4G网络在机动车驾驶人道路驾驶技能考试系统中的应用
2018-12-06
多伦科技股份有限公司 江苏南京 210000
1 4G网络
第四代移动电话行动通信标准，指的是第四代移动通信技术，外语缩写：4G。该技术包括TD-LTE和FDD-LTE两种制式，是多功能集成的宽带移动通信系统，在业务上、功能上、频带上都与第三代系统不同，会在不同的固定和无线平台及跨越不同频带的网络运行中提供无线服务，可把上网速度提高到超过第三代移动技术50倍，可实现三维图像高质量传输。具有非对称的超过2Mb/s的数据传输能力，数据率超过UMTS，是支持高速数据率（2～20Mb/s）连接的理想模式，上网速度从2Mb/s提高到100Mb/s，具有不同速率间的自动切换能力。
2 VPN
VPN的英文全称是“Virtual Private Network（ 虚拟专用网络）”。虚拟专用网（vpn）被定义为通过一个公用网络（通常是因特网）建立一个临时的、安全的连接，是一条穿过混乱的公用网络的安全、稳定的隧道。使用这条隧道可以对数据进行几倍加密达到安全使用互联网的目的。虚拟专用网是对企业内部网的扩展。虚拟专用网可以帮助远程用户、公司分支机构、商业伙伴及供应商同公司的内部网建立可信的安全连接，并保证数据的安全传输。虚拟专用网可用于不断增长的移动用户的全球因特网接入，以实现安全连接；可用于实现企业网站之间安全通信的虚拟专用线路，用于经济有效地连接到商业伙伴和用户的安全外联网虚拟专用网，亦可用于道路驾驶技能考试数据的专网传输。VPN可以提供的功能：防火墙功能、认证、加密、隧道化,VPN可以通过特殊加密的通讯协议连接到Internet上，在位于不同地方的两个或多个企业内部网之间建立一条专有的通讯线路，就好比是架设了一条专线一样，但是它并不需要真正的去铺设光缆之类的物理线路。这就好比去电信局申请专线，但是不用给铺设线路的费用，也不用购买路由器等硬件设备。VPN技术原是路由器具有的重要技术之一，在交换机，防火墙设备或Windows 2008server等软件里也都支持VPN功能，一句话，VPN的核心就是在利用公共网络建立虚拟私有网[1]。
3 道路驾驶技能考试
该考试项目在公安部第139号令《机动车驾驶证申领和使用规定》及《机动车驾驶人考试内容与和方法》中规定，申领驾驶证需要参加考试，具体考试科目分为道路交通安全法律、法规和相关知识考试科目（以下简称“科目一”）、场地驾驶技能考试科目（以下简称“科目二”）、道路驾驶技能考试科目（以下简称“科目三”）和安全文明驾驶常识考试。
4 系统结构
道路驾驶技能考试系统主要由车载4G路由器或4G网络终端、4G专用宽带网、考试系统设备等组成；4G网络在本系统中主要起到的作用是视频、数字、语音信号传输，目的是将考试车辆行进过程中的视频信号、语音信号、成绩实时评判数据传送至考试管理控制中心，由考试管理控制中心考官监督整个考试的公平、公正、公开性。
5 4G网络专线带宽需求
由于考试时，主要传输的是视频信号，其次是语音信号和数据信号，前者占整个数据流量的90%左右，后两者占整个流量的10%左右，且是终端是上行数据传输，因此对专线的带宽要求相对较高的，具体的涉及上网卡的数量，也就是考试车辆的数量，具体到专线实际带宽需要10M以上，若车考试车辆超过10辆，建议选择带宽100M的专线。否则容易因车辆视频数量增多而导致专线速度下降，起不到专线的作用。同时，相对于4G网络带宽而言，4G基站的带宽分配和优化，也更为重要[2]。
6 VPN在4G网络中的应用
4G网络属于公网，数据安全性相对较低，应用于科目三考试系统时，我们需要考虑考试数据的安全性，传统的4G网络安全性已经不能满足这样的安全性要求，结合上述系统拓扑图，科目三考试系统配备有多辆考试车，每车一个4G上网卡，传统的4G上网卡拨号上网后，4G网络ISP服务商会随机分配一个IP号给该卡，而该卡与服务商提供的专线之间无法建立链接，为了完成上述工作，需要建立虚拟局域网（VPN），使得各个4G上网卡在拨号完成后，能够获得同一网段内的IP地址，且各个上网卡所在电脑终端能够相互访问；同时与专线之间也形成一个虚拟局域网，最后对这个小型的局域网进行加密及防火墙处理，使得非该考试用的4G上网卡不能对该网络进行访问或扫描；以确保道路驾驶技能考试系统在4G网络传输上的安全。
7 4G在道路驾驶技能考试系统中具体应用
考试车辆安装工业控制计算机，并将考试车辆上安装的摄像头采集的视频信号、拾音器采集的语音信号、考试系统产生考试成绩等通过车载计算机上的4G上网终端，发送给4G基站，4G基站通过专线将所收集到得信号送达ISP服务商的机房路由交换机，路由交换机再根据之前设计好的宽带专线链路将上述数字信号送至考试管理控制中心，则在考试管理控制中心的电脑上解码后，即可看到车载视频信号，监听车载语音信号。考试成绩则通过考试管理中心上传至公安网，从而完成整个考试过程的信息收集与上传工作[3]。
8 结语
4G信号在覆盖范围上，受基站的位置影响较大，个别相对较偏僻的道路，4G基站分布较稀少，覆盖面积大，边缘区域信号网络覆盖较弱，因此在进行考试线路选择前，应先行用4G网络上网终端进行测试，确定4G网络信号的强度，确定信号强度满足上传速率达到200KB/S以上即可。总之，4G网络现在已经在很多领域得以应用，与社会生活越来越密不可分。
