車聯網標準體系淺析

文/王立

車聯網標準體系淺析

文/王立

概述

車聯網，顧名思義就是車與車之間的網絡，是物聯網在交通行業的具體應用。車聯網是戰略性新興產業中物聯網以及智能化汽車兩大領域的重要交集，是指裝載在車輛上的電子標簽通過無線射頻識別（RFID）等技術，實現在信息網絡平臺上對所有車輛的屬性信息和靜、動態信息進行提取和有效利用，并根據不同的功能需求對所有車輛的運行狀態進行有效的監管和提供綜合服務。就像上世紀80年代互聯網的出現將各自獨立的電腦連接在一起，車聯網是通過汽車收集、處理并共享大量信息，車與路、車與車、車與城市網絡實現互相連接，從而實現更智能、更安全的駕駛，其實際是要構建一個智能交通網絡。

隨著城市化建設的快速發展，人民生活水平的不斷提高，我國車輛數量的年增長速度已超過10%。目前，我國的機動車數量超過1.5億，其中汽車數量超過5000萬，全國出租車數量超過100萬，年客運量達90多億人次。但是與此同時道路的建設遠趕不上車輛的增長，伴隨而來的便是交通擁堵、車輛違章違法、車輛假牌套牌、車輛超載等現象的日益突出。車聯網技術能夠有效的解決目前的交通問題，目前相關的平臺技術尚未成熟，涉及的相關廠家很多，產品種類也很多，但是沒有統一有效的標準，為了實現不同產品的集成應用和互聯互通，需要盡快制定車聯網標準，以便加快推動整個車聯網產業的發展。

車聯網相關標準組織

ISO（Internation organization for Standardization，國際標準化組織）：TC204是最早制定車聯網相關標準的組織，主要以國家為單位，包含各國政府的交通部分，其中也有汽車廠商、電子制造商、系統集成商、研究咨詢機構等單位參與。TC204中的WG16負責CALM（Communication Access for Land Mobiles，陸地移動訪問通信）的標準制定，定義了蜂窩網絡（2G/3G）、WiMAX、紅外、微波等通信技術支持車聯網應用的通用體系架構、網絡協議和空中接口。WG16組下有8個子工作組從事架構、媒介層、網絡層、應用管理、安全等標準研究，標準內容主要包含實現車聯網通信業務的通用架構、網絡協議及接口。CALM系統抽象出各種接入技術，使車聯網應用不受限于一種接入技術活網絡協議，優化使用各種資源。同時，ISO TC204與其他國際標準組織、各國相關標準組織合作進行車聯網相關標準研究。

ETSI（European Telecommunications Standards Institute，歐洲通訊標準化組織）：2007年，經過ISO TC204 WG16多位專家的積極推動，ETSI成立了TC ITS，其目的是將ISO CALM標準轉化為歐洲標準并聯合開發新的標準。ITS有5個工作組分別從事應用、架構、網絡、接入技術及安全的標準研究。ITS參與多個歐洲車聯網研究項目的合作，如CVIS、SAFESPOT、COMeSafetly等，同時也與其他國際標準組織合作協調標準工作。

ITU（International Telecommunication Union，國際通信聯盟）：ITU-T目前主要有3個工作組在從事標準化工作。SG12成立APSC TELEMOV與其他標準組織進行溝通與合作，如ETSI、ISO、AMI-C汽車多媒體節目合作組織等，并與2009年11月成立了FG CarCOM（Focus Group on Car Communication），主要進行汽車安全通信（防止駕駛員分心）標準工作。SG13有研究NGN下車聯網架構的標準研究，目前該標準完成已關閉。SG16在Q17成立了基于通信/車聯網業務/應用的汽車網關平臺，主要從事支持V2V、V2I的業務需求和網關功能的標準研究。

IEEE（Institute of Electrical and Electronics Engineers，美國電氣及電子工程師學會）：IEEE802.11p/1609主要從事車用無線局域通信協議的標準工作，應用與車-車、車-路的中短程距離通信，解決了車用通信受限于高速移動的挑戰。IEEE 802.11p協議主要在OSI的最低兩層（物理層和數字鏈路層），實現針對車輛環境中的移動操作、切換機制、增強安全、Peer-to-peer認證等功能。IEEE1609是以IEEE802.11p為基礎的高層協議，主要工作是系統架構、資源管理、網絡通訊、安全機制等標準研究。

