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技术车辆系统车联网:车辆运行链中的“物联网”

车联网,是指装载在车辆上的电子标签通过无线射频等识别技术,实现在信息网络平台上对所有车辆的属性信息和静、动态信息进行提取和有效利用,并根据不同的功能需求对所有车辆的运行状态进行有效的监管和提供综合服务。汽车数字化标准信源技术是基于RFID开发的涉车信息资源的应用技术,该项目是由国家公安部组织研发,经国家科技部认证后列为2007年“国家科技支撑计划”重点专项中进行的应用示范工程(项目编号为2008BAF31B00)。汽车数字化标准信源技术的开发将推进“车联网”和RFID产业化进程。

摘要

2009年11月3日,2009第四届中国无线射频识别(RFID)技术发展国际研讨会在上海隆重召开。研讨会按照领域分为四个分论坛,分别是:RFID技术&制造信息化技术融合发展论坛、RFID技术&物流供应链技术与发展论坛、RFID技术&智能交通信息技术与应用论坛和RFID技术、测试与标准论坛。各行业、领域专家、学者、商界精英针对不同领域出现的不同热点和问题组织产、学、研、企共同探讨解决RFID的行业面临的共性问题,继续推动RFID技术应用,分论坛可说是本次会议的升华篇章。在此次分论坛中,参加RFID技术&智能交通信息技术与应用论坛的人数相对较多。

背景

2009年11月3日,2009第四届无线射频识别(RFID)技术发展国际研讨会在上海隆重召开。研讨会按照领域分为四个分论坛,分别是:RFID技术&制造信息化技术融合发展论坛、RFID技术&物流供应链技术与发展论坛、RFID技术&智能交通信息技术与应用论坛和RFID技术、测试与标准论坛。各行业、领域专家、学者、商界精英针对不同领域出现的不同热点和问题组织产、学、研、企共同探讨解决RFID的行业面临的共性问题,继续推动RFID技术应用,分论坛可说是本次会议的升华篇章。在此次分论坛中,参加RFID技术&智能交通信息技术与应用论坛的人数相对较多。

简介

车联网系统,是指通过在车辆仪表台安装车载终端设备,实现对车辆所有工作情况和静、动态信息的采集、存储并发送。系统分为三大部分:车载终端、云计算处理平台、数据分析平台,根据不同行业对车辆的不同的功能需求实现对车辆有效监控管理。车辆的运行往往涉及多项开关量、传感器模拟量、CAN信号数据等等,驾驶员在操作车辆运行过程中,产生的车辆数据不断回发到后台数据库,形成海量数据,由云计算平台实现对海量数据的“过滤清洗”,数据分析平台对数据进行报表式处理,供管理人员查看。

概念

RFID

RFID,是Radio Frequency Identification的缩写,即射频识别。它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据,识别工作无须人工干预,可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签,操作快捷方便。基本的RFID系统由标签(Tag)、阅读器(Reader)、天线(Antenna)。

RFID技术有着广阔的应用前景,物流仓储、零售、制造业、医疗等领域都是RFID的潜在应用领域,另外,RFID由于其快速读取与难以伪造的特性,一些国家正在开展的电子护照项目都采用了RFID技术。

RFID具有车辆通信、自动识别、定位、远距离监控等功能,在移动车辆的识别和管理系统方面有着非常广泛的应用。

ITS

即智能交通。是将先进的传感器技术、通信技术、数据处理技术、网络技术、自动控制技术、信息发布技术等有机地运用于整个交通运输管理体系而建立起的一种实时的、准确的、高效的交通运输综合管理和控制系统。

车联网的应用

车辆运行监控系统长久以来都是智能交通发展的重点领域。在国际上,美国的IVHS、日本的VICS等系统通过车辆和道路之间建立有效的信息通信,已经实现了智能交通的管理和信息服务。而Wi-Fi、RFID等无线技术近年来也在交通运输领域智能化管理中得到了应用,如在智能公交定位管理和信号优先、智能停车场管理、车辆类型及流量信息采集、路桥电子不停车收费及车辆速度计算分析等方面取得了一定的应用成效。

