車聯網技術在軍事交通領域的應用探索

摘 要：車聯網技術是物聯網技術在智能交通領域的重要應用。車輛網技術應用于軍事領域，可有效解決傳統車隊運輸中通信、指揮控制、安全管理等方面的瓶頸限制，有效提高運輸效率。

關鍵詞：車聯網技術；軍事交通；通信；安全

隨著物聯網技術的發展和高速無線通信技術的應用，為有效解決交通事故頻發、交通擁堵、環境污染嚴重等方面的問題，車聯網技術作為物聯網技術在交通領域的重要應用得到了長足發展。同樣，在5G技術實現商業運營、無線傳感技術和大數據技術日益成熟的條件下，車聯網技術在對運輸效率有更高要求的軍事交通領域有著廣闊的發展前景。

一、車聯網技術發展基本情況

車聯網（Internet of Vehicles）的概念引申自物聯網，是以車內網、車際網和車載移動互聯網為基礎，按照約定的通信協議和數據交互標準，在車輛與車輛、車輛與路、行人及互聯網之間進行無線通信和信息交換的大系統網絡，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，是物聯網技術在智能交通系統領域的延伸。車聯網通過各種信息終端、傳感設備和無線通信設備在車內組成局域網，在車與車之間組成車際網，與無線通信基站、衛星等通信設備連接實現人、車、路、云之間的數據聯通，通過中心處理器的分析處理和信息分發，最終實現智能交通、智能駕駛等功能。

當今車聯網系統發展主要通過傳感器技術、無線傳輸技術、海量數據處理技術、數據整合技術相輔相成配合實現。目前不同車企、通信公司和互聯網企業，都開始了車聯網行業的布局研究。美國的VHS、日本的VICS等系統已經實現了智能交通的管理和信息服務，瑞典的SCANIA的黑匣子系統，杭州鴻泉的車輛移動互聯網系統，濰柴動力的共軌行系統等都是在一定范圍內應用的車聯網系統，均有各自的應用優勢。

當前車聯網技術還缺乏統一的行業標準，相關技術的發展、整合還不夠完善。各個行業打破技術壁壘，建立開放的、通用的智能車載終端系統平臺則是打造車聯網生態系統的基礎，需要進一步的深入研究。

二、車聯網技術在軍事交通領域應用研究

由于我國國土面積廣闊，機場和鐵路的建設成本較高，公路運輸是以陸軍為主的國防力量輸送的主要途徑。尤其是在國防信息化建設的大背景下，公路運輸作為部隊機動的重要方式，由于安全方面的考慮和通信效率的限制，車隊機動速度較慢，車隊長度受限，運輸效率較低等問題是遠遠不能滿足現代戰爭需求的。而車聯網技術可以通過大數據技術對道路信息和車輛技術信息進行整合，通過云計算分析計算路況、進行大規模車輛路徑規劃、進行基于大規模數據統計的車輛性能評估，這對于提高軍車車隊運輸效率具有重要應用價值。

（一）車聯網技術應用于車隊安全機動

軍用車隊通常都是長距離運輸，時間長、任務重，在長距離行駛過程中駕駛員容易產生心理疲勞和生理疲勞，行駛過程車間距過小容易發生交通事故，間距過大容易出現車隊被其他車輛反復插隊、超越等問題，造成行車安全隱患。但是隨著車聯網技術的發展，車隊行進的安全問題是可以通過技術手段進行彌補的。汽車主動安全技術作為車聯網技術發展的重要基礎，已有很多相對成熟的技術投入市場應用。比如在車身各部位安裝防撞雷達、多普勒雷達、紅外雷達、盲點探測器等設施，實時采集周邊人員、車輛和路況信息，在超車、倒車、換道、大霧、雨天等易發生危險的情況下及時以聲、光形式向駕駛員提供警示信息，防止發生事故；在車輛內部安裝ABS、ASR、EBD、和ESP系統確保車輛在緊急制動的情況下車輪不被抱死、打滑和防止轉彎時車輛失控、校正行駛方向，安裝ACC巡航系統實時監測與前方車輛距離并適時報警，防止發生追尾問題。車載局域網（VAN）還可以采集各個傳感器及車輛控制系統的數據信息，通過無線網絡實時傳輸到指揮中心，便于指揮員實時掌握車隊行駛動態。在車聯網技術的支持下，安裝各種主動防御設備，可以有效實施安全預警，幫助駕駛員提高車輛在緊急情況下的反應時間，確保軍車行車安全。