TCITS（China National Technical Committee of ITS Standard，全國智能運輸系統標準化技術委員會）：TCITS是我國智能交通領域的專業標準組織，主要致力于地面交通和運輸領域的先進交通管理系統、先進交通信息服務系統、先進公共運輸系統、電子收費與支付系統、貨運車輛和車隊管理系統、智能公路及先進的車輛控制系統、雙向和多模式的交通短程通信和信息交換，以及交通基礎設施管理信息系統中的技術和設備標準化。

CCSA（China Communications Standards Association，中國通信標準化協會）：CCSA是我國通信領域的主要標準組織，其TC10工作組主要負責泛在網相關技術的研究和標準的制定，目前已經在智能交通、車聯網方面開展了相關的技術研究，形成了一些技術研究報告，并計劃進一步開展相關行業標準的制定工作。

車聯網系統框架

與物聯網整體系統架構對應的，車聯網系統由感知層、網絡層和應用層組成。如圖1。

感知層

在車聯網中，感知層包括RFID技術、視頻采集技術、定位技術、傳感技術和地磁感應技術等。

RFID是一種非接觸式的自動識別技術，通過射頻信號自動識別目標對象并獲取數據，整個識別過程無需人工干預。該技術優點在于標簽存儲容量大，具有防偽功能、安全性跟高；可動態實時進行信息采集及寫入；不受環境等外界因素影響，識別準確性高。

圖1 車聯網系統由感知層、網絡層和應用層組成

視頻采集技術是利用高清晰的攝像機或數碼照相機，對所有車輛進行識別，獲得直觀的圖像信息。視頻采集是目前智能交通廣泛應用的一項技術。該技術優點在于應用廣泛，技術較成熟。

定位技術是利用衛星，在全球范圍內實時進行定位、導航，如GPS全球定位系統由GPS終端、傳輸網絡和監控平臺組成，可實現車輛行駛軌跡監控。該技術優點在于可全天候、實時定位，定位精度高。

傳感技術是利用傳感器探測外界信號、物理條件（如光、熱、濕度）或化學組成（如煙霧），并將探知的信息傳遞給其他裝置。該技術優點在于探測信息多樣，對環境敏感，可對信息進行處理。

地磁感應技術是利用埋在地下的地磁檢測器來檢測車輛，可廣泛應用于城市交通、高速公路、停車場和小區進行車輛檢測和交通信息的采集。該技術優點在于靈敏度高、壽命長、穩定性好，不受環境影響。

網絡層

包括各種有線/無線的公共通信網絡、互聯網及其形成的融合網絡、網絡管理系統等，支持多種接入技術，實現感知延伸層與業務支撐層之間數據的有效傳送。網絡層按照通信網絡層次劃分包含接入網和核心網，按照傳輸方式可以分為無線方式和有線方式。

圖2 車聯網標準體系框架

應用層

是車聯網系統的核心部分，主要是面向各種車聯網的應用，為了實現車聯網的廣泛應用，需要構筑數據平臺、運營平臺和支撐平臺，負責車輛運行中的動態、靜態信息的采集以及管理、底層設備的初始化、維護管理、安全管理、系統管理以及信息發布等工作，同時提供挖掘整理后的數據信息。

現在不同應用有各自的架構，例如高速公路應用和城市內交通應用目前就沒有統一，各自形成了孤島，沒有形成不同系統之間的互聯互通。因此，在車聯網系統框架中，最為重要的是對應用數據的管理和運營，只有將各種數據聯合起來統一管理和運營，才能提高車聯網的效率，形成真正意義上的車聯網，解決不同應用系統之間的信息孤島。

車聯網標準體系框架

根據車聯網的系統架構，三層結構都應當制定相應的標準，其中感知層標準和網絡層標準已經有相應的具體技術標準作為支撐。而應用層標準還沒有相應的標準組織開展工作，需要在數據平臺、運營平臺、支撐平臺和對上層應用接口方面制定相應的標準，以保證各個平臺之間的互聯互通。同時因為車聯網涉及到人們日常生活，對安全的需求也比較明確，因此需要在安全方面設計相應的標準內容。在各層標準完成之后，從數據結構接口方面需要制定層間數據的結構標準，這樣就能夠將各層數據串聯起來，形成整體的車聯網平臺。如圖2。

結束語

目前，車聯網技術是解決現有交通問題的有效手段，為了更好的推動車聯網應用，國際上相關標準組織正在著手制定相關標準，我國目前在車聯網標準方面還需要加快腳步，盡快完善整體車聯網標準體系的建設，以便促進這個產業鏈的快速發展。

作者單位：中興通訊股份有限公司