当今车联网系统发展主要通过传感器技术、无线传输技术、海量数据处理技术、数据整合技术相辅相成配合实现。车联网系统的未来,将会面临系统功能集成化、数据海量化、高传输速率。车载终端集成车辆仪表台电子设备,如硬盘播放、收音机等,数据采集也会面临多路视频输出要求,因此对于影像数据的传输,需要广泛运用当今流行3G网络。

目前,苏州金龙已经通过与杭州鸿泉数字设备有限公司合作,在车辆出厂前安装车载终端设备采集车辆运行状况数据和司机驾驶行为,如今,由杭州鸿泉公司研发,苏州金龙使用的G-BOS系统已经管理车辆10000多台,但当用户数量大幅增加时,数据传输、过滤、存储及显示也一直在承受相当大的考验。

此外,当今比较优秀车联网系统有瑞典SCANIA的黑匣子系统,杭州鸿泉的车辆移动互联网(车联网)系统,台湾和欣客运远程管理系统,潍柴动力的共轨行系统,江苏天泽的天泽星网。

以杭州鸿泉数字设备有限公司的车辆移动互联网(车联网)系统,该系统曾为苏州金龙公司服务,即曾在客车行业久负盛名的G-BOS智慧运营系统,该系统从去年7月份正式发布,到今年已经管理车辆将近10000多部。

自该系统在客车行业得到成功运用后,鸿泉数字设备又将在客车行业的管理经验复制到工程机械车辆、卡车等货运车辆行业。

据了解,未来车联网将主要通过无线通信技术、GPS技术及传感技术的相互配合实现。在未来的车联网时代,无线通信技术和传感技术之间会是一种互补的关系,当汽车处在转角等传感器的盲区时,无线通信技术就会发挥作用;而当无线通信的信号丢失时,传感器又可以派上用场。

作为众多无线应用的代表,车联网时代的到来必将推动更多无线技术的应用和普及,我们也再一次看到了移动宽带需求的指数性增长。尽管无线和有线运营商们还无法确定应该在哪些地方进行投资,以及投入多少,但有一点是肯定的:那就是移动宽带的需求正在增长,而且增长会非常迅速。

目前,通用汽车已经通过与中国电信合作,通过其3G网络为用户提供车载信息服务,并逐步建设车联网。当用户量还不具备规模的时候,现有的运营商网络可以承载各项服务;但当用户数大幅增加时,网络也将受到考验。

运营商正在经历移动宽带数据流量的井喷式增长,因为他们需要增加容量来减少网络的堵塞,提高消费者的QoE。分组网络,尤其是电信级以太网,可以非常经济地扩展到高带宽,并处理突发的数据流量。分组网络可以通过采用先进的称为“伪线”的隧道协议来做到TDM业务和突发数据业务的混合传送。所有这些因素都使电信级以太网成为经济有效地应对激增的移动宽带数据流量的新架构。

过渡到电信级以太网只是第一步,但这还不足以在新的环境下具有足够的竞争力。运营商还必须充分地了解它们所提供的应用,以便为它们的用户提供最大的价值。这种智能可以有多种形式,例如可以是采用称为深度数据包检测(DPI)的技术“看透”数据包,以及确定正在运行的应用程序。下一代设备可以在这些数据包穿越网络的时候,快速窥探到数据包,确定其流量信息。这些信息可以把用户、位置、使用的手机类型等分组核心信息结合起来,获得更全面的网络使用情况分析,包括使用地点以及设备类型等,这样运营商才可以更好地利用这些信息来改善客户的体验,同时获得新的业务增长点。[1]

相关专利:

