车联网的研究现状与发展趋势

目录1引言............................................................................22车联网的概念及原理................................................32.1车联网................................................................32.2车联网的基本原理.............................................43国内外车联网的研究现状........................................44未来车联网的发展趋势............................................65结语............................................................................7参考文献........................................................................8车联网的发展及在交通管理中的应用摘要：随着交通问题的日益加剧，交通安全和效益成为交通领域的研究热点，智能交通系统的建设已成为必然。车联网技术作为系统的核心，对其进行研究具有较强的需求性。本文介绍了车联网的概念及基本原理，对其发展现状和应用趋势进行了阐述，为进一步的研究打下基础。关键词：车联网；智能交通；车载系统；交通管理Abstract:Withtheincreasingofthetrafficproblem,trafficsafetyefficiencygraduallybecomeahotspotinresearchofthetraffic,theconstructionofintelligenttrafficsystembecomeinevitable.Thecarnetworktechnologyasthemaincoreofthesystem,hastheverystrongdemandforitsresearch.Combiningwiththetrafficmanagementproblems.Thisarticleintroducesthebasicprincipleandtheconceptofcarnetworkingtechnology,itsapplicationanddevelopingtrendsareexpanded,layafoundationforthenextstepin-depthstudy.Keywords:carnetworking;intelligenttransportation;vehiclesystem;trafficmanagement1引言2011年随着北京限购令的出台，中国大中城市的交通拥堵和安全问题再一次成为了社会各界的讨论热点。大中城市的家用汽车数量巨大，尽管采取限行、公交优先、摇号限购等举措。但由于人们越来越追求高品质的生活，大多数家庭仍然愿意选择驾车出行，城市的交通状况始终无法改善。由交通拥堵、车流量大等问题导致的交通事故时有频发。出行道路的选择，行驶的安全性，交通事故的紧急处理，停车难等问题在困扰着有车一族的同时，也在困扰着政府和管理职能部门。发展智慧交通成为了城市交通发展的必然趋势，而车辆网正成为智慧交通发展的关键一步，基于此的一系列应用将成为未来经济增长的原动力[1]。而中国作为全球最大的汽车市场以及全球最大的移动互联网市场，车联网领域的巨大市场及商机已吸引了包括汽车企业、经销商集团、电信运营商、互联网公司等多个行业大量企业的积极涉足。近年来，车联网相关的技术产品在中国的汽车邻域得到了一定的运用，这个产业呈上升趋势。据易观智库预计，2015年中国车联网用户的渗透率有望突破10%的临界值，届时中国车联网的市场规模将超过1500亿元[1]。然而，在规模增长的大好形势之后，中国的车联网产业也面临着统一标准及统一标准缺乏，关键技术及核心产品有待突破，产业链不合理，商业模式不明确等问题，严重制约着车联网产业的快速发展[2]。2车联网的概念及原理2.1车联网车联网是战略性新兴产业中物联网和智能化汽车两大领域的重要交集，是城市智慧交通的关键组成部分。2010年上海世界博览会上，上汽集团-通用汽车馆展示了对车联网的远景展望并举行了“直达2030”可持续交通系列论坛“车联网——网联城市交通”[3]。车联网的概念在本次研讨会上被首次提及，会上相关专家围绕车联网这一全新概念，深入分析并论证了车联网相关技术的发展及未来城市交通模式的改变。车联网（InternetofVehicles）的概念源于物联网（InternetofThings），由于行业背景不同，各行各业对车联网的定义不尽相同。所谓“物联网”就是“物——物相连的互联网”，是一个基于互联网，利用传统电信网为载体，能够使所有被独立寻址的普遍物理对象都可以实现互联互通的网络。而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，按照约定的通信协议和数据交互标准，在车、路、行人及互联网之间，进行无线通讯和信息交换的大系统网络，是物联网技术在交通系统邻域的典型应用。车内网是指基于控制器局域网络技术（CAN）建立的包含多种车辆状态传感器的车内局域网络，也称汽车局域网；车际网是指基于专用短程通信（DSRC）技术和IEEE802.11p等协议建立的、以车辆为节点的车辆自组织网络[4-5]；车载移动互联网是指车载终端通过3G、4G等蜂窝通信技术接入互联网，从而实现车辆与信息服务平台及外部网络之间信息交互的网络。根据车联网的定义，其结构可以如图1所示。图1车联网的示意图2.2车联网的基本原理车联网的整体结构可以分成三个层次，即:硬件平台、系统软件和应用软件[6]。