車聯(lián)網(wǎng)標準體系淺析

文/王立

車聯(lián)網(wǎng)標準體系淺析

文/王立

概述

車聯(lián)網(wǎng)，顧名思義就是車與車之間的網(wǎng)絡，是物聯(lián)網(wǎng)在交通行業(yè)的具體應用。車聯(lián)網(wǎng)是戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)中物聯(lián)網(wǎng)以及智能化汽車兩大領域的重要交集，是指裝載在車輛上的電子標簽通過無線射頻識別（RFID）等技術，實現(xiàn)在信息網(wǎng)絡平臺上對所有車輛的屬性信息和靜、動態(tài)信息進行提取和有效利用，并根據(jù)不同的功能需求對所有車輛的運行狀態(tài)進行有效的監(jiān)管和提供綜合服務。就像上世紀80年代互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)將各自獨立的電腦連接在一起，車聯(lián)網(wǎng)是通過汽車收集、處理并共享大量信息，車與路、車與車、車與城市網(wǎng)絡實現(xiàn)互相連接，從而實現(xiàn)更智能、更安全的駕駛，其實際是要構建一個智能交通網(wǎng)絡。

隨著城市化建設的快速發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，我國車輛數(shù)量的年增長速度已超過10%。目前，我國的機動車數(shù)量超過1.5億，其中汽車數(shù)量超過5000萬，全國出租車數(shù)量超過100萬，年客運量達90多億人次。但是與此同時道路的建設遠趕不上車輛的增長，伴隨而來的便是交通擁堵、車輛違章違法、車輛假牌套牌、車輛超載等現(xiàn)象的日益突出。車聯(lián)網(wǎng)技術能夠有效的解決目前的交通問題，目前相關的平臺技術尚未成熟，涉及的相關廠家很多，產(chǎn)品種類也很多，但是沒有統(tǒng)一有效的標準，為了實現(xiàn)不同產(chǎn)品的集成應用和互聯(lián)互通，需要盡快制定車聯(lián)網(wǎng)標準，以便加快推動整個車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

車聯(lián)網(wǎng)相關標準組織

ISO（Internation organization for Standardization，國際標準化組織）：TC204是最早制定車聯(lián)網(wǎng)相關標準的組織，主要以國家為單位，包含各國政府的交通部分，其中也有汽車廠商、電子制造商、系統(tǒng)集成商、研究咨詢機構等單位參與。TC204中的WG16負責CALM（Communication Access for Land Mobiles，陸地移動訪問通信）的標準制定，定義了蜂窩網(wǎng)絡（2G/3G）、WiMAX、紅外、微波等通信技術支持車聯(lián)網(wǎng)應用的通用體系架構、網(wǎng)絡協(xié)議和空中接口。WG16組下有8個子工作組從事架構、媒介層、網(wǎng)絡層、應用管理、安全等標準研究，標準內(nèi)容主要包含實現(xiàn)車聯(lián)網(wǎng)通信業(yè)務的通用架構、網(wǎng)絡協(xié)議及接口。CALM系統(tǒng)抽象出各種接入技術，使車聯(lián)網(wǎng)應用不受限于一種接入技術活網(wǎng)絡協(xié)議，優(yōu)化使用各種資源。同時，ISO TC204與其他國際標準組織、各國相關標準組織合作進行車聯(lián)網(wǎng)相關標準研究。

ETSI（European Telecommunications Standards Institute，歐洲通訊標準化組織）：2007年，經(jīng)過ISO TC204 WG16多位專家的積極推動，ETSI成立了TC ITS，其目的是將ISO CALM標準轉化為歐洲標準并聯(lián)合開發(fā)新的標準。ITS有5個工作組分別從事應用、架構、網(wǎng)絡、接入技術及安全的標準研究。ITS參與多個歐洲車聯(lián)網(wǎng)研究項目的合作，如CVIS、SAFESPOT、COMeSafetly等，同時也與其他國際標準組織合作協(xié)調(diào)標準工作。

