基于車聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)的可視化應(yīng)用研究

蘇萬(wàn)德　譚倚靖　陳鵬飛　韋通明　張亮

【摘? 要】在“大數(shù)據(jù)時(shí)代”的浪潮下，每個(gè)企業(yè)都面對(duì)著龐大的數(shù)據(jù)，而如何讓這些高容量、低價(jià)值密度、高速處理、多類型的數(shù)據(jù)發(fā)揮價(jià)值是每個(gè)企業(yè)都在思考的事情，汽車企業(yè)也是如此。面對(duì)龐大的車聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)，采用視化技術(shù)就是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)價(jià)值的一個(gè)很好的方法。本文將通過(guò)一些典型例子對(duì)車企車聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)在可視化方面的應(yīng)用進(jìn)行簡(jiǎn)單研究。

【關(guān)鍵詞】大數(shù)據(jù)；車聯(lián)網(wǎng)；可視化

中圖分類號(hào)：U463.6? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? 文章編號(hào)：1003-8639（ 2023 ）08-0030-02

Research on Visualization Application Based on Big Data of Internet of Vehicles

SU Wan-de，TAN Yi-jing，CHEN Peng-fei，WEI Tong-ming，ZHANG Liang

（SAIC GM Wuling Automobile Co.，Ltd.，Guangxi Laboratory of New Energy Automobile，

Guangxi Key Laboratory of Automobile Four New Features，Liuzhou 545007，China）

【Abstract】Under the tide of "big data era"，every enterprise is faced with huge data，and how to make these high-capacity，low value density，high-speed processing and multi type data bring value into play is something that every enterprise is thinking about，and so is the automobile enterprise. In the face of huge Internet of vehicles data，visualization technology is a good method to realize data value. This paper will simply study the application of big data of Internet of vehicles in automobile enterprises in visualization through some typical examples.

【Key words】big data；internet of vehicles；visualization

“大數(shù)據(jù)時(shí)代”的浪潮無(wú)法避免，面對(duì)龐大的數(shù)據(jù)，每個(gè)企業(yè)都應(yīng)該思考如何挖掘數(shù)據(jù)的價(jià)值，而在車聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中，無(wú)論是CAN數(shù)據(jù)還是埋點(diǎn)數(shù)據(jù)或者音視頻數(shù)據(jù)，其數(shù)據(jù)的量級(jí)都是非常巨大的。如何發(fā)掘這些數(shù)據(jù)的價(jià)值也是每個(gè)車企在思考的事情，而可視化無(wú)疑就是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)價(jià)值的有效途徑之一。

1? 大數(shù)據(jù)與車聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)分析

1.1? 大數(shù)據(jù)簡(jiǎn)介

“大數(shù)據(jù)”的概念最初是在《大數(shù)據(jù)時(shí)代》一書里被提出的，書中認(rèn)為與隨機(jī)分析法不同的是，大數(shù)據(jù)處理采用的是全量的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，即要對(duì)人類能夠獲得的所有數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理[1]。此后人們對(duì)大數(shù)據(jù)的研究也從未停止，對(duì)“大數(shù)據(jù)”的概念也各有想法難以統(tǒng)一，其中比較具有代表性的是IBM公司提出的4V模型：Volume、Value、Velocity、Variety，即高容量、低價(jià)值密度、高速處理、多類型4個(gè)特點(diǎn)。中國(guó)國(guó)務(wù)院提出的“國(guó)家大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略”中也指出，大數(shù)據(jù)是以這4個(gè)特點(diǎn)為主要特征的數(shù)據(jù)集合，并且正日益對(duì)金融、政治和社會(huì)等各方面產(chǎn)生越來(lái)越重要的影響。

1.2? 車聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)簡(jiǎn)介及其特征

車聯(lián)網(wǎng)，指的是車載終端通過(guò)無(wú)線通信、射頻識(shí)別、GPS定位、大數(shù)據(jù)處理等技術(shù)，對(duì)信息網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上的車輛信息進(jìn)行提取和利用，并根據(jù)不同功能提供不同的服務(wù)[2]。車聯(lián)網(wǎng)具有實(shí)時(shí)性、節(jié)點(diǎn)性和互連性等特點(diǎn)。實(shí)時(shí)性表現(xiàn)為車聯(lián)網(wǎng)可以實(shí)時(shí)獲取車輛信息，為車主提供導(dǎo)航、音樂(lè)和新聞等實(shí)時(shí)性服務(wù)。節(jié)點(diǎn)性表現(xiàn)為車聯(lián)網(wǎng)的WSN網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)目龐大、分布密集。互聯(lián)性表現(xiàn)為車聯(lián)網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)車與車、車與人和車與路之間的全方位互聯(lián)。

車聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)可以分為CAN數(shù)據(jù)、埋點(diǎn)數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和音視頻數(shù)據(jù)等。CAN數(shù)據(jù)包括了車速、行駛里程、車身零件狀態(tài)和傳感器數(shù)值等數(shù)據(jù)，CAN數(shù)據(jù)具有抗干擾能力強(qiáng)、傳輸速度快、數(shù)據(jù)傳輸距離較遠(yuǎn)、同時(shí)連接節(jié)點(diǎn)數(shù)多等眾多優(yōu)點(diǎn)，是車聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)的主要組成部分。埋點(diǎn)數(shù)據(jù)主要是由車機(jī)APP，如音樂(lè)、導(dǎo)航、電臺(tái)等上傳的數(shù)據(jù)信息，一般是由用戶觸發(fā)（如點(diǎn)擊、瀏覽等）或與用戶相關(guān)的數(shù)據(jù)，其優(yōu)點(diǎn)是埋點(diǎn)可以進(jìn)行自定義，可以精準(zhǔn)定位數(shù)據(jù)，并且可隨版本進(jìn)行修改，缺點(diǎn)是每個(gè)埋點(diǎn)都要相應(yīng)的代碼開(kāi)發(fā)，工作量較大。業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包括各類業(yè)務(wù)APP、功能產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，其主要特點(diǎn)是業(yè)務(wù)關(guān)聯(lián)性強(qiáng)。音視頻數(shù)據(jù)主要由車內(nèi)外的麥克風(fēng)和攝像頭采集而來(lái)的數(shù)據(jù)，其特點(diǎn)是容量大、價(jià)值密度低。

2? 大數(shù)據(jù)可視化簡(jiǎn)述

在《數(shù)據(jù)可視化之美》一書中指出，廣義的數(shù)據(jù)可視化是數(shù)據(jù)可視化、信息可視化以及科學(xué)可視化等多個(gè)領(lǐng)域的統(tǒng)稱[3]，這便是可視化最早的定義。而可視化經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的發(fā)展，各個(gè)行業(yè)各個(gè)領(lǐng)域都有著不同的定義，在狹義上講，大數(shù)據(jù)可視化可以說(shuō)是用一定的計(jì)算方法對(duì)數(shù)據(jù)集進(jìn)行處理之后，以一種視覺(jué)特征的形式呈現(xiàn)出來(lái)給用戶的方法。在表現(xiàn)形式上常見(jiàn)的可視化圖表有表格、直方圖、條形圖、餅狀圖、折線圖和散點(diǎn)圖等[4]。通過(guò)可視化的方法，可以很直觀地、簡(jiǎn)單明了地讀懂?dāng)?shù)據(jù)、了解數(shù)據(jù)趨勢(shì)等。

3? 車聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)在可視化方面的應(yīng)用

車聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中最主要的就是CAN數(shù)據(jù)和埋點(diǎn)數(shù)據(jù)，下文將主要根據(jù)CAN數(shù)據(jù)和埋點(diǎn)數(shù)據(jù)對(duì)車聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)在可視化方面的應(yīng)用做簡(jiǎn)要研究。

3.1? 車輛狀態(tài)監(jiān)控及預(yù)警系統(tǒng)

預(yù)警是最常見(jiàn)的數(shù)據(jù)變現(xiàn)方式，而智能網(wǎng)聯(lián)汽車在整個(gè)生命周期過(guò)程中，往往都會(huì)出現(xiàn)或多或少、或這或那的問(wèn)題。而根據(jù)車聯(lián)網(wǎng)CAN數(shù)據(jù)對(duì)車輛狀態(tài)進(jìn)行持續(xù)監(jiān)控并識(shí)別出問(wèn)題，同時(shí)可視化呈現(xiàn)出來(lái)就為解決這些問(wèn)題提供了有力的依據(jù)。

車聯(lián)網(wǎng)CAN數(shù)據(jù)上傳的字段很多，根據(jù)這些字段我們可以對(duì)汽車的很多狀態(tài)進(jìn)行預(yù)警并可視化呈現(xiàn)出來(lái)。如可以對(duì)輪胎壓力設(shè)定一定的胎壓閾值，然后結(jié)合溫度、速度等字段，通過(guò)胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（TPMS）計(jì)算之后對(duì)胎壓進(jìn)行監(jiān)測(cè)預(yù)警；也可以對(duì)新能源電車電池電量進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測(cè)，結(jié)合行駛里程、耗電量等字段，通過(guò)一定算法來(lái)監(jiān)測(cè)預(yù)警車輛是否漏電、虧電等；還可以對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈、安全氣囊狀態(tài)、冷卻液、制動(dòng)液等眾多車輛狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控及預(yù)警，對(duì)產(chǎn)生的預(yù)警通過(guò)可視化的方式將每天的預(yù)警記錄展示出來(lái)，方便運(yùn)維和提醒。當(dāng)故障出現(xiàn)時(shí)，運(yùn)維人員還需要根據(jù)可視化信息及時(shí)提醒用戶關(guān)注相應(yīng)故障，當(dāng)同一車型出現(xiàn)批量故障時(shí)，則需要考慮是否是造車過(guò)程存在問(wèn)題。

