基于安卓系統的車載智能終端的建立與應用＊

河北金融學院 季茗軒 楊旌 楊碧 湛維明 王瑩

隨著經濟不斷發展，我國機動車保有量與日俱增，帶來了交通擁堵等一系列交通問題，在北上廣深等一線城市尤為突顯。為此設計了基于安卓系統的車載智能終端，集交通信號燈實時檢測、定位導航和車速監控于一體。通過大數據、云計算等手段分析數據，為政府交管部門提供信息與管理支持，為用戶提供定位導航、信號燈實時讀秒服務，營造安全、便捷的出行體驗。本平臺的實現將有效支撐國家現代化建設。

1 構建車載智能終端的必要性

自改革開放以來，中國經濟總量不斷上升，城市規模不斷擴大，城市化水平顯著提高。據公安部統計，截至2022 年1 月11 日，我國機動車保有量達3.95 億輛。機動車數量的持續增長體現了人均消費水平的提高，但同時也為我國帶來了一系列的交通問題，例如由于道路容量不足導致的交通堵塞和由于不規范駕駛造成的交通事故等，都在一定程度上影響了我國向交通強國邁進的步伐。我國對交通強國戰略愈加重視，發展成為交通強國是我國現代化建設的重要組成部分，也是通往社會主義現代化強國的必由之路，是中國的發展愿景。根據中共中央、國務院印發的《交通強國建設綱要》指出，到2035 年，要建設智能、平安、綠色的交通，城市交通擁堵基本緩解，交通科技創新體系基本建成。

在政策和科技的雙層影響下，如今行駛在大街小巷的汽車大部分都安裝了車載導航，一些高端車型還會安裝集成式終端設備，實現了一定程度上駕駛的智能化，為人們的出行生活帶來了很多便利。但由于這種技術還處于發展階段，技術本身并不足夠成熟，因此如今的車載導航還存在著一定的問題，對人們的安全、便利的出行需求還有一部分空缺沒有彌補，需要進行改良。放眼如今的車載導航，普遍存在如下幾方面的問題：

（1）地圖升級較為麻煩。如今原裝車載導航升級需要將導航中的內存卡取出，到相應的汽配門店才可以進行更新迭代。而在城市化建設的過程中，會經常出現修路禁行或者道路限速改變等情況，這時車載導航系統無法做到在線實時更新，容易造成車主在未知路段遭遇擁堵或者某一路段超速而不自知的情況，不利于滿足人們便捷、低成本出行的需求。

（2）車載導航在終端上優先級較低。在用戶使用車載導航時，如果想切換到例如音樂播放或電話呼叫等終端功能，無論是可視化界面觸屏還是啟動語音服務，由于當前終端不具備分屏或懸浮窗功能，會導致退出導航系統，影響駕駛員正常開車。一方面致使用戶體驗度下降；另一方面也易導致頻繁切換界面，無形中增加了駕駛過程中的危險系數。

（3）對超速等違章行為不能進行較好的反制。目前市場上絕大多數導航會提示當前車輛行駛路段的限速提示與電子狗雷達掃描，如果駕駛員超速行駛則會進行語音警告，但此功能也僅限于提示，并不能很好地制止司機的超速行為，對司機的駕駛素質與交規意識依賴性較大，因此依然存在著一定程度上的道路安全隱患，容易發生交通事故。

因此可見，構建一款基于安卓操作系統的集成式車載智能終端就顯得尤為必要了。

2 基于安卓系統的車載智能終端的建立

本項目主要研究內容為基于安卓系統的車載智能終端，這是一款集紅綠燈實時檢測系統、定位導航系統和車速監控系統于一體的智能軟件系統，能夠在車載可視化界面開發形成一款便利人民交通出行與政府交通管理的智能終端。該軟件的基本功能，包括定位定向功能、實時導航功能、授時功能、精密測速功能、語音服務功能、紅綠燈實時檢測功能。此平臺利用定位導航系統、紅綠燈實時檢測系統和車速監控系統，通過獲取交通信號燈的實時狀況信息，并將這一信息傳送到系統終端，通過紅綠燈路口其他車輛的行駛狀態來了解到下一個交通信號燈路口是否存在堵塞情況，結合當前車速與車流量的情況進行系統分析，從而推斷出到達目的地的最佳路線和最短的時間。獲得路線后，通過實時語音導航的方式指引用戶到達目的地。

