论当今车联网技术需要解决的主要问题及发展方向

丁超 曹晶晶 叶郭

摘 要：通过对车联网技术的论述，突出阐明了我国目前车联网技术的不足之处，导致我国车联网技术的滞后性和局限性。基于这种现状，详细论述了我国车联网技术需要解决的主要问题，并指出了未来主要的发展方向。

关键词：车联网；汽车保有量；未来发展

中图分类号：U495 文献标识码：A 文章编号：1008-4428（2017）02-137 -04

一、绪论

由于我国汽车保有量的快速增长，我国正向汽车社会迈进，这就引发了与汽车有关的社会矛盾和与之有关的其他矛盾，在这些问题中汽车与道路、汽车与环境、汽车与能源、汽车与行人之间的矛盾最为严重。因此为了改变这种矛盾，除改变城市建筑的合理布局、扩建主要交通要道、强化行人对交通的认识外，更重要的是要加强对车辆交通的统一管理。针对这种现状，车联网技术的出现是由于现代信息产业技术不断进步，为了满足司机对智能交通信息服务的高需求。

车联网完成的是汽车与汽车之间的联系、汽车与基础设施的互联、汽车与网络的互动。作为车载智能交通信息服务的核心，主要的功能是实现汽车与人之间的互动，增强现实感，而提供驾驶者的驾驶体验。车辆行驶的状态和实时的监管是车联网的价值所在，保证车辆安全、稳定、有序地行驶，因此车联网技术的发展显得尤为必要并且极具意义。

二、目前车联网技术所存在的主要问题

国内车联网正处于起步阶段，由于汽车服务的巨大市场，车载导航的销量一度火爆，所以驾驶者对车载信息服务需求也越来越大。而根据中国汽车工业协会的统计数据，我国的汽车保有量每年逐步上升，如图1所示。从2000年的1610万辆增长到2010年的3200萬辆，预计到2015年，我国的汽车保有量将达到4570万辆。

而汽车保有量的增长也意味着从2010年到2020年我国车联网用户渗透率将从4.67%上升到20%。多家运营商和咨询机构的预测表明，车联网产业未来5年的产值有望超1000亿元。工业和信息化部正在从产业规划、技术标准等多方面着手，加大对车载信息服务的支持力度，以推进车联网产业的全面铺开。

由于经济的滞后，我国车联网技术起步较晚，与一些西方发达国家相比还有一定的技术差距和理论上的差距。导致我国与西方发达国家车联网差距的原因主要表现在以下几个方面：

1.缺乏创新能力，没有核心技术，应用质化；

2.基数大，用户全体小，没有实现专门的商业模式和技术支持；

3.汽车企业在研发的时候，没有统一的行业标准和专门化生产，所以导致各个厂家的系统不兼容和社会资源的过度浪费；

4.售后服务一般，丢失了一些实际的和潜在的客户群；

5.应用实用性不强，应用的实际效果不好，续费成本高；

6.涉及部门众多，缺乏有效的协调管理体制。

因此，在看到车联网背后蕴含的经济效益、社会效益和生态效益的同时，必须立足车联网发展的现状及瓶颈，站在国民经济发展全局的高度运用系统集成的方法对车联网进行研发、构建和应用。

三、目前车联网技术拟突破的主要技术问题

车联网应用了传感技术、智能识别技术、计算辅助技术、嵌入式智能技术，是软件和硬件技术的集成体，针对目前存在的不足，所必须突破的重要技术有电子标签RFID射频识别技术、传感技术、无线通信技术、云计算技术和地理位置服务（Location Service）技术等。

1.电子标签RFID射频识别技术。RFID是实现车联网的重要通讯技术，电子标签RFID射频技术与无线网络技术、数据库技术、通讯中间件技术组成了互联网强大的物联网追溯体系。

2.传感技术。它是利用汽车的总线路的收集，采取汽车油耗、刹车、发动机运行参数，还有车辆行驶速度、汽车的地理位置信息等参数，进行传感分析。车联网数据采集的关键是传感技术的应用。