圖1是某預(yù)警系統(tǒng)的可視化頁(yè)面。此預(yù)警系統(tǒng)包括了車輛相關(guān)信息、預(yù)警的級(jí)別、預(yù)警內(nèi)容和預(yù)警時(shí)間等信息，其中預(yù)警級(jí)別可以根據(jù)需要進(jìn)行自定義，行業(yè)上一般會(huì)分為3級(jí)。一級(jí)預(yù)警指的是輕微故障，對(duì)車輛的正常行駛影響較小，屬于提示性預(yù)警；二級(jí)預(yù)警是中度故障，已經(jīng)會(huì)影響到用戶的正常用車，需要駕駛員限制行駛；三級(jí)預(yù)警是最嚴(yán)重故障，需要駕駛員停車檢查或者呼叫道路救援。根據(jù)預(yù)警系統(tǒng)的可視化信息，運(yùn)維人員也可以對(duì)故障進(jìn)行定點(diǎn)排查。

3.2? 車輛行駛軌跡

車輛行駛軌跡體現(xiàn)了汽車在一定的時(shí)間范圍內(nèi)經(jīng)過(guò)的位置，通過(guò)車輛的行駛軌跡，可以推測(cè)出用戶的主要用車場(chǎng)景，還可以推測(cè)出用戶的遷移習(xí)慣等信息，進(jìn)而推測(cè)用戶的駕駛習(xí)慣和行為偏好等信息。

在車聯(lián)網(wǎng)上傳的CAN數(shù)據(jù)中包含了經(jīng)度、緯度和方向等信息，可以通過(guò)這些信息解析出車輛的具體位置，并且將位置串聯(lián)起來(lái)形成軌跡信息。目前常用的方法有高德地圖解析和百度地圖解析，兩者的解析結(jié)果略有偏差，但一般都能滿足基本的使用。圖2是某車輛行駛軌跡可視化系統(tǒng)。

車輛行駛軌跡可視化常見(jiàn)的應(yīng)用場(chǎng)景還有：尋找車輛，當(dāng)車輛丟失或者找不到時(shí)，可以根據(jù)軌跡信息來(lái)確定車輛最后的位置；事故原因排查，當(dāng)車輛發(fā)生事故時(shí)，可以根據(jù)車輛的行駛軌跡來(lái)輔助判斷車輛是否異常行駛。

3.3? 功能使用情況

對(duì)于車聯(lián)網(wǎng)埋點(diǎn)數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)，其最主要的還是用戶對(duì)車機(jī)功能操作的數(shù)據(jù)。在目前的智能汽車中大都承載了很多車機(jī)功能，如在線音樂(lè)、在線電臺(tái)、在線新聞、實(shí)時(shí)導(dǎo)航等。而不同功能的受歡迎程度也是不同的，可以通過(guò)可視化的方法來(lái)展示用戶對(duì)各個(gè)功能的使用情況，使得項(xiàng)目可以直觀地判斷哪些功能是值得推廣，哪些功能是需要優(yōu)化，哪些功能是可以取消的。

對(duì)于功能使用情況，可以統(tǒng)計(jì)各個(gè)功能用戶使用的次數(shù)、使用的時(shí)間段、用戶的使用時(shí)間等維度來(lái)進(jìn)行可視化展示。對(duì)于圖表的使用，柱形圖是展示使用次數(shù)的一個(gè)很好的方式。通過(guò)柱形圖，不僅可以展示每天各功能的使用情況，還可以展示同一功能連續(xù)一段時(shí)間的使用趨勢(shì)。也可以通過(guò)折線圖來(lái)展示使用次數(shù)，通過(guò)折線圖還能更直觀地展示連續(xù)一段時(shí)間的使用趨勢(shì)。對(duì)于一些需要統(tǒng)計(jì)使用占比的需求，可以通過(guò)餅狀圖來(lái)進(jìn)行可視化展示。餅狀圖可以很直觀地展示各個(gè)部分的占比，很適合用來(lái)展示各個(gè)功能模塊的使用占比。此外，還可以通過(guò)圖表輪播的形式來(lái)展示各個(gè)功能的使用排行。

在功能使用情況方面，主要的可視化形式還是圖表，通過(guò)柱形圖、折線圖、餅狀圖等圖表可以很直觀地展示需要統(tǒng)計(jì)的功能細(xì)項(xiàng)，達(dá)到實(shí)時(shí)展示的目的。

4? 結(jié)語(yǔ)

隨著行業(yè)的不斷發(fā)展，車聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)只會(huì)越來(lái)越多，越來(lái)越復(fù)雜，但無(wú)論如何變化，可視化也永遠(yuǎn)是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)價(jià)值的一個(gè)很有效的方法，也必然會(huì)形成一個(gè)順應(yīng)時(shí)代發(fā)展的浪潮。通過(guò)可視化展示，可以把繁瑣、原始的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)處理轉(zhuǎn)換，以更直觀的形式展現(xiàn)給用戶，從而提高服務(wù)品質(zhì)，提高企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力。

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（編輯? 楊? 景）

作者簡(jiǎn)介

蘇萬(wàn)德（1996—），男，工程師，研究方向?yàn)槠嚧髷?shù)據(jù)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。