（1）首先搭建一個便利出行、系統完善的服務平臺，該系統內嵌北斗遙感衛星地圖，同時疊加2D 平面圖與3D 俯視圖，為用戶提供了多種地圖選擇模式。系統地圖通過政府發布道路交通施工維修情況，實時更新道路信息，為用戶及時提供最新路況，以便用戶決策出行。系統借助移動終端或者連接車載定位器實現實時定位功能，并在地圖庫上加以顯示，通過中國北斗衛星導航系統完成用戶定位點與目的地之間的路線規劃，并根據用戶的不同需求分別顯示路線最短、高速優先、紅綠燈最少等不同路線規劃，提供多種選項。在車聯網系統中引入區塊鏈，對現有車聯網安全實現重大提升。通過網站、小程序、公眾號、App、海報、趣味小游戲等，對平臺進行宣傳，鼓勵市民注冊并使用此平臺。

（2）該系統平臺通過移動終端藍牙連接或直接內嵌于車載智能系統，完成對標準時間信息的獲取與傳輸，同時獲取汽車表盤信息，以確定當前車速，并上傳到系統數據庫中，完成信息采集，利用云計算、大數據分析等技術手段分析采集到的數據信息，將信息提交到系統與政府交通管理部門，一方面可以更加精確地確定預計到達時間，使用戶出行更加從容；另一方面實時語音提示用戶注意當前車速，保障安全駕駛，減少發生事故的幾率。若用戶長時間超速駕駛，該平臺則會自動反饋提醒附近交警，采取必要手段進行干預。

（3）系統與政府交通管理部門進行合作，獲取到所在城市所有交通信號燈的數據信息，并存儲至系統中。當用戶在接近有信號燈的路口時，系統通過電子探測技術，會自動獲取當前路口信號燈的狀態，并在屏幕上顯示變燈倒計時讀秒，以幫助車主決定采取怎樣的措施更加安全地通過當前路段。當城市早晚高峰車流量較大時，系統能夠定位所有使用該平臺的用戶以及他們的行使狀態，交通管理部門可以由此得到各條道路的車流量數據，通過本系統的智能分析功能，實現交通擁堵預測，并直接對將擁堵地段車輛進行導航分流，使城市整體交通擁堵減少，從源頭處幫助用戶選擇更流暢的路線，節約在途時間，創造更加良好的行車環境。

（4）本系統利用Java 語言，通過Android Studio 進行開發，能夠較好地適應不同移動終端，可移植性較高，能夠輕松植入車載液晶顯示屏，以用戶較為熟悉的安卓系統作為操作系統，使得上手更加簡單。采用可視化界面作為主交互方式，能夠通過觸屏實現功能控制，輔助以語音服務作為次交互窗口，進一步便捷司機在駕駛狀態時對本系統的直接操控。通過定位定向、實時導航、精密測速、語音服務、紅綠燈實時檢測等相關功能幫助用戶更加快捷、方便、安全地駕車出行。

（5）隨著人工智能技術的飛速發展，在不久的將來會出現一批無人駕駛的智能汽車，當該系統與無人駕駛汽車技術相融合，我們就擁有了全程無需人工干預的超智能汽車，自動開啟定位服務，根據具體路況控制車速，通過數據分析選擇出最佳路徑，其能夠帶我們快捷、安全地到達目的地，我們也能節約出相當一部分出行時間，去完成更有意義的事情。

3 車載智能終端的硬件層次與軟件操作界面

該智能終端的產品架構主要由車機硬件、底層操作系統、語音控制、車載導航、云服務、數據庫、軟件系統等模塊共同組成。首先是車機硬件，通過中央處理器來發送控制信號，協調車載智能終端各個部件的獨立工作，在汽車智能控制板上安裝固定磁盤，能夠存儲海量的數據，并通過軟件系統讀取相應內容。安裝可觸屏的液晶顯示屏，實現用戶對系統的直接操控，搭載定位器、陀螺儀等，用來提供實時定位、計算等基礎功能。底層操作系統為基于Linux 內核的自由及開放源代碼的安卓操作系統，更加符合我國居民使用習慣，操作起來更加熟悉方便。系統可以讀取儀表盤的相關信息，并在屏幕上直觀顯示出來，利用中控臺為車載導航以及各類服務提供指令輸入以及內容輸出的條件。通過云服務為車載智能終端的基礎功能、其他軟件系統以及硬件模塊的線上服務提供支持，其中包括云查詢、云計算、云存儲等，為用戶提供動態易擴展的虛擬化資源。云服務主要針對大模塊的數據查詢與存儲，比如車載導航地圖的在線下載更新，可以做到每周進行一次更新，獲取到最新的交通路況，除此以外云計算能夠幫助系統計算出最佳行駛路線，利用網絡將所有道路信息整合，提供給用戶共享。