3.无线通讯技术。无线通讯技术的作用是计算机云端和智能终端的通讯服务，完成信息的共享。

4.云计算技术。云计算对收集的数据进行数据检索和分析，然后为智能交通提供指挥的依据。车联网系统利用网络以按照需求、易扩展的方式获得云计算的服务。

5.地理位置服务。由全球定位系统和CNSS北斗卫星导航系统提供定位，为车辆准确定位，并且发生交通事故时提供精确的定位报警服务。

（一）技术突破后所实现的功能

当车联网技术解决所存在的问题后，将形成一体式的网络管理，如图2所示；

并且能够实现的功能如下：

1.救援功能：安全气囊爆开后会自动报警。

2.防盗追踪功能：车辆被盗时自动报警装置呼叫中心，及时向数据中心发出警报，为车主和执法部门提供车辆的行驶轨迹和位置，帮助车主追回车辆。

3.在道路上进行急救。

4.提供保养服务。

5.客服服务：随时随地与中心客服通话，客服通过远程为客户设置目的地，并检查周边环境，将数据及时传送给客户。

6.信息服务：实时可以知道天气情况、新闻资讯、金融信息、旅游信息。

7.路径检索服务：数据中心可提供道路交通信息，远程帮助车主规划合理的路径以避开交通拥堵路段，从而更合理地安排出行路线。

8.预订服务：客服为客户预定酒店住宿及机票的服务。

9.地图系统：通过移动数据网络随时随地可以使用最新更新的城市地图。

10.高速公路安全驾驶提醒服务：语音提示驾驶者超速避免违反交通法规。

11.图形交通信息服务：驾驶者通过彩色交通图，可以了解城市交通情况，避免发生堵车等的一系列突发情况。

（二）具体规划

我国的车联网技术就是要实现以汽车为节点、以网络为基础，“人”“车”“路”协调发展的格局，需要技术支撑、政策支持和行业监管。宽带智能交通的发展体现在高速公路联网收费和城市一卡通建设。优化交通是车联网发展的目的所在，把延误程度降到最低，减少出行时间和尾气排放。车联网应用3G/4G、TD-LTE无线网络，可为车主提供丰富的实时交通信息服务、车载娱乐和移动互联网信息，车联网项目开发的远程诊断和救援、位置和资讯服务、娱乐和呼叫中心等服务，为汽车驾乘者创造更好的信息获取的体验。车联网是当前物联网发展的热点。

为智能交通系统提供实时交通信息服务和安全驾驶辅助是车联网中最重要的应用，既可以减少车辆在道路上的停滞时间，又可以减少尾气排放达到有效改善空气质量的目标。随着我国经济的发展，城市交通拥堵成本日益增大，大约有30%的汽油是在堵车时被消耗掉的，汽车的能源消耗成为了经济发展所面临的一个突出问题。信息技术在智能交通领域的深度整合与应用能有效提高道路使用效率，可以使现有道路的通行能力提升约2-3倍。

该项目的研发可以实现基于移动云计算的智能交通产品。在公司发展的战略预期上，项目所产生的产品将会成为公司具有独立知识产权的核心产品，增强公司在智能交通导航领域的核心竞争力，开创物联网在智能交通领域具体应用-车联网开发的技术先河。

1.人

（1）高效性

我们在系统设计的整体环节中，将人和机组合为一个整体来进行考虑，这样可以合理地分配人和机的功能，来促进二者的协调，以便于提高人的驾驶效率，实现高效、节能、娱乐等目标。

（2）健康性

有些驾驶者担心在操作或者使用产品的过程中，会因为材料或电子辐射等因素对人的健康造成不良的影响，对此我们确保使用环保和绿色材料的制造系统和产品，并满足或优于国家相关的标准。在使用产品的过程中，我们将在人体工学的基础上，规划和设计系统和产品，确保人体能处于非常自然的状态，使用操作的姿势可以在自然、正常的肢体活动范围之内，这样使人们不致过早地产生疲劳感。

（3）安全性

我们的系统在不同使用環境以及产品在操作或使用产品的过程中，确保产品不会产生对人体健康不利的物质，对人的身体不构成生理上的伤害。

（4）娱乐性

车载信息娱乐系统（In-Vehicle Infotainment，简称IVI），是让驾驶者体验车联网服务的重要项目之一。我们的系统采用了车载专用中央处理器，基于车身总线系统和互联网服务的功能，形成了独特的车载综合信息处理系统。可以实现三维导航、故障检测、辅助驾驶、车身控制、移动办公、无线通讯、车辆信息、实时路况、IPTV、基于在线的娱乐功能及TSP服务等一系列应用，主要目的是用来提升车辆的网络化和电子化水平。

（5）舒适性

我们在规划系统和产品的过程中，确保相关的舒适性功能可以得到满足。舒适性参数其主要表现为人们在使用汽车时可以享受到的一些舒适功能。作为一个普通人的主观感受，可能谁都愿意坐在一辆舒适、宁静、功能齐备并且拥有很大空间的舒适汽车里。总之，现代汽车发展的总体趋势就是一直向自动化的方向发展。衡量车的舒适性，大多数是看其车厢内的自动化程度的高低。归根结底，衡量产品的舒适性可以从以下来判断：操作的便利性、画面质量、音质、装备功能的质量、使用的材料等。我们将在控制成本的基础上，追求满足产品的舒适。