由于部隊裝備的車輛大多為批量裝備，車輛運行數據具有很高的統計分析價值，在大數據技術的支撐下，VAN在不同路況、速度、環境條件下采集到的車輛性能數據可以通過專業的大數據分析系統進行分析，這種大范圍的整體數據采集比極個別的抽樣實驗數據有更高的應用價值，海量數據通過機器學習和對比分析，就可以為車輛在高原、高寒、荒漠、叢林等全地形條件下的性能改進提供有力的數據支撐。

（二）車聯網技術應用于車隊高速公路快速機動

軍車車隊行進要按照固定序列行進，不能隨意停車、超車、變速。根據有關研究分析，車隊跟馳具有制約性、傳遞性和延遲性三個特征，同時駕駛員對前車加速和減速行為作出的反應是非對稱的。這樣行駛途中頭車車速的每一次變化都需要逐個傳導到尾車，容易導致車隊像彈簧伸縮式運動，車隊內部車速忽快忽慢，增加了安全隱患，限制了行軍速度。該研究在車速介于60-120千米/小時的情況下根據理論公式計算出的車間距數值（單位：米）位于車速數值的53%-60%之間，而實際在高速公路行軍過程中出于安全考慮，車間距通常保持在車速數值的1.2-2倍，車速也大多控制在90千米/小時以下。同時因通信設備限制，車隊長度也不能過長，這在很大程度上限制了車隊規模和行進效率。

在車聯網技術的支持下，可以依托車載自組網（VANET）中的“車與車通信（V2V）”建立車隊內部局域網，每個車輛都被虛擬成移動的網絡節點，采用RFID傳感設備、微波、紅外、專用短程通信等技術，實現對前后車輛信息感知和信息傳遞的功能，實現通信指令同步下達，解決傳統通信設備指令傳遞延遲、傳輸受距離及地形限制和各車回復指揮員指令等待時間過長等問題，實現車速車距實時上傳到指揮車，指令下達后各車同步確認，指揮車動態顯示車隊行駛狀況，車輛運行故障自動報警，實時掌握控制車隊運行情況。未來在5G技術的支持下，可以實現視頻實時傳輸，在自動駕駛技術成熟的條件下可以實現車隊同步加減速和定速巡航等功能，保持車隊在高速公路上實現等速等間距快速行進，縮小車距，增加車隊規模，提高車隊運行速度和效率。

（三）車聯網技術應用于高山叢林等特殊路況

在荒漠戈壁、高山叢林等地區，因為通信的可靠性對車隊指揮控制具有重要的作用。尤其在叢林高山地區，因為山林遮擋等原因，車輛依靠傳統的超短波電臺和對講機無法實現有效的長距離通信，且通信帶寬受限，只能進行語音信號傳輸；利用民用通信設備，部分山區因人口稀少，信號也不能有效覆蓋。這種情況下，利用車聯網D2D（Device to Device）通信不需要基站設備的中繼特性，在車隊中建立智能、多跳、移動、對等的去中心化自治網絡通信鏈路，選擇部分車輛作為中繼節點，實現信號自動中繼轉發功能，并可采用多頻自組網系統，通過優化算法自動評估信號傳輸質量，選擇更優質的通道進行下一跳的數據傳輸，在實現較大傳輸帶寬的同時解決單頻自組網多跳信號衰減的問題。對指控中心的聯系可以通過車隊中專用的動中通裝備利用衛星來實現，解決無基站覆蓋地域通信傳輸問題。車載設備使用車載電源供電，可以避免傳統通信電臺電量有限需要反復充電的問題。車聯網作為局域網，通過設置網關、密碼等措施可以有效提高通信的安全性，最終實現特殊環境中確保安全條件下車隊通信保障質量和效率的有效提升。

三、結語

車聯網技術的研究取得了很大進展，但是目前仍然缺乏統一的通信標準和協議，車載自組網、全球微波接入網、超寬帶通信和蜂窩通信網絡、4G、5G通信網這些不同結構和技術標準的網絡間的無縫融合，各種無線傳感設備在不同平臺上的兼容性，輔助駕駛系統的安全性，海量數據高速傳輸，高速運動中的通信和精準定位等方面都需要進一步的探索和實驗。而針對軍事交通路領域的特殊性，車聯網技術在發展的過程中我們還要側重于安全保密、高速通信鏈路和軍用指揮控制自動化系統融合等方面的研究，讓車聯網技術為軍隊信息化建設助力。

參考文獻

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作者簡介：孟慶翔（1983- ），男，碩士，助理工程師，研究方向：分布式計算、無線自組網。