杭州鸿泉的EBOS系统产品,获得大量荣誉,同时也申请了多项专利对该产品进行全方面的技术保护,如:201010587087号专利:司机行为监测方法ZL200920122196.6号专利:基于3G无线网络海量实时数据采控装置等。鸿泉的EBOS系统定位高端,产品以出口为主,随着国内对建筑业安全问题日益重视,国内市场也将迅速发展。

国际趋势

“车-路”信息系统一直是智能交通发展的重点领域。在国际上,美国的IVHS、日本的VICS等系统通过车辆和道路之间建立有效的信息通信,实现智能交通的管理和信息服务。RFID技术近年来在物流与供应链管理领域以及交通运输领域智能化管理中得到了应用,如智能公交定位管理和信号优先、智能停车场管理、车辆类型及流量信息采集、路桥电子不停车收费、高速公路多义性路径识别及车辆速度计算分析等方面取得了一定的应用成效。

2009年9月,在深圳全国第四届GPS运营商大会和11月广州全国汽车用品大会上,汽车俱乐部专家王景东先生在大会报告中首度提出车联网概念,得到广大专业人士的认同。

未来体验

继互联网、物联网之后,“车联网”又成为未来智能城市的另一个标志。

到上海世博会园区里的热门场馆——“上汽-通用汽车馆”,看一部科幻大片《2030》,就可以超前体验到20年后的汽车生活。在片中,2030年的上海拥有5层立体交通网络。人们驾驶着EN-V、叶子和海贝这三种未来车型出行,任何人都可以开车,车速飞快,而且在“车联网”的保护下实现了零交通事故率,堪称绝对安全。通过“车联网”,汽车具备了高度智能的车载信息系统,并且可以与城市交通信息网络、智能电网以及社区信息网络全部连接,从而可以随时随地获得即时资讯,并且作出与交通出行有关的明智决定。

外形小巧时尚的EN-V将可以实现智能停泊,通过建筑外墙的轨道直接停在自家阳台上,或者进入高速火车的车厢中。由于每辆车都采用了自动驾驶技术,盲人也可以开车穿行于城市中。智能的“车联网”,甚至可以以"一键通"的形式接通呼叫中心的形式帮助司机获取周边信息、寻找停车场,以及自己找到充电站完成充电。

如何改变

20年后,我们驾驶的汽车会是什么样?在世博会首个主题论坛上,通用汽车中国公司总裁兼总经理甘文维描述了这样的都市交通景象:繁忙的城市中,车辆在智能交通网络指挥下迅速而有序地穿梭移动,即便是盲人,也能自如地驾驶;汽车不再“喝”油,绿色充电站遍布城市的大街小巷,人们可以随时为爱车充电。“‘车联网’技术将重新定义汽车NDA。”甘文维说,未来的汽车将依靠纯电力驱动,纯电力或氢气是汽车的燃料,由精密电子设备和软件整体操控。借助无线通讯,城市内车与车之间,车与建筑物之间,以及车与城市基础设施之间实现互联互通。“这就如同一个蝙蝠定位系统,在接收到局部信息后,迅速地传递到范围更广的网络中,帮助交通系统将车流分配到不同的区域内。”再加上高智能的车辆驾驶系统,车辆如深海中的鱼群快速地游动却彼此永不相撞。未来汽车所具备的3D智能导航系统,就像一个智能机器人,能与交通设施、其他车辆进行信息交流,自动引导汽车行驶,不需人驾驶。而一份来自通用汽车的调查显示,目前,在超大型城市,30%的石油浪费在寻找停车位的过程中,造成车主每月多支出336元,七成车主每天至少碰到一次停车困难。传统汽车需要超过10平方米的车位,90%的时间处于停车状态。“中国有潜力在全球领先应用车联网。”甘文维认为,上海乃至中国将成为未来个人汽车解决方案的最先尝试者,因为中国政府对于新能源和智能化汽车在进行强有力的政策鼓励,中国更有全世界最大的汽车消费市场,也有强大的汽车产业研发能力。“电气化、车联网、自动驾驶等技术目前都已经存在,但是,要实现未来交通的愿景,一方面需要汽车生产商和政府、城市规划者以及基础设施专家,共同创造适当的应用环境。另一方面,也需要信息化技术支持建立城市虚拟信息基础设施。”甘文维说。不过,在眼前,新能源汽车的高昂价格还令消费者难以接受,望而却步。甘文维预计,20年后,新能源汽车的价格只有传统汽车价格的五分之一,运行成本压缩到四分之一。按目前的电费标准,行驶2.4万公里仅需花费840元。