（6）享受性

配置智能车载系统的汽车，人们不仅可以在里面收看数字电视节目，还可以通过其网络得到各种交通信息（交通运行状况、道路行驶条件、路线服务设施位置以及导游信息，还具有收发电子邮件的功能等），这样可以帮助驾驶者合理选择出行方式、时间和路线。配置智能车载系统的驾驶员同时还可利用集成了网络的车载GPS，在其电子地图上描绘出出发地点以及目的地，计算机即可根据实时的交通信息自动筛选出最佳行驶路线，可以有效地避开交通拥挤和堵塞，更可以通过总线技术应用和影音视听，享受到高品质、高清晰的车载影音娱乐，同时其辅助其安全驾驶还可提高驾驶的安全性。相信随着智能车载信息系统技术的成熟以及用户市场意识的觉醒，舒适化、智能化、集成化的车联网系统将得到进一步认可。

（7）对内容的爆炸性增长

车联网系统采用实时在线方式，因此其内容不再是被禁锢在一个封闭的内容平台上，展现给驾驶者的一个网络开放的、实时更新的、内容丰富多彩的、人性化的服务平台。内容展现上，例如在电子地图基础上，实现动态航班信息、列车时刻信息、气象信息、票务信息、酒店宾馆、餐饮休闲、新闻娱乐、汽车服务等生活信息的整合。实现宾馆、餐饮、加油站、旅游景点、酒吧、停车场、影院、休闲娱乐等大量深度信息的收集和实时更新。系统服务功能还应包括其他服务能力和数据：驾驶人信息、路况、驾驶行为、运动轨迹、保险和维护历史信息等，从而更好地为开放提供的务。

2.车

辅助安全驾驶确保行车安全也是车联网系统的重要目的，系统将确定影响安全的因素，规划辅助安全驾驶功能，降低事故发生率。

车联网辅助监测功能：具体包括了胎压监测系统，驾驶员疲劳监视，前、后方测距雷达系统，刹车控制、安全报警系统、碰撞分析以及辅助倒车后视系统。主动报警功能：当发现驾驶者存在疲劳驾驶或预测有一定危险，会自动发出警报提醒驾驶者；同时，其安装的前方测距雷达和车后的测距雷达系统会自动测量前、后方车距，并将信息发送至碰撞分析单元。如果车辆存在有碰撞的危险，会发出警报提醒人员，并自动刹车或控制安全带的驱动电机，使车内乘员在碰撞发生前处在一个提前设计的最佳姿势，使车辆的后果减小到最低。而汽车胎压监测系统也是一种主动安全系统，通过安置在轮胎上的内置传感器，该系统可以将胎压、胎温信号发送接收器，ECU 通过信号处理，将胎压、胎温信息传输到驾驶台上的显示器上，使驾驶者在行驶过程中对胎压进行实时监视。这样可以保证当车辆轮胎出现危险征兆时，该系统会及时报警，以避免高速行驶发生车胎爆炸情况，提高车辆行驶的安全性能，减少安全隐患。而辅助倒车后视系统可随倒车路线实时计算出倒车曲线，并将摄像头采集的视频数据传送给LCD，利用音频提示驾驶员倒车路线。

3.环境

提供给驾驶者一个好心情的环境，能降低事故发生概率，能保证驾驶者保持良好状态，有利于用户体验。环境因素也是我们规划系统和产品的重要项目。

（1）实时服务，但又不会被打扰

在规划服务中，将信息在数据信息管理基础上，进行分级管理和处理，确定信息的优先级别，按照事故优先、提醒优先、个人定制优先等原则，实时有效地提供通过过滤的重要信息给驾驶人员，同时又使得驾驶人员不会被大量的信息打扰，保证驾驶安全和服务感受。

（2）开放的，懂得每个人需求的系统

系统将提供用户定制服务功能和迎宾功能，方便用户进行个性化的选定和快速享受，提供个人应用服务平台，同时按照驾驶者使用习惯提供迎宾功能，满足个人需求体验。

四、车联网项目意义和总体目标

（一）项目意义

本项目立足国家大力发展车联网的现实背景，在对国内外车联网发展状况和趋势进行全面而深入把握的基础上，通过构建车联网中心车载信息平台，可以实现信息网络平台上对车辆的属性信息和动态静态信息进行有效地取和利用，并且还可以根据功能需求的不同，对所有车辆的运行状态进行有效的监管，还可以提供综合服务。

本项目的开展具有如下重要意义：

1.有利于跨行业整合资源，提高社会资源的利用效率

车联网的产业链主要由车厂、4S店、电信运营商、TSP运营商、车载终端提供商、芯片制造商、地理信息系统引擎提供商、电子地图提供商、内容和服务提供商、最终用户等多个节点构成，涵盖了传统电子产品、软件及信息服务的整条产业链。本项目开发的信息系统和平台由于体系健全、功能丰富，能够将更多的主体吸纳到车联网的产业链中，而且注重信息系统的标准遵循、平台和接口的兼容开放性和灵活扩充性，有助于将不同行业和部门的资源进行系统整合，减少不必要的资源浪费，充分发挥各类主体和资源“1+1>2”的协同效应，实现社会资源的集约与节约利用。