车联网硬件平台：由多种传感器及信号处理电路构成，包括电源转换、信号处理、数据处理与存储等。硬件平台是车联网的基础，也是信息的来源，通过传感器将车辆外的环境信息、车内的信息转换为能够被控制中心处理识别的信号。车联网系统软件层：由系统管理、通信系统、无线通信及语音构成，系统软件层在车联网中为中枢部分，能够将硬件平台得到的信息进行传递和处理，目前，已经制定了车载环境下无线接入的相关协议。车联网应用软件层：主要结合不同的用户需求提供不同的应用，利用车联网对车辆进行控制、安全驾驶，在智能交通系统中应用并提供相应的信息服务等。应用软件系统软件硬件平台电子控制、安全驾驶、智能交通、信息服务等系统管理、通信系统、无线通信、语音等电源转换、信号处理、数据处理、数据储存等图2车联网系统整体结构3国内外车联网的研究现状从国际上来看，车联网发展仍处于起步阶段，其中美、日、欧走在研究和示范应用的前列。其产业的发展与当地经济发展水平相关，图3为2006-2011年全球车联网产业的发展规模。2009年12月，美国交通部发布了《智能交通系统战略研究计划：2010-2014》，首次提出了“车联网”构想。其目标是利用无线通信建立一个全国性的、多模式的地面交通系统，形成一个车辆、道路基础设施、乘客的便携式设备之间相互连接的交通环境，最大程度地保障交通运输的安全性、灵活性和对环境的友好性[7]。日本大规模推行的车辆信息通信系统（VICS），是从各地警察和道路管理部门收集道路拥堵情况、道路信息及路线、停车场空位、交通事故等实时交通信息，并通过道路电波装置发送至经过的车辆。2011年时，日本就已在全国范围内安装了超过3400万台VICS车载设备，并取得了显著成效[8]。欧洲正在全面应用开发远程信息处理技术(Telematics)，将在全欧洲建立交通专用无线通信网，并以此为基础开展交通管理、导航和电子收费等相关应[9-10]。图32006-2011年全球车联网产业规模与美、日、欧等国家地区相比，中国车联网技术及相关应用起步较晚。2007年12月，通用汽车公司与上汽集团联合成立了上海安吉星信息服务公司，在亚洲市场推出通用汽车的安吉星（Onstar）服务[11-12]。2009年，赛格导航、好帮手、城际通等企业陆续推出车载信息（Telematics）服务系统，标志着中国进入车联网时代，2009年也被称为车联网元年。2010年2月，由工信部指导的车载信息服务产业应用联盟（简称“车联网联盟”）正式成立，旨在加强车联网产业链多方合作，促进中国车载信息系统发展。2010年，首届“车联网”研讨会成功召开。2010年10月，车联网中智能车、路协同关键技术以及大城市区域交通协同联动控制等关键技术正式列入国家“863”计划[13-16]。“十二五”期间，工信部从产业规划、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快速发展。2011年，第二届“车联网”产业链合作研讨会在上海召开。12月，由多家高校、科研机构、企业发起组建的中国车联网产业技术创新战略联盟（车联网联盟）在北京成立。2012年至今，车联网联盟等多家机构或单位已发起举办多个车联网领域技术研讨会、技术论坛、标准化会议及工作会议等。目前国内车联网商用用户的比例如图4。图4国内商用用户比例4未来车联网的发展趋势目前，交通的三大问题，安全、效率、能效和污染排放问题日益严重，各种各样的智能交通发展得到了推广，在某种程度上缓解了一些问题[6]。车联网及信息互联是智能交通发展的大趋势[17-18]。目前我国车联网技术的应用主要体现在一下几个方面[19-20]：（一）动态及静态交通管理方面：智能收费系统，自动路径导航系统，智能停车场系统，智能停车场管理，智能车辆调度，智能交通，智能交通信号灯管理，车辆监控；（二）公共安全方面：智能超载超速报警系统，智能预警系统，疲劳驾驶检测系统；（三）公交服务：智能交通查询系统，智能收费系统；（四）物流运输领域：智能车辆管理系统，货物实时监测系统，物流检测系统。未来车联网将利用传感器技术、无线通信技术以及GPS技术的相互配合，组成全立体、多层次的网络拓扑结构，逐步建立一个车辆与车辆内部之间、车辆与路边信息基础设施之间的移动自组织网络。在未来的车联网时代，将主要整合车与通信交流技术、传感技术及通信技术。未来汽车之间能够进行信息沟通并感知周围环境，具备行人探测、3D智能导航、无人驾驶、自动刹车以及紧急停车等智能功能。5结语车联网是未来发展的方向，是当今交通领域的热点问题，所包含的内容和范围很广，车联网技术在我国智能交通的建设领域还处于探索阶段[21]。车联网的关键技术在于车辆的精确定位及通信平台的建立，随着车联网技术的不断发展和完善。车辆及交通管理控制的智能化程度进一步加强，交通问题一定会得到很好的解决。参考文献[1]李刚,杨屏,张红.车联网在“智慧城市”中的应用[J].办公自动化.2015,(295):58-60.[2]陈前斌.车联网何去何从[J].中兴通讯技术.2015,21(1):47-51.[3]刘小洋,伍民友.车联网：物联网在城市交通网络中的应用[J].计算机应用.2012,32(4):900-904.[4]WILLKETL,TIENTRAKOOLP,MAXEMCHUKNF.Asurveyofinter-vehiclecommunication[J].IEEECommunicationsSurveys&Tutotials.2009,1(2):3-20.[5]TOORY,MUHLETHALERP,LAOUITIA,etal.Vehicleadhocnetworks:applicationsandrelatedtechnicalissues[J].IEEECommunicationsSurveys.2008,1(3):74-88.[6]张建华,邹常丰.车联网技术及其在交通管理中的应用[J].交通科技与经济.2014,16(6):91-94.[7]