浅谈物联网在交通领域的应用——张达

内容摘要：

       随着物联网的兴起，车联网也随之迅速发展，本文与传统的ITS进行对比，浅析了车联网的含义组成。列举了车联网涉及的几大核心技术，面临的技术难题，和对未来车联网的初步构想。并总结预测了车联网在今后的发展和对人类的重要意义。

 

关键词：

       物联网，车联网，ITS，RFID，传感器。

 

一．车联网的含义

物联网是新一代信息技术的重要组成部分，也是“信息化”时代的重要发展阶段。其英文名称是：“Internet of things（IoT）”。顾名思义，物联网就是物物相连的互联网。这有两层意思：其一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；其二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信，也就是物物相息。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算等通信感知技术，广泛应用于网络的融合中，也因此被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。物联网是互联网的应用拓展，与其说物联网是网络，不如说物联网是业务和应用。因此，应用创新是物联网发展的核心，以用户体验为核心的创新2.0是物联网发展的灵魂。

而在交通领域的创新则是物联网的亮点之一，根据中国物联网校企联盟的定义，车联网（Internet of Vehicles）是由车辆位置、速度和路线等信息构成的巨大交互网络。通过GPS、RFID、传感器、摄像头图像处理等装置，车辆可以完成自身环境和状态信息的采集；通过互联网技术，所有的车辆可以将自身的各种信息传输汇聚到中央处理器；通过计算机技术，这些大量车辆的信息可以被分析和处理，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。

区别于传统的智能交通系统 ( Intelligent TransportSystem，ITS) ，车联网更注重车与车、车与人之间的交互通信，通过提取更多车辆行驶参数和系统数据来保障车辆行驶安全、规避道路拥塞、提高出行舒适度。可以说车联网的出现重新定义车辆交通运行方式。应用车联网技术，城市交通将得到极大改善，为用户提供更加智能、安全的驾驶环境。

二．车联网的初步构想

车联网原型系统在对各项关键技术进行研究的基础上，一些工业界和研究者设计了车联网原型，主要有以下两个：

( 1) 上海通用汽车 EN － V 电动联网概念车。该概念车融合了电气化和车联网技术，目的是提供更简便、更智能且更环保的出行方式。EN － V 通过整合GPS 导航技术、车对车交互技术、无线通信及远程感应技术实现车联网概念。在自动驾驶模式下，EN －V能对实时交通信息进行分析，自动选择路况最佳的行驶路线从而大大缓解交通堵塞。通过使用车载传感器和摄像系统，EN － V 可以感知周围环境，在遇到障碍物或者行驶条件发生变化时能够做出迅速的调整，以减少交通事故的发生。

利用无线通信技术，EN － V可以使驾驶者在途中放开双手，上网和朋友进行实时地沟通，形成一个在路途中的社交无线网络。

( 2) 动态交通信息系统。其本质是一个车联网系统，通过利用完善信息网络基础以及装备大量的传感器和传输设备，获得各类实时道路交通信息并进行综合处理，及时向社会提供全面、准确、实时的动态交通信息。交通出行者可根据这些信息确定出行路线，行车驾驶者还可通过自动定位和导航系统动态选择行驶路线。

三．车联网的主要技术

然而要构建一个高效实用的车联网应用体系和环境，需要解决许多基础先行的技术问题。主要的关键技术有:

( 1) RFID 射频识别技术。车联网使用 RFID 技术结合已有的网络技术、数据库技术、中间件技术等，构建一个由大量联网的 RFID 终端组成比互联网更为庞大的物联网，因此 RFID 技术是实现车联网的基础技术。我国 RFID 缺乏关键核心技术，特别是在超高频RFID 方面。

( 2) 传感技术。利用传感器及汽车总线采集车辆、道路等交通基础设施的运行参数等。传感技术需要根据不同物体的运行参数进行定制。如车需要油耗、刹车、发动机等运行参数，而桥梁需要压力、老化程度等参数。传感技术是实现车联网数据采集的关键技术。

( 3) 无线传输技术。无线传输技术将传感器采集得到的数据发送至服务器或其它终端，或者接收控制指令完成物体远程控制。只有通过无线传输技术，才能实现信息的交换和共享。

( 4) 云计算技术。对采集获取的物体数据进行综合加工分析，并提供各类综合服务。车联网系统通过网络以按需、易扩展的方式获得云计算所提供的服务。

( 5) 车联网标准体系。标准是一个产业兴起的重要标志。车联网只有建立一套易用、统一的标准体系，才能实现不同物体之间的相互通信，不同车联网系统的融合，才能带动汽车、交通产业的快速发展。

( 6) 车联网安全体系。包括车联网物体信息化之后的安全度、传输器安全度、传输技术安全以及服务端安全。安全是保障车联网系统能够快速推广的前提。

( 7) 定位技术。通过 GSP、无线定位技术等提高当前车联网中物体的位置精度。通过定位精度的提高，将准确获取车辆行驶位置，提高实时路况精准度、交通事件定位精确度。

四．车联网面临的主要问题

物联网刚刚兴起，车联网作为物联网的一个组成部分，自然会有这样那样的不足，最突出的为以下几点：

       ( 1) 统一标识问题。为实现物体的互联互通，首先要解决的问题是统一编码问题。车联网的发展需要有一个统一的物品编码体系，尤其是国家物品编码标准体系。这个统一的物品编码体系是车联网系统实现信息互联互通的关键。但目前由于车联网概念刚刚兴起，相关的统一编码规范还未出台，各个示范原型系统根据各自需求，建立起独立的编码识别体系。这为后续行业内不同系统乃至不同行业之间的互联互通带来了障碍。

       ( 2) 采集设备问题。如果大量铺设传感器，布设传感网，必将需要大量的资金技术支持。想要摒弃目前传统交通而转向信息化交通，不仅需要思想的飞跃，更需要硬件的飞跃。而这些设施的覆盖面广，投资额大、建设周期长，都是车联网所面临的问题。

       ( 3) 信息安全问题。车联网信息量大，难免信息在采集，传输或者处理的时候发生安全问题。或被不法分子窃取，或发生技术故障导致事故。要建立健全的安全系统，不仅需要技术的保证，还需要时间的检验，更需要全社会的共同努力。

       ( 4)技术兼容问题。物联网是一门融合了很多学科的科学，主要包括：计算机科学，电子技术，物理，数学，工程等等。他们之间的协调配合如果有问题，那么最终的结果肯定不会令人满意。由于刚刚兴起，各行各业之间的磨合期很短，所以还需要很长一段时间合作测试共同进步。

五．对车联网的预测

对交通基础设施运行状态的监控和提供车辆综合服务是车联网的研究目标。本文对目前基于物联网的车联网的研究现状进行了较为全面的总结，包括车辆网的相关概念、车联网存在的挑战问题、车联网的关键技术以及车联网的系统原型等。通过总结，我们可以看出车联网是下一代智能交通系统的发展方向，是我国下一代互联网的典型示范应用。车联网将带动汽车和交通产业的高速发展。另一方面，车联网技术也面临着诸多挑战。总体来看该领域的研究还处在起步阶段，对各项关键技术的研究都还不够完善，已提出的一些原型系统离实用还有很大差距，还需要研究者继续不断的努力。相信随着研究的不断深入，车联网将实现 “车 － 人 － 路－ 城市” 之间的和谐统一发展。

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