车载网络将成未来智能交通系统重要组成
- 来源：ednchina
- 2013/10/27 14:07:412322
车载物联网概念
当前的智能交通系统严重依赖于预先部署的基础设施。例如，嵌入路面的电磁感应器，部署在主要道路交叉口的交通摄像头，高速公路收费口安装的射频标签（RFID）读取器。通常，一个收集和发布交通信息的典型过程如下：首先，路面传感器对车流的速度、密度进行检测，然后上传到城市交通中心。经过数据处理之后，流量报告可以通过蜂窝网络传递到用户的手机。这样来传播与位置相关的信息是一个昂贵和低效的方式，因为通常信息源和信息消费者的实际距离只有几百米远。
车载网络的短距离通信能力将会改变这种传统的智能交通系统的通信模式，以更直接的方式帮助信息的产生、传播和消费。
本质上车载物联网是一个巨大的无线传感器网络。每一辆汽车都可以被视为一个超级传感器节点。通常一辆汽车装备有内部和外部温度计、亮度传感器、一个或多个摄像头、麦克风、超声波雷达，以及许多其他装备。此外，未来的汽车将配备一个车载计算机、GPS定位仪和无线收发装置。这使得汽车之间，以及汽车和路边基站之间能够无线通信。这种的无线传感器网络扩展了计算机系统对整个世界的感知与控制能力，并可以让信息在本地产生和共享，不必涉及庞大的基础设施。
未来的汽车和车载网络为人们提供了一系列应用。车载网络的应用可分为4个类别。
（1）安全应用安全应用包括碰撞预警、电子路牌、红绿灯警告、网上车辆诊断、道路湿滑检测等。通常这类应用利用短距离通信实时性的特点来为司机提供即时警告。
（2）效率应用效率应用包括城市交通管理、交通拥塞检测、路径规划、公路收费、公共交通管理等。这类应用致力于改善公众和个人的出行效率。
（3）商业应用商业应用包括基于位置的服务，将带给人们巨大的商机。这些商业应用的种类繁多，如，近的餐馆、便宜的加油站、商场促销信息等。这些可能的商业应用将为服务业带来新的竞争手段。
（4）信息娱乐应用信息娱乐应用包括视频和音乐共享、基于位置的餐厅评论、拼车、社交网络等。实际上，信息娱乐的一些应用，如福特SYNC和起亚UVO，已成为当前汽车市场的一个引人注目的亮点。信息娱乐系统的网络化将是必然趋势。
在车载网络的发展过程中，有4类参与者将起到积极的作用。4类参与者为政府、汽车制造商、本地零售商和消费者。传统智能交通系统由各国政府主导进行投资和实施，其他少数几个地理信息系统（GIS）公司，如谷歌、Garmin、TomTom等公司也参与了交通信息的采集和发布。然而，未来的车载网络将吸引更多的参与者，并使他们从车载网络中获取巨大的商业利润。首先，汽车制造商将很乐于开发装备车载网络的汽车，这将增强汽车的安全性，并提供更丰富的车内娱乐系统，从而进一步提高其汽车的竞争力。汽车电子化是一种必然趋势，安全系统和信息娱乐系统的电子化是进程的两个主要方面。福特SYNC车载信息娱乐系统是一个非常成功的例子。其次，本地零售商及服务商也将非常感兴趣，车载网络将十分方便地传播他们的促销信息以及推广他们的服务。车载网络会带来激烈的商业竞争。后，毫无疑问，这些增强的安全性、提高的效率、价廉物美的商品、丰富的娱乐应用等将吸引更多的消费者，并使他们成为终受益人。
车载物联网无线通信技术
无线个人局域网（WPAN）在消费电子产品（包括汽车电子产品）领域取得了巨大成功。福特的SYNC是一个很好的例子。它通过蓝牙技术将司机的手机连接到汽车的音响系统，因而司机可以在行驶中通过语音命令播放音乐或拨打电话。由于大规模生产降低了成本，802.11a/b/g无线局域网技术已经被广泛使用。虽然802.11a/b/g初不是针对车载环境而设计的，但由于其被广泛使用带来的优势，许多研究人员在车载环境中进行了实验，如对802.11a/b/g在车载环境中的应用进行了一系列实验。802.11p和专用短程通信（DSRC）标准对802.11标准进行了扩充，以使其能够适应车载环境的无线通信。802.11p技术使用5.9GHz频段，能够在移动的车辆之间，以及移动车辆和路边基站之间建立短距离无线通信。无线城域网（WMAN），也称为WiMAX（即IEEE802.16），是另一项新兴技术。无线城域网能够以不同的方式提供长距离传输，例如，两个固定位置的节点之间的通信，以及类似于蜂窝系统的移动节点通信。
然而，目前为止，常见的车载通信技术还基于蜂窝网络，通常称之为汽车远程信息处理。通用汽车的OnStar系统和福特的RESCU系统都基于这一类技术。一些地理信息系统公司，如TomTom和Garmin等，也使用蜂窝网络来传输实时交通信息。通常情况下，基于蜂窝的远程信息处理是一种基于用户订阅的有偿服务。