智慧城市

中国工程院副院长、国家信息化专家委员会副主任邬贺铨在世博会主题论坛上指出,由“物联网”衍生的“车联网”,将成为未来智慧城市的重要标志。什么叫智慧城市?邬贺铨说,一个定义是运用智能技术,使城市的关键基础设施通过组成服务,使城市的服务更有效,为市民提供人与社会、人与人的和谐共处,智慧城市本身就是一个网络城市:人与人之间有互联网,物与物之间有物联网,车与车之间有“车联网”。正如互联网能让人们实现“点对点”的信息交流,“车联网”也能让车与车“对话”。专家指出,未来具备了“车联网DNA”的汽车不仅高效、环保、智能,更重要的是它还可以提供前所未有的交通安全保障,甚至可以将汽车司机发生交通事故的概率降低为零。目前,全球一些主要汽车品牌已经开始了这方面的探索。据介绍,通用EN-V车型是基于车联网理念设计的。它整合了车对车交流技术、无线通信及远程感应技术,支持“自动驾驶”。在自动驾驶模式下,它能获得实时交通信息,自动选择路况最佳的行驶路线,大大缓解交通堵塞。

除此之外,它还可以感知周围环境,在很大程度上减少交通事故的发生。一些著名汽车厂商都意识到,下一个能为改善交通安全带来重要推动力的就是汽车与汽车间的“交流”。如果汽车能互相进行信息沟通,即使危险尚处在下一个弯道甚至更远,驾驶员也能提前识别防范。未来汽车将具备行人探测功能,不用司机踩刹车,车辆可以实现自动刹车、紧急停车。在第80届日内瓦车展上,装配带全力自动刹车功能行人探测系统的沃尔沃S60已经推出,它可以探测走入车前路面的行人。在紧急情况下,系统首先向驾驶员发出声音警示,并在挡风玻璃上显示闪光信号。如果驾驶员仍未对警示做出反应,碰撞即将发生时,汽车会自动进行全力制动。警示系统预防疲劳驾驶,帮你赶跑开车时的瞌睡虫。疲劳驾驶是一个全球普遍存在的交通安全问题。丰田的车内智能安全网络也能及时纠正驾驶员失误,通过方向盘监测驾驶者脉搏,发现驾驶员疲劳驾驶时,便启动警告系统。最初只是摇晃驾驶座位,当驾驶者仍无反应时,系统就会自动熄灭而强行停车。

车联网概念股

经媒体报道车联网将列为国家重大专项后,车联网概念股于股票市场反响极大。昨日(11月1日)车联网概念股大幅上涨,银江股份、启明信息一度涨停,皖通科技涨7%,交技发展涨2%。

中信金通证券报告显示,物联网相关的个股主要分三类:一类是公路信息化整体解决方案供应商,包括宝信软件、川大智胜、银江股份、交技发展、皖通科技、亿阳信通,第二类是车载端信息系统,包括启明信息、四维图新、翼卡车联网;第三类是自助缴费系统,包括新国都、新北洋等。

2011年3月,大唐电信与启明信息携手共建联合实验室签约仪式在我国汽车城长春举行,共同开发以中国自主知识产权为核心的高可靠性、高集成度、超低功耗智能化的汽车电子产品,此举标志着我国物联网产业的重要分支——车联网将真正走下云端,逐步进入实质应用阶段。

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