該智能終端的軟件操作界面可以根據用戶的個性化需求做出相應調整。在其主界面上會獲取儀表盤的當前車速信息并在屏幕左上方加以顯示，在與車載導航配合使用時會對車主駕駛速度加以提醒限制。主界面中部為導航界面，點擊可以放大至全屏，調用導航功能后默認全程使用，將長期保持在后臺運行，即使用戶選擇最小化或懸浮窗地圖界面也能夠保證系統正常運行。用戶可以根據自身需求來設置導航功能，當僅選擇調用地圖功能時系統將會全程語音播報違章監控信息、攝像頭電子狗雷達位置、當前道路限速變化等。主界面右側用以同政府交通路網連接，獲取當前行駛道路附近信號燈狀態，包括信號燈倒計時讀秒功能，將在模擬信號燈圖標旁加以顯示，更加便捷直觀。主界面左下方為本車行駛狀態，對汽車前機蓋、后備箱、四扇車門、車輪運行狀況加以顯示，保障行進中的安全。當司機首次撥動操作桿后系統會自動記錄，兩小時后系統語音提示司機注意休息，以免疲勞駕駛。主界面左側有可拓展工具欄，可以內嵌其他與安卓系統相適應的程序或軟件，帶來更加豐富的功能，優化使用體驗。例如，調出工具欄，打開音樂播放器，用戶可以在線搜索自己喜歡的音樂，放松身心。需要注意的是，如果此時開啟了導航功能，其語音播報優先級是高于音樂播放器的，即使是在系統后臺運行，依舊會打斷正在播放的音樂，提示前方道路行駛狀態。

在該系統中語音控制功能始終處于所有軟件系統優先級的最上層，只要是車輛行進過程中或是在中控屏開啟的情況下，用戶隨時能夠用語音喚醒智能服務，調用自身需要的功能。

4 基于安卓系統的車載智能終端的現實意義

如果該系統平臺能夠真正建立完善起來，一方面將在很大程度上滿足人們安全、快捷的出行需求，節約出行成本；另一方面將有效緩解城市交通堵塞與減少交通事故的問題，為城市和諧快速發展提供服務。總的來說，其現實意義主要體現在管理層面與需求層面兩個層次。

（1）在管理層面上：該系統能夠協助政府加強對城市交通的管理。通過車速監控系統能夠獲取機動車實時行進速度，如果司機超速行駛會觸發警報，以語音方式進行提醒，保障車輛以安全速度行進。如果警報無效，司機執意超速行駛，系統將會將車輛信息上傳到交通管理部門的系統中，介入人工干預。通過優化過后的車載導航，利用內嵌式的北斗衛星遙感圖輔助車載定位器來確定用戶駕駛車輛的實時位置，與其他正在使用系統的用戶連接形成一個交通網，根據汽車實時位置判斷車流量與交通情況，以圖像、語音導航的方式來疏散交通干線的車流量，這是通過智能計算的方式來預防和控制交通堵塞情況，減輕交通管理部門在早晚高峰的工作量。如此一來，則會有效規范現代交通秩序，順應了政府簡政放權，優化服務的形勢，減少了交通堵塞對出行環境等方面造成的影響，符合政府為人民高效服務的宗旨，順應了政府“放管服”縱深改革的路線。

（2）在需求層面上：車載智能終端提供了實時定位導航功能、交通信號燈實時檢測功能以及一些聽書、聽音樂等娛樂功能。利用實時定位導航技術可以改善如今市場上導航延時性高、時效性差、反饋率低的弊端，幫助司機更高效地出行；利用網絡技術切入當地交通路網，實現與政府路網的對接，從而獲取交通路口信號燈狀態，可以幫助司機提前預知前方路況，增加穩定心理，有利于保障駕駛的安全性；系統引入語音交互功能，開車或坐車時感到乏味可以選擇與智能語音聊天，或選擇播放音樂抑或是評書，增加旅途中的趣味性，也在另一方面能夠很好地減少用戶的心理壓力。該系統通過分析所得數據能夠為用戶提供更加個性化的服務，引導用戶更好地選擇出行路線，提供預測情況減少出現路線選擇困難等問題。即使交通信號燈的設置位置不方便司機觀測，通過平臺系統也可以直觀地看到具體數據，十分便利。

5 結語

此車載智能終端在推廣的過程中可以先在京津冀城市群進行試點，逐漸成熟完善后再進行全國推廣。總之，本系統平臺無論是對政府管理還是對人民需求都具有十分重要的意義。

引用

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