面向車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的信息傳輸技術(shù)研究

周利民

摘要：文章首先進(jìn)行了車聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)定義的介紹，然后對車聯(lián)網(wǎng)的功能需求進(jìn)行了分析，最后對其在日常工作中的應(yīng)用進(jìn)行了研究，對其在應(yīng)用中的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：車聯(lián)網(wǎng)；通信技術(shù)；信息傳輸

近年來，在國內(nèi)前沿計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，如移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等的快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用下，車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為未來智能交通的有效途徑逐漸進(jìn)入人們的視野，并成為當(dāng)前全球前沿技術(shù)關(guān)注研究的重點(diǎn)。從理論上說，通信技術(shù)是車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的理論基礎(chǔ)，該技術(shù)是車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的關(guān)鍵支撐技術(shù)，決定了車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的整體性能。

1 車聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)概述

在當(dāng)前的理論體系中，車聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)還沒有統(tǒng)一的理論定義。在目前階段，從不同的技術(shù)角度出發(fā)，車輛往通信技術(shù)有以下三種定義描述：

1）信息感知技術(shù)角度的定義。在信息感知技術(shù)角度，車聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)是指對車輛的各種狀態(tài)屬性進(jìn)行識別感知的技術(shù)。例如，通過RFID等無線射頻識別技術(shù)，識別車輛上的電子標(biāo)簽，提取和利用車輛的屬性、靜態(tài)和動態(tài)信息，從而達(dá)到監(jiān)管和服務(wù)車輛運(yùn)行狀態(tài)的目的。

2）智能交通技術(shù)角度的定義。為了對復(fù)雜的交通狀況進(jìn)行智能管理，車聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)的另一個(gè)定義是指，運(yùn)用信息感知技術(shù)、傳輸技術(shù)、信息控制技術(shù)及信息處理技術(shù)等先進(jìn)的技術(shù)，建立的實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高效的綜合交通運(yùn)輸信息處理系統(tǒng)。

3）車輛組網(wǎng)和通信技術(shù)角度的定義。車聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)就是通過在車輛安全無線通信終端的方式將所有車輛接入進(jìn)網(wǎng)絡(luò)（包括異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)和同構(gòu)網(wǎng)絡(luò)），以此實(shí)現(xiàn)所有的移動車輛之間和移動車輛與路邊設(shè)施之間的通信的技術(shù)。

通過上述三種定義角度的描述，車聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)的具體定義可以總結(jié)為，車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是一種綜合性智能化采集通信決策信息系統(tǒng)，其采用的手段是在車輛和道路設(shè)施中安裝電子設(shè)備和終端；利用的技術(shù)為無線通信技術(shù)、汽車導(dǎo)航系統(tǒng)、智能終端設(shè)施和信息處理系統(tǒng)；實(shí)現(xiàn)的結(jié)果是根據(jù)移動車輛之間、移動車輛與人員之間、移動車輛與交通設(shè)施之間的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對車輛、人員、設(shè)施、道路等各種方面的信息進(jìn)行高準(zhǔn)確度的實(shí)時(shí)監(jiān)控和高效的調(diào)度管理；最終目的是為了提高車輛、道路交通管理效率。車聯(lián)網(wǎng)是基于傳統(tǒng)智能交通系統(tǒng)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相互融合，然后應(yīng)用發(fā)展起來的產(chǎn)物，也是一種智能化的新型特殊無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。

2 車聯(lián)網(wǎng)信息發(fā)布系統(tǒng)的功能需求分析

車聯(lián)網(wǎng)是一種移動自組網(wǎng)，其結(jié)構(gòu)比較特殊，不僅具有移動自組網(wǎng)的一般特點(diǎn)，如移動性、自組性、多跳性和無中心等。除此之外，車輛網(wǎng)還具有不同于移動自組網(wǎng)的特殊性，如拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的動態(tài)性、通信網(wǎng)絡(luò)的移動不穩(wěn)定性、道路車輛不同時(shí)段和不同地域的差異性等。這些特殊性增加了車聯(lián)網(wǎng)研究和設(shè)計(jì)的難度，因此也引起了相關(guān)專家學(xué)者的重視，成為目前此領(lǐng)域研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

車聯(lián)網(wǎng)依靠V2V、V2I通信方式，能夠提供不同的應(yīng)用服務(wù)和大量的數(shù)據(jù)信息給駕乘人員和車輛管理人員。車聯(lián)網(wǎng)中的車載電子設(shè)備，如通信設(shè)備、傳感器和定位設(shè)備，能夠上傳車輛本身的狀態(tài)信息，并接收來自交通環(huán)境的數(shù)據(jù)信息，依靠這種方法來緩解交通壓力、提高交通運(yùn)輸效率、增加車輛行駛的安全性，使車輛駕乘人員獲得便利和更好的駕乘體驗(yàn)。按照車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用類型的不同，可分類為：安全相關(guān)應(yīng)用類和非安全應(yīng)用類。

