隨著社會的快速進步和經(jīng)濟的飛速發(fā)展,汽車已經(jīng)成為了日常消費品走入了千家萬戶,據(jù)統(tǒng)計,2020年全國汽車保有量達到了4億多。人們在駕駛汽車的同時,亦希望它也能像其它移動終端一樣具有強大的互聯(lián)網(wǎng)功能,從而進一步提高駕乘體驗。
伴隨著車輛的增多,基于車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能交通系統(tǒng)應(yīng)運而生,其設(shè)計初衷是通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對車輛和交通的狀況進行有效的實時監(jiān)控,從而提前行動來避免事故、緩解擁堵,為用戶提供安全可靠的駕乘環(huán)境。
車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)包含硬件和軟件兩個方面,硬件的發(fā)展非常迅速,那么設(shè)計并開發(fā)出一款優(yōu)秀的軟件產(chǎn)品就成為了車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中較為關(guān)鍵的一環(huán),這時云計算技術(shù)開始萌芽、逐漸發(fā)展并且快速地普及了,基于云計算的軟件產(chǎn)品對用戶的終端配置要求很低,基本上只要是一臺能使用瀏覽器上網(wǎng)的電腦或者移動端設(shè)備就能訪問應(yīng)用程序。個人電腦只負責(zé)發(fā)送和接收信息,應(yīng)用程序完全運行在云端,從而降低了用戶使用軟件產(chǎn)品的成本。
隨著云計算技術(shù)、傳感器技術(shù)、無線通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展,車聯(lián)網(wǎng)顯示出了廣闊的應(yīng)用前景,擁有改善民生的重大戰(zhàn)略意義,車聯(lián)網(wǎng)已被列為國家“十三五”重點建設(shè)項目。
思科全球云計算指數(shù)表明,在2018年78%的工作量將由云數(shù)據(jù)中心處理。在國內(nèi),云計算在各行各業(yè)內(nèi)都得到了應(yīng)用,政府機構(gòu)也大力支持云計算,并且在科技部成立專門的部門機構(gòu),用于負責(zé)云計算技術(shù)的發(fā)展和推廣。
現(xiàn)如今,互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、云計算、大數(shù)據(jù)和無線網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)越來越成熟和普及,伴隨著這些科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,車輛的智能化和聯(lián)網(wǎng)化程度也越來越高,汽車幾乎成為了和手機一樣的智能終端。
車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀一直備受關(guān)注,2014年是車聯(lián)網(wǎng)全面發(fā)展的新紀元。如果從 2010 年開始計算,我國車聯(lián)網(wǎng)用戶的數(shù)量為350萬左右;截止到2017年,這一數(shù)量已經(jīng)增長到5000多萬,增長速度十分驚人。2018年中國報告大廳發(fā)布了最新車聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域價值評估,報告中說全世界車聯(lián)網(wǎng)市場在2020年將達到1319億美元,成為和汽車行業(yè)關(guān)系密切的獨立行業(yè)。5G時代的到來,將把數(shù)據(jù)傳輸速度推升到一個新的高度,并進一步提升自動駕駛汽車的穩(wěn)定性及推動其商業(yè)化普及,車聯(lián)網(wǎng)將迎來更大的發(fā)展契機。
要實現(xiàn)車輛聯(lián)網(wǎng),每個人都要成為參與者。試想每個人都開著不同品牌型號的車輛,終端設(shè)備也不相同,然而產(chǎn)生的龐大用戶數(shù)據(jù)卻可以上傳到統(tǒng)一的車聯(lián)網(wǎng)服務(wù)系統(tǒng),從而形成一個可以共享資源的巨大車聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。
車聯(lián)網(wǎng)是交通領(lǐng)域中物聯(lián)網(wǎng)的具體應(yīng)用,是智能交通的基礎(chǔ)和前提。盡管車聯(lián)網(wǎng)仍處于起步階段而且網(wǎng)絡(luò)還不夠成熟,但中國正不斷加強對汽車網(wǎng)絡(luò)研究,這也導(dǎo)致人們從無到有地認知并了解車聯(lián)網(wǎng)。