车载物联网应用案例
FleetNet是一个由欧洲多个汽车公司、电子公司和大学的合作项目，合作者包括NEC公司、DaimlerChrysler公司、Siemens公司和Mannheim大学。该项目利用无线多跳自组织网络技术实现无线车载通信，能够有效提高司机和乘客的安全性和舒适性。FleetNet的设计目标包括实现近距离多跳信息传播以及为司机和乘客提供位置相关的信息服务。在该项目中，位置信息起着重要的作用，一方面它本身是FleetNet一些应用的基本需求，另一方面它也能使得通信协议更有效地运作。NEC欧洲实验室和Mannheim大学为车载网络设计了基于位置的路由和转发算法，然后基于该算法实现了一个基于位置的车-车通信路由器。研究人员建立了一个由6辆车组成的实验网络，其中每辆车装备了一个GPS接收器、一个802.11无线网卡，以及一个车-车通信路由器。另外，每辆车还装备了一个GPRS接口，这样可以实现对自组织网络中的每辆车进行实时监控。
CarTalk是一个欧洲的司机辅助系统研究项目。该项目利用车-车通信技术为移动中的车辆建立一个移动自组织网络，来帮助增强道路系统的安全性。例如，当一个车辆刹车的时候或者检测到危险的道路状况的时候，它会给后方车辆发送一个警告消息。即使在前方有其他车辆遮挡的情况下，后方车辆也能够尽早得到警告。这个系统同时也能够帮助车辆更安全地驶入高速公路和驶离高速公路。
CaliforniaPath是加州大学伯克利分校的一个关于智能交通系统的综合性研究项目。该项目始建于1986年，主要由伯克利分校的交通研究学院负责管理，同时也和加州交通部有密切合作。CaliforniaPath致力于运用前沿技术解决和优化加州道路系统存在的问题，其主要关注于3个方面的研究：
（1）交通系统运筹学研究其研究方向包括车流管理、旅行者信息管理、监控系统、数据处理算法、数据融合和分析等。
（2）交通安全研究研究内容包括十字路口协同安全系统研究、司机行为建模、工人与行人相关的安全研究等。
（3）新概念应用研究该研究致力于发现、验证在公共交通系统中的新概念和方法，帮助减少交通系统的阻塞，提高公共交通的出行效率。
MITCarTel是麻省理工学院的一个分布式移动传感器网络和远程通信系统。CarTel的应用能够收集、处理、传递、分析和可视化来自手机或者车辆的传感器数据。在该项目中，一个小型嵌入式计算机能读取一系列不同的传感器数据，对数据进行处理，然后将处理后的数据发送给一个Internet服务器。服务器进一步对数据进行分析，然后提供给终用户多种不同的服务。整个系统的框架包括进行传感器数据采集的硬件和软件、在车辆之间数据传递的网络、能够容忍网络连接中断的数据库查询系统、为基于位置的服务设计的隐私协议、车流预测模型系统以及道路表面状况监测系统。
美国政府与工业界也积极参加到车载物联网的研发中。车辆基础设施集成计划（VehicleInfrastructureIntegration）致力于利用无线通信技术使行驶中的车辆更紧密地与周围的环境相联系，从而提高交通系统的安全性。该计划的主要参与者包括美国交通部、加州交通部以及戴姆勒、福特、通用等汽车公司。该计划的参与者在加州101公路和密歇根Novi市部署了数十个路边基站，用于测试汽车与路边基站的通信能力。在通用公司展示的车载安全系统中，车辆通过DSRC无线技术实时监控周围车辆的位置、速度与方向，一旦发生紧急情况，车辆通过声、光信号警告司机。近，由美国交通部主导的IntelliDrive项目致力于在个人移动设备（如手机和PDA）、车辆以及路边基站之间建立安全、灵活的无线通信，使道路交通系统更安全、更智能和更环保。美国交通部目标在2013年前对现有的无线通信技术进行测试和评估，以帮助落实未来交通系统的决策与实施。
结语
车载物联网是一个具有巨大发展潜力的新兴领域。它能够使人们的日常生活更紧密地与计算机技术和互联网技术相结合，增强交通安全，提高城市交通效率，以及提供各种与位置相关的信息服务。近些年，车载物联网已经得到了学术界、工业界以及政府部门的高度重视，相关的工业、技术标准已提上制订日程。然而，针对不同的应用和不同的环境，仍然有很多尚未妥善解决的问题。人们相信，在车载物联网领域，会看到更多更深入的研究，同时车载物联网技术将能够很快走出实验室，投入实际应用。