1）安全相關(guān)應(yīng)用類。在全世界范圍內(nèi)，車輛在交叉路口行駛時(shí)，時(shí)常發(fā)生碰撞、追尾和并線碰撞等交通事故。車聯(lián)網(wǎng)的安全相關(guān)應(yīng)用的主要目的是給駕乘人員提供實(shí)時(shí)的道路安全信息，以避免或降低道路交通事故的發(fā)生。其采用的方式主要是通過車輛之間、車輛與道路間隨時(shí)交互相關(guān)安全消息，同時(shí)經(jīng)過對這些安全信息的分析利用，達(dá)到對潛在的交通事故進(jìn)行提示預(yù)警的目的。

2）非安全應(yīng)用類。主要包含的是交通管理類、多媒體和云服務(wù)等多種并不涉及設(shè)備和人員安全的應(yīng)用，其中，如何提高車輛交通效率和提高駕駛員的駕乘體驗(yàn)是其關(guān)注的重點(diǎn)。

車聯(lián)網(wǎng)高效應(yīng)用的前提就是網(wǎng)絡(luò)信息的高效傳輸，由于目前的網(wǎng)絡(luò)資源和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的限制，針對同一道路不同時(shí)段以及不同道路交通的狀況，還有車輛的移動性和隨機(jī)性，網(wǎng)絡(luò)信息傳輸時(shí)會存在一定的差異性，因此，為移動車輛和其他不同的需求者提供具有針對性、準(zhǔn)確性、實(shí)時(shí)性、高效性的信息，提高車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，這對于推動車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展有著重要的意義。

3 車聯(lián)網(wǎng)通信發(fā)展方向

針對車聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)面臨的問題，根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢，車聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)的發(fā)展方向有如下幾點(diǎn)。

1）向通信協(xié)議的統(tǒng)一方向發(fā)展。標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議一是制定新的通信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議為車輛之間的通信、車量與行人之間的通信和車輛與控制中心的通信提供規(guī)范。二是完善已有的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，提供更多服務(wù)功能。三是建立統(tǒng)一的國際標(biāo)準(zhǔn)，制定頒發(fā)統(tǒng)一的車聯(lián)網(wǎng)國際通信標(biāo)準(zhǔn)。

2）向異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的融合方向發(fā)展。隨著車聯(lián)網(wǎng)規(guī)模的不斷增大，車輛節(jié)點(diǎn)和路邊單元節(jié)點(diǎn)也會隨著增加，不同網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的引入，將會使眾多不同的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)混雜在一起，對網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)共享造成一定的限制，所以要加強(qiáng)不同網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的兼容和集成，以此實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息順暢共享和互聯(lián)。

3）向更高通信容量和速率的方向發(fā)展。隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們生活水平的提高，私家車的數(shù)量急劇增加，而且隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，車聯(lián)網(wǎng)中的車輛也成倍的增加，使得車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)需要采集、傳輸、處理、分析的數(shù)據(jù)量也呈現(xiàn)井噴式的增長，這也是典型的信息時(shí)代和大數(shù)據(jù)時(shí)代的特征。若不能及時(shí)有效的處理、挖掘車聯(lián)網(wǎng)中的大規(guī)模數(shù)據(jù)，將會嚴(yán)重影響車聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的正常運(yùn)行。因此，需要對其通信容量和速率進(jìn)行不斷加強(qiáng)，同時(shí)充分運(yùn)用云計(jì)算、大數(shù)據(jù)技術(shù)，研發(fā)大容量、高速率的通信產(chǎn)品或技術(shù)，這將是車聯(lián)網(wǎng)的重點(diǎn)發(fā)展方向之一。

4）向車聯(lián)網(wǎng)信息更安全的方向發(fā)展。目前車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)正處于大規(guī)模推廣的階段，其網(wǎng)絡(luò)平臺的開放性也帶來了保密工作的難題，也引發(fā)了許多不同形式的通信安全問題，所以未來的車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)會向更安全的方向發(fā)展。具體方向有：一是加強(qiáng)密鑰管理技術(shù)的研發(fā)。二是加強(qiáng)身份認(rèn)證技術(shù)的研發(fā)。三是加強(qiáng)通信抗干擾技術(shù)的研發(fā)。關(guān)鍵點(diǎn)主要是車載終端、服務(wù)器端和移動終端這三個(gè)核心點(diǎn)。例如華為的謝爾德試驗(yàn)室采取的新型層級安全架構(gòu)來確保車機(jī)異種網(wǎng)絡(luò)安全隔離。最外層為了避免外部的網(wǎng)絡(luò)攻擊加強(qiáng)了V2X認(rèn)證技術(shù)，還采取了防火墻和智能檢測技術(shù)，對系統(tǒng)與車內(nèi)網(wǎng)進(jìn)行有效的隔離和保護(hù)。

4 結(jié)語

交通一直在向智能化方向發(fā)展，而車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是其一個(gè)主要的發(fā)展方向，因此繼續(xù)對車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行深入而細(xì)致的研究應(yīng)用，對推廣應(yīng)用車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)具有十分重要的意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]任開明，李紀(jì)舟，劉玲艷，等.車聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢研究[J].通信技術(shù)，2015，48（5）：507513.

[2]李曉歡.面向車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的信息傳輸技術(shù)研究[D].華南理工大學(xué)，2015.