車聯網關鍵技術分析及應用前瞻

冉捷 武漢軟件工程職業學院

1.各項技術齊發展，車聯網正穩步邁向市場化

車聯網使用無線通信、傳感探測等技術收集車輛、道路、環境等信息，通過車-車（V2V）、車-路（V2R）信息交互和共享，使車和基礎設施之間智能協同與配合，從而實現智能交通管理控制、車輛智能化控制和智能動態信息服務的一體化網絡。真正的智能互聯汽車包含汽車聯網、自動駕駛、車內及車際通訊、智能交通基礎設施等要素，融合了傳感器、RFID識別、雷達、gps定位、攝像頭和圖像處理、AI等等技術。通過汽車連網，再把無數的汽車相連，從而實現規避高峰車流，提高出行效率，減少交通事故等目標，是智能互聯汽車的意義之所在。

圖1 智能互聯汽車

圖2 V2X技術

2.核心技術分析

車聯網是物聯網技術在智能交通系統領域的延伸。其安全應用系統架構包含感知層、通訊層與應用層，感知層通過光學雷達與影像傳感器等，收集周邊環境信息；通訊層，分為車外通訊、車載通訊（in-vehicle communicaTIon）、車間通訊（vehicle to vehicle communicaTIon）與 車 路 通 訊（vehicle to road communicaTIon）等四部分。車聯網的核心技術應該包含：V2X、自動駕駛、車機系統。

2.1 V2X技術

V2X（vehicle to everything），是指車對外界的信息交換，是一系列車載通訊技術的總稱。V2X包含汽車對汽車（V2V）、汽車對路側設備（V2R）、汽車對基礎設施（V2I）、汽車對行人（V2P）、汽車對機車（V2M）及汽車對公交車（V2T）等六大類（見圖2）。既是車聯網技術的核心，也是開發網聯汽車的重中之重。中國汽車工程學會和C-ITS已經在制定V2X應用層和應用數據交互標準，另外TIAA（車載信息服務產業應用聯盟）也在開展V2X頻譜的可行性研究，隨著政府層面陸續頒布V2X各項相關協議和標準，預計到2025年國內嵌入有V2X模塊的乘用車配售率將達30%，2030年智能交通系統基礎設施將基本建設好。

2.2 自動駕駛

剛剛結束的2018 全球人工智能與機器人峰會（CCF-GAIR）上，學術界、工業界及投資界的大咖們達成一個共識——人工智能將改革城市交通與物聯網絡，而自動駕駛則定義未來的汽車。在激光雷達出現之前，自動駕駛經過了漫長的萌芽期，而今，自動駕駛飛速發展進入爆發期。預測到2020年，中國擁有駕駛員輔助系統和可進行部分自動駕駛的乘用車配售率將達50%；2025年，有上述特征的車輛將占據穩定的市場份額，并出現更高級別的自動駕駛汽車，配售率大約在10%～20%之間。技術騰飛是市場化的基石，自動駕駛技術包含定位感知、道路規劃、控制等許多方面：車在駕駛的過程就是產生數據的過程，傳感器、雷達、攝像頭屬于小數據；云端定義的車把小數據導成大數據；然后大數據導成小智能，讓汽車變得更高效、更舒服，讓汽車在真實的物理世界里駕駛得更加平穩、舒適。

2.3 車機系統

移動互聯網高速發展和4G網絡的迅速普及，帶動車機系統與手機的互聯是網聯汽車的另一關鍵。除了市場上已有的車聯網解決方案：Apple CarPlay、Andriod Auto、Baidu CarLife之外，無論傳統車企、零部件企業，還是跨界造車的新興企業，都在開發自己的車機系統。在此趨勢下，未來幾年能和手機互聯的車機系統所占據的市場份額將繼續擴大，到2020年，能和手機互聯的車機系統占據的市場份額與不能和手機互聯的車機系統將持平。目前全球市場總共有44家車企使用Apple CarPlay，50家車企和5家供應商使用Andriod Auto，均為外資企業。16家車企和15家供應商使用Baidu CarLife，其中五家為國內企業。

3.信息娛樂和網聯技術進一步云端化 智能天線出現

事實上，車載信息娛樂系統和網聯技術發展到現在已經經歷了四代。第一代是1998年以前，那時還沒有網聯的說法。第二代1998～2006年，車上硬件處理能力普遍較弱，需要不同的硬件保證不同的功能，車內的分離部件比較多。2005-2010年是第三代，此時處理器的能力逐漸強大，汽車頭部單元集成扮演主要角色，導航和功放單元為輔；2010年到現在則是第4代，除了車機系統，增加了聯網功能，通過基于本地和手機APP的混合解決方案，連接性電子控制單元的車聯網解決方案，運用3G和4G網絡使車連接到云端，實現對車輛的控制。預計2018年以后，車聯網技術將進一步“云端化”，并將出現智能天線。實現信息娛樂、頭部單元、車聯網電子控制單元、安全系統、車身電子系統、底盤系統等都由云端來管控，其中前三項通過智能天線與云端連接，后三項則通過以太網連接到智能天線里，最終連接云端，對車進行升級。

4.結束語

車聯網已形成一個上下游的產業鏈，上游包括核心零部件、車規級的人工智能、車載計算機，既有云平臺、大數據、人工智能的算法，也有5G通訊和NB-IoT；下游有共享出行，無人測試基地、高精地圖，也包括政策法規等等。網絡化、自動化、智能化，讓行車生活更加高效、便捷和愉悅，是車聯網的發展趨勢。