首先收集一個市的交通信息,通過數(shù)據(jù)挖掘及深度學(xué)習(xí)技術(shù)分析出大數(shù)據(jù)中車聯(lián)網(wǎng)智能交通信息,以一個市作為車聯(lián)網(wǎng)智能交通系統(tǒng)研究突破口,對改地方的交通發(fā)展做出了積極貢獻,并且具有現(xiàn)實意義和可操作性。
本文的研究分為兩部分:一是基于云計算平臺,設(shè)計并實施一個具有高性能、高可用性、可伸縮性、可擴展性和安全性的車聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺;二是基于車聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺設(shè)計并實現(xiàn)一個基于位置的服務(wù)LBS(Location Based Services)系統(tǒng)。
(一)車聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺
該課題的車聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺,其主要功能是實現(xiàn)車輛運行數(shù)據(jù)(包括位置)的接收和記錄,并提供快速高效的查詢接口。在車輛運行數(shù)據(jù)存儲方面,使用了兩種方案,一個是使用阿里云提供的高性能云數(shù)據(jù)庫,另一個是百度鷹眼平臺。考慮到數(shù)據(jù)量龐大、數(shù)據(jù)的安全和訪問速度等問題,本文使用阿里云的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫服務(wù)(RDS,Relational Database Service)來自定義存儲車輛運行數(shù)據(jù)。因為需要方便快捷的數(shù)據(jù)存儲和訪問,數(shù)據(jù)庫設(shè)計和接口設(shè)計也是本課題的主要研究內(nèi)容。前期為了節(jié)約成本使用鷹眼提供的功能來記錄車輛運行數(shù)據(jù),鷹眼還具有糾偏功能。
(二)LBS系統(tǒng)
在車聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺的基礎(chǔ)上,利用平臺提供的查詢接口等,設(shè)計并實現(xiàn) LBS系統(tǒng)。其主要功能包括車輛信息管理、設(shè)備管理、車輛實時監(jiān)控、車輛報警提醒、車輛軌跡回放、無軌跡車輛查詢和歷史報警信息查詢等。
(三)系統(tǒng)測試。
該課題的車聯(lián)網(wǎng)服務(wù)系統(tǒng)在設(shè)計和實施完成以后,需要對其功能和性能進行測試。主要是對車聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺進行性能測試,對LBS系統(tǒng)進行系統(tǒng)測試,并得出測試報告。
智能交通系統(tǒng)應(yīng)用多種多樣,其中包括車輛導(dǎo)航、交通信號控制、可變道路標志、自動車牌識別、高速攝像頭監(jiān)控、集成實時數(shù)據(jù)、停車引導(dǎo)和信息系統(tǒng)、天氣信息、道路結(jié)冰積水、以及其它更高級應(yīng)用等。為實現(xiàn)典型智能交通系統(tǒng),需要大幅建立車聯(lián)網(wǎng)體系。隨著云技術(shù)、5G技術(shù)的不斷成熟,汽車的智能聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)展還具有無限的進步空間。
(一)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模大
車聯(lián)網(wǎng)是一個巨大的網(wǎng)絡(luò),可能包括數(shù)百萬的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點,其中包括車輛及道邊設(shè)備等。即使在單個道邊設(shè)備的信號覆蓋范圍內(nèi),也可能包含幾十甚至上百個車輛節(jié)點。
(二)拓撲變化快
安裝在車輛節(jié)點上的車載通信單元會隨著車輛的運動而移動,其平均移動速度會遠大于絕大多數(shù)無線網(wǎng)絡(luò)移動應(yīng)用場景中的節(jié)點移動速度,網(wǎng)絡(luò)拓撲、信道環(huán)境、通信傳輸參數(shù)等都會隨時間而快速變化。
(三)移動軌跡可預(yù)見
由于車輛移動要依附于道路,運行速度有一定的范圍,并且車流有一定的規(guī)律性,可以根據(jù)車輛歷史數(shù)據(jù)預(yù)測移動軌跡。
針對上述特性,如何將先進的人工智能技術(shù)、自動控制技術(shù)、計算機技術(shù)、信息與通信技術(shù)及電子傳感器技術(shù)等有效地集成,從而應(yīng)用于完整的地面交通管理系統(tǒng),建立在大范圍內(nèi)、全方位發(fā)揮作用的,實時、準確、高效的車聯(lián)網(wǎng)智能交通管理系統(tǒng),是本文的研究重點。
作者簡介:
羅秀娟(1975-),女,漢族,山東菏澤人,碩士,講師,研究方向:計算機技術(shù)