车联网沿革及发展趋势

车联网发展沿革及趋势

王雯钰1

（1.东南大学交通学院）

摘要：车联网是现代化城市减少交通拥堵和绿色出行的重要手段。随着物联网技术在中国的蓬勃发展，车联网作为物联网的衍生品，车联网获取车辆运行参数和道路等交通基础设施使用状况，感知实时道路交通路况，提供丰富的智能交通综合服务，在未来智能交通中将发挥极其重要的作用，是人们未来生活中不可缺少的一个重要组成部分。本文的目的是对车联网发展历程进行整理概括，总结车联网相关基本概念、发展背景、发展史、面临挑战以及发展趋势，以期对车联网发展情况作出简要概括。

关键词：车联网，智能交通。

Abstract: Internet of vehicles is an important means to reduce traffic congestion and green travel in modern city. With the vigorous development of networking technology in China, as derivatives of internet of things, Internet of vehicles obtains vehicle operating parameters and roads and other transport infrastructure usage, perceives real-time road traffic conditions, provides a wealthy intelligent transportation’s services . Internet of vehicles will play an extremely important role in intelligent transportation in the future and will be an important and indispensable part of the people's future life. The purpose of this paper is to organize and summarize development process of Internet of vehicles, summarize the basic concepts related to internet of vehicles, development background, history, challenges and trends, in order to t make a brief summary of developments in Internet of vehicles.

Key words：Internet of vehicles;intelligent transportation.

0引言

车联网作为物联网的典型应用，旨在解决交通问题，是指通过多种无线通信技术，实现所有车辆的状态信息(包括属性信息和静、动态信息等)与道路交通环境信息(包括道路基础设施信息、交通路况、服务信息等)的信息共享，并根据不同的功能需求对所有车辆的运行状态进行有效的监管和综合服务。车联网可以实现车与车、车与路、车与人之间的信息交换，可以帮助实现车、路、人之间的“对话”。本文将初步探讨车联网的功能要求、分类、作用等基本概念，以及车联网的发展背景、历史、现状、挑战、趋势等，对车联网的状况进行一个基本了解。

1 车联网发展背景

近几年来，中国机动化程度不断提高，交通需求不断增长，保有量增长速度大大高于道路等交通基础设施建设速度，给道路交通带来了极大压力，城市道路交通面临交通拥堵、运输效率低下、环境污染、交通安全形势严峻等挑战。

此外，随着自组织网络的不断发展和成功应用，人们提出了更高的车辆安全要求和服务要求。例如，当在不良驾驶条件下行驶，如果能获得邻近车辆的实时信息，包括车速、行驶方向、位置等，车主就能在第一时间内做出相应的操作以避免交通事故的发生；从纯数据传输、纯语音传输以及有某种限制的视频传输，到语音、数据、图像的综合传输的要求。传统的适合静态网络的网络管理体系结构存在很多局限性（如可扩展性、灵活性、可维护性和可靠性等方面的局限），已不再适用于现时的需要，必须提出新型的适用于动态自组织网络的管理体系。如何通过信息技术，使得汽车具备电子智能能力，对车辆和交通状况进行有效的监控，以缓解交通拥堵，为用户提供安全、舒适的驾驶环境，已成为交通行业研究的热点。

面对这些问题，智能交通系统(Intelligent Transportation Systems ITS)无

疑是最理想的解决方案。ITS通过先进的信息、通讯、传感、控制以及计算机技术等的有机高效融合，实现人、车、路的密切配合，从而提高交通运输效率，缓解交通拥堵，降低能源消耗，减少交通事故与环境污染。

智能交通的发展正在向以热点区域为主、以车为对象的管理模式转变。早期的智能交通主要是围绕高速公路而展开的，其中最主要的一项就是建立全面的高速公路收费系统，对全国的高速公路收费进行信息化管理。目前交通问题的重点和主要压力来自于城市道路拥堵。在道路建设跟不上汽车增长的情况下，解决拥堵问题，主要靠对车辆进行管理和调配。因此，智能交通亟待建立以车为节点的信息系统——车联网。车联网综合现有的电子信息技术，将每辆汽车作为一个信息源，通过无线通信手段连接到网络中，进而实现对全国范围内车辆的统一管理。它借助传感技术感知车辆、道路和环境的信息，对多源信息进行加工、计算、共享和安全发布，根据需求对车辆进行有效的引导与监管，同时提供多样的多媒体与移动互联网应用。可见，车联网是物联网技术在智能交通领域中的典型应用，是智能交通系统的核心基础。[3]

2 车联网简介

2.1车联网概念

车联网概念是物联网面向行业应用的概念实现。物联网是在互联网基础上，利用射频识别（Radio Frequency Identification，RFID）、无线数据通信等技术，构造一个覆盖世界上万事万物的网络体系，实现任何物体的自动识别和信息的互联与共享[2。]物联网不刻意强调物体的类型，更多的是强调物理世界信息的获取和交换，以实现当前互联网未触及的物与物信息交换领域。车联网是物联网概念的着陆点，将这个具体的物理世界限定到车、路、人和城市上。根据行业背景不同，对车联网的定义也不尽相同。

传统的车联网定义是指能够实现在信息网络平台上对所有车辆的属性信息和静、动态信息进行提取和有效利用，并根据不同的功能需求对所有车辆的运行状态进行有效的监管和提供综合服务的系统。随着车联网技术与产业的发展，上述定义已经不能涵盖车联网的全部内容。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，通过RFID、摄像头、传感器、GPS及图像处理等电子设备，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，云中心采用计算机技术分析和处理车辆数据信息，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，实现对人、车、路进行智能监控、调度和管理,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，是信息社会和汽车社会融合的结果。[5]

车联网具有节点特性、移动特性以及数据流特性。其节点特性表现为具有强大的计算能力、存储能力以及几乎没有能量限制。其移动特性表现为网络拓扑变化快、节点移动速度快以及移动轨迹可预测。其数据流特性表现为实时的路况信息以及突然增大的通讯负载。车联网通过汽车收集并共享信息，汽车与汽车、汽车与路边基础设施、汽车与城市网络实现互连，从而实现更加智能和安全的驾驶[6]。通过在道路、停车场等场所安装无线识别系统，在所有车辆上安装唯一的电子标签。可以将所有的汽车信息传输至信息平台，由于车联网是交互式的，车联网最大的价值在于处理信息，如图1所示。