2.有利于加快产业转型升级和培育新的经济增长点

加快产业转型升级是实现国民经济持续健康发展的必然要求。本项目的实施更加突出细致化社会专业化分工，注重各个节点产品附加值的提升，有助于拓展車联网的产业链，催生一批新兴行业，可以实现用信息化手段改变传统产业的生产方式、提高效率并且与之深度融合，形成纵横交织的跨行业价值网络，提高产业链的价值，培育出新的经济增长点。

3.有利于推动汽车产业的纵深发展

《工业转型升级规划（2011～2015年）》明确提出，依托重大科技专项和技术改造，用以推进传统工业技术和信息技术间协同创新，加快机床电子、汽车电子、船舶电子等产品的开发和产业化。汽车产业作为国民经济的一个重要产业，随着车企之间竞争程度的提高，传统销售业务带来的利润增长空间不断缩小，加之本项目负责研发的车载信息系统和创建的车联网平台因其体系更加完善、功能更加齐全，从而可以大幅增加汽车产业的附加值，使车联网更加贴近用户的实际需要，让用户感到“物有所值”，有助于提高车联网的渗透率，进而推动汽车产业发展再上新台阶。

4.有利于推动国家车联网标准体系建设

与国外车联网业务相比，标准缺失成为制约我国车联网发展的一大瓶颈。车联网涉及很多信息交换标准，如网络通信、车载终端、应用层、系统层等各层面的标准。本项目在实施过程中着重对采集层标准、网络层标准、应用层标准等车联网标准体系的打造，尽快完善车联网标准体系的整体建设，以便促进整个产业链的快速发展。

5.有利于降低社会管理成本

本项目负责开发的车载信息系统注重用户体验和绿色环保，突出应用的实用性和实用效果，容易提高客户的接受度，加快车联网的普及，在车联网没有得到强制推行的条件下，可以更好地通过实现协助驾驶、交通信息收集、汽车间的协作驾驶以及辅助交通管理降低社会管理成本。

（二）总体目标

在现代车联网应用市场快速发展，我国应该抓住这一机遇，研发符合市场需求的车载信息服务产品以及与之相配套的软硬件，并且建立覆盖全国主要城市的服务营销体系，整合提供相关行业解决方案，提高我们的核心竞争力，不断完善、巩固和深化车载信息服务市场的地位，将我国的车载信息服务行业打造成为世界的领导者。

参考文献：

[1] 戴起勋，程晓农.金属材料学[M].北京：化学工业出版社， 2006：71-3.

[2] Giovanni E， Gigante， Stefano Ridolfi， Danieal Ferro.Diagnostic investigations and statistical validation of EDXRF mapping of the burial monument of Pope Sixtus IV by Antonio Pollaiolo in the Vatican[J]. Journal of Cultural Heritage， 2012（13）：341～351.

[3] GB12222-84. 中华人民共和国国家标准—弹簧钢[S].

[4] 凌文丹，王瑞海，李小飞.亚温淬火对淬火态60Si2Mn钢组织与强韧性的影响[J].热处理技术与装备， 2010，31（4）：13～16.

[5] A.Vazdrirvan， G..Pantazopoulos， A.Louvaris. Overheat induced failure of a steel tube in an electric arc furnace（EAF） cooling system[J].Engineering Failure Analysis， 2008（15）：931～937

[6] 猴侠.磨料三维多层可控排布电镀砂轮的若干研究[D].大连：大连理工大学.

[7] A.Siddiq， S.Schmauder， M，Ruehle. Niobium/alumina bicrystal interface fracture： A theoretical interlink between local adhesion capacity and macroscopic fracture energies[J].Engineering Fracture Mechanics， 2008（75）：2320-332.

[8] Dominique C， Thierry P L， Philippe B，et al. Residual stresses in surface induction hardening of steel： Comparison between experiment and simulation[J]. Materials Science and Engineer A， 2008，25（2）：328-29.

[9] May L M， Jamey A.Fenske，Grace S L. et al. On the formation and nature of quasi-cleavage fracture surface in hydrogen embrittled steels[J]. Acta Materialia， 2011，59（4）：1601～1606.

作者简介：

丁超，男，江苏扬州人，工程师，扬州驰城石油机械有限公司，研究方向：企业结构化发展管理、机械产品设计与制造；

曹晶晶，迈安德集团有限公司；

叶郭，迈安德集团有限公司。