车联网技术在军事交通领域的应用探索

摘 要：车联网技术是物联网技术在智能交通领域的重要应用。车辆网技术应用于军事领域，可有效解决传统车队运输中通信、指挥控制、安全管理等方面的瓶颈限制，有效提高运输效率。

关键词：车联网技术；军事交通；通信；安全

随着物联网技术的发展和高速无线通信技术的应用，为有效解决交通事故频发、交通拥堵、环境污染严重等方面的问题，车联网技术作为物联网技术在交通领域的重要应用得到了长足发展。同样，在5G技术实现商业运营、无线传感技术和大数据技术日益成熟的条件下，车联网技术在对运输效率有更高要求的军事交通领域有着广阔的发展前景。

一、车联网技术发展基本情况

车联网（Internet of Vehicles）的概念引申自物联网，是以车内网、车际网和车载移动互联网为基础，按照约定的通信协议和数据交互标准，在车辆与车辆、车辆与路、行人及互联网之间进行无线通信和信息交换的大系统网络，实现智能交通管理控制、车辆智能化控制和智能动态信息服务的一体化网络，是物联网技术在智能交通系统领域的延伸。车联网通过各种信息终端、传感设备和无线通信设备在车内组成局域网，在车与车之间组成车际网，与无线通信基站、卫星等通信设备连接实现人、车、路、云之间的数据联通，通过中心处理器的分析处理和信息分发，最终实现智能交通、智能驾驶等功能。

当今车联网系统发展主要通过传感器技术、无线传输技术、海量数据处理技术、数据整合技术相辅相成配合实现。目前不同车企、通信公司和互联网企业，都开始了车联网行业的布局研究。美国的VHS、日本的VICS等系统已经实现了智能交通的管理和信息服务，瑞典的SCANIA的黑匣子系统，杭州鸿泉的车辆移动互联网系统，潍柴动力的共轨行系统等都是在一定范围内应用的车联网系统，均有各自的应用优势。

当前车联网技术还缺乏统一的行业标准，相关技术的发展、整合还不够完善。各个行业打破技术壁垒，建立开放的、通用的智能车载终端系统平台则是打造车联网生态系统的基础，需要进一步的深入研究。

二、车联网技术在军事交通领域应用研究

由于我国国土面积广阔，机场和铁路的建设成本较高，公路运输是以陆军为主的国防力量输送的主要途径。尤其是在国防信息化建设的大背景下，公路运输作为部队机动的重要方式，由于安全方面的考虑和通信效率的限制，车队机动速度较慢，车队长度受限，运输效率较低等问题是远远不能满足现代战争需求的。而车联网技术可以通过大数据技术对道路信息和车辆技术信息进行整合，通过云计算分析计算路况、进行大规模车辆路径规划、进行基于大规模数据统计的车辆性能评估，这对于提高军车车队运输效率具有重要应用价值。

（一）车联网技术应用于车队安全机动

军用车队通常都是长距离运输，时间长、任务重，在长距离行驶过程中驾驶员容易产生心理疲劳和生理疲劳，行驶过程车间距过小容易发生交通事故，间距过大容易出现车队被其他车辆反复插队、超越等问题，造成行车安全隐患。但是随着车联网技术的发展，车队行进的安全问题是可以通过技术手段进行弥补的。汽车主动安全技术作为车联网技术发展的重要基础，已有很多相对成熟的技术投入市场应用。比如在车身各部位安装防撞雷达、多普勒雷达、红外雷达、盲点探测器等设施，实时采集周边人员、车辆和路况信息，在超车、倒车、换道、大雾、雨天等易发生危险的情况下及时以声、光形式向驾驶员提供警示信息，防止发生事故；在车辆内部安装ABS、ASR、EBD、和ESP系统确保车辆在紧急制动的情况下车轮不被抱死、打滑和防止转弯时车辆失控、校正行驶方向，安装ACC巡航系统实时监测与前方车辆距离并适时报警，防止发生追尾问题。车载局域网（VAN）还可以采集各个传感器及车辆控制系统的数据信息，通过无线网络实时传输到指挥中心，便于指挥员实时掌握车队行驶动态。在车联网技术的支持下，安装各种主动防御设备，可以有效实施安全预警，帮助驾驶员提高车辆在紧急情况下的反应时间，确保军车行车安全。

