断。然而,绝大多数用于信息采集的高端传感器,其芯片核心技术并不为中国公司所掌握。
与此同时,通信网络带宽瓶颈,也成为车联网一个技术难题。3G网络带宽并不能满足未来对图像和流媒体的传输需求,而4G网络和DSRC(专用短程通信)的自主网技术等也还没有完全突破。
目前国内在芯片设计和开发上已经具备一定水平,但自主可控可管的问题仍然严峻。中国的互联网域名系统和地址,以及物品条码,用的都是国外的技术体系、编码地址,车联网在车辆标识上不能重蹈覆辙。
实际上,公安部已经推出一种识别率在99.9%以上的专用电子标签,可安装在汽车挡风玻璃上,形成对车辆身份和位置信息的唯一标识。不过,要对车辆信息进行跟踪,还需要在监控区域部署一定密度的数据采集设施。
模式难行
在巨大的市场诱惑面前,车联网的相关企业不愿坐等技术与管理破局。电信运营商、汽车电子和服务企业,甚至汽车贸易企业,开始以一种简化版的车联网运营模式向前推进——围绕车载智能平台进行集成,实现内容和应用的整合。
凭借移动网络通道的优势,三大运营商在车联网上的推进方式,基本是将车载智能终端与无线通道相连,以提供实时交通路况、导航、救援定位、车况检测、4S店预约等运营服务,多基于呼叫中心或移动互联网,并不涉及什么新的技术,只相当于在现有网络基础上一个新的业务拓展。
但即便是现有的这种模式,也并不能确保在商业模式上的成功。进入市场的所谓“车联网”产品和服务,都是汽车制造商替终端用户埋单,通常一年到三年,到期后是否会主动续约服务还是未知数。