由于部队装备的车辆大多为批量装备，车辆运行数据具有很高的统计分析价值，在大数据技术的支撑下，VAN在不同路况、速度、环境条件下采集到的车辆性能数据可以通过专业的大数据分析系统进行分析，这种大范围的整体数据采集比极个别的抽样实验数据有更高的应用价值，海量数据通过机器学习和对比分析，就可以为车辆在高原、高寒、荒漠、丛林等全地形条件下的性能改进提供有力的数据支撑。

（二）车联网技术应用于车队高速公路快速机动

军车车队行进要按照固定序列行进，不能随意停车、超车、变速。根据有关研究分析，车队跟驰具有制约性、传递性和延迟性三个特征，同时驾驶员对前车加速和减速行为作出的反应是非对称的。这样行驶途中头车车速的每一次变化都需要逐个传导到尾车，容易导致车队像弹簧伸缩式运动，车队内部车速忽快忽慢，增加了安全隐患，限制了行军速度。该研究在车速介于60-120千米/小时的情况下根据理论公式计算出的车间距数值（单位：米）位于车速数值的53%-60%之间，而实际在高速公路行军过程中出于安全考虑，车间距通常保持在车速数值的1.2-2倍，车速也大多控制在90千米/小时以下。同时因通信设备限制，车队长度也不能过长，这在很大程度上限制了车队规模和行进效率。

在车联网技术的支持下，可以依托车载自组网（VANET）中的“车与车通信（V2V）”建立车队内部局域网，每个车辆都被虚拟成移动的网络节点，采用RFID传感设备、微波、红外、专用短程通信等技术，实现对前后车辆信息感知和信息传递的功能，实现通信指令同步下达，解决传统通信设备指令传递延迟、传输受距离及地形限制和各车回复指挥员指令等待时间过长等问题，实现车速车距实时上传到指挥车，指令下达后各车同步确认，指挥车动态显示车队行驶状况，车辆运行故障自动报警，实时掌握控制车队运行情况。未来在5G技术的支持下，可以实现视频实时传输，在自动驾驶技术成熟的条件下可以实现车队同步加减速和定速巡航等功能，保持车队在高速公路上实现等速等间距快速行进，缩小车距，增加车隊规模，提高车队运行速度和效率。

（三）车联网技术应用于高山丛林等特殊路况

在荒漠戈壁、高山丛林等地区，因为通信的可靠性对车队指挥控制具有重要的作用。尤其在丛林高山地区，因为山林遮挡等原因，车辆依靠传统的超短波电台和对讲机无法实现有效的长距离通信，且通信带宽受限，只能进行语音信号传输；利用民用通信设备，部分山区因人口稀少，信号也不能有效覆盖。这种情况下，利用车联网D2D（Device to Device）通信不需要基站设备的中继特性，在车队中建立智能、多跳、移动、对等的去中心化自治网络通信链路，选择部分车辆作为中继节点，实现信号自动中继转发功能，并可采用多频自组网系统，通过优化算法自动评估信号传输质量，选择更优质的通道进行下一跳的数据传输，在实现较大传输带宽的同时解决单频自组网多跳信号衰减的问题。对指控中心的聯系可以通过车队中专用的动中通装备利用卫星来实现，解决无基站覆盖地域通信传输问题。车载设备使用车载电源供电，可以避免传统通信电台电量有限需要反复充电的问题。车联网作为局域网，通过设置网关、密码等措施可以有效提高通信的安全性，最终实现特殊环境中确保安全条件下车队通信保障质量和效率的有效提升。

三、结语

车联网技术的研究取得了很大进展，但是目前仍然缺乏统一的通信标准和协议，车载自组网、全球微波接入网、超宽带通信和蜂窝通信网络、4G、5G通信网这些不同结构和技术标准的网络间的无缝融合，各种无线传感设备在不同平台上的兼容性，辅助驾驶系统的安全性，海量数据高速传输，高速运动中的通信和精准定位等方面都需要进一步的探索和实验。而针对军事交通路领域的特殊性，车联网技术在发展的过程中我们还要侧重于安全保密、高速通信链路和军用指挥控制自动化系统融合等方面的研究，让车联网技术为军队信息化建设助力。

参考文献

[1] 汪欣，孟朔，范精明等.应急保障中部队车队高速行进的安全距离研究[J].军事交通学院学报，2014（11）.

[2] 任开明，李纪舟，刘玲艳等.车联网通信技术发展现状及趋势研究[J].通信技术，2015（5）.

[3] 徐晓齐.车联网[M].化学工业出版社，2015（9）.

作者简介：孟庆翔（1983- ），男，硕士，助理工程师，研究方向：分布式计算、无线自组网。