ITU（International Telecommunication Union，國際通信聯(lián)盟）：ITU-T目前主要有3個工作組在從事標準化工作。SG12成立APSC TELEMOV與其他標準組織進行溝通與合作，如ETSI、ISO、AMI-C汽車多媒體節(jié)目合作組織等，并與2009年11月成立了FG CarCOM（Focus Group on Car Communication），主要進行汽車安全通信（防止駕駛員分心）標準工作。SG13有研究NGN下車聯(lián)網(wǎng)架構的標準研究，目前該標準完成已關閉。SG16在Q17成立了基于通信/車聯(lián)網(wǎng)業(yè)務/應用的汽車網(wǎng)關平臺，主要從事支持V2V、V2I的業(yè)務需求和網(wǎng)關功能的標準研究。

IEEE（Institute of Electrical and Electronics Engineers，美國電氣及電子工程師學會）：IEEE802.11p/1609主要從事車用無線局域通信協(xié)議的標準工作，應用與車-車、車-路的中短程距離通信，解決了車用通信受限于高速移動的挑戰(zhàn)。IEEE 802.11p協(xié)議主要在OSI的最低兩層（物理層和數(shù)字鏈路層），實現(xiàn)針對車輛環(huán)境中的移動操作、切換機制、增強安全、Peer-to-peer認證等功能。IEEE1609是以IEEE802.11p為基礎的高層協(xié)議，主要工作是系統(tǒng)架構、資源管理、網(wǎng)絡通訊、安全機制等標準研究。

TCITS（China National Technical Committee of ITS Standard，全國智能運輸系統(tǒng)標準化技術委員會）：TCITS是我國智能交通領域的專業(yè)標準組織，主要致力于地面交通和運輸領域的先進交通管理系統(tǒng)、先進交通信息服務系統(tǒng)、先進公共運輸系統(tǒng)、電子收費與支付系統(tǒng)、貨運車輛和車隊管理系統(tǒng)、智能公路及先進的車輛控制系統(tǒng)、雙向和多模式的交通短程通信和信息交換，以及交通基礎設施管理信息系統(tǒng)中的技術和設備標準化。

CCSA（China Communications Standards Association，中國通信標準化協(xié)會）：CCSA是我國通信領域的主要標準組織，其TC10工作組主要負責泛在網(wǎng)相關技術的研究和標準的制定，目前已經(jīng)在智能交通、車聯(lián)網(wǎng)方面開展了相關的技術研究，形成了一些技術研究報告，并計劃進一步開展相關行業(yè)標準的制定工作。

車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)框架

與物聯(lián)網(wǎng)整體系統(tǒng)架構對應的，車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)由感知層、網(wǎng)絡層和應用層組成。如圖1。

感知層

在車聯(lián)網(wǎng)中，感知層包括RFID技術、視頻采集技術、定位技術、傳感技術和地磁感應技術等。

RFID是一種非接觸式的自動識別技術，通過射頻信號自動識別目標對象并獲取數(shù)據(jù)，整個識別過程無需人工干預。該技術優(yōu)點在于標簽存儲容量大，具有防偽功能、安全性跟高；可動態(tài)實時進行信息采集及寫入；不受環(huán)境等外界因素影響，識別準確性高。

圖1 車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)由感知層、網(wǎng)絡層和應用層組成

視頻采集技術是利用高清晰的攝像機或數(shù)碼照相機，對所有車輛進行識別，獲得直觀的圖像信息。視頻采集是目前智能交通廣泛應用的一項技術。該技術優(yōu)點在于應用廣泛，技術較成熟。

定位技術是利用衛(wèi)星，在全球范圍內(nèi)實時進行定位、導航，如GPS全球定位系統(tǒng)由GPS終端、傳輸網(wǎng)絡和監(jiān)控平臺組成，可實現(xiàn)車輛行駛軌跡監(jiān)控。該技術優(yōu)點在于可全天候、實時定位，定位精度高。

傳感技術是利用傳感器探測外界信號、物理條件（如光、熱、濕度）或化學組成（如煙霧），并將探知的信息傳遞給其他裝置。該技術優(yōu)點在于探測信息多樣，對環(huán)境敏感，可對信息進行處理。

地磁感應技術是利用埋在地下的地磁檢測器來檢測車輛，可廣泛應用于城市交通、高速公路、停車場和小區(qū)進行車輛檢測和交通信息的采集。該技術優(yōu)點在于靈敏度高、壽命長、穩(wěn)定性好，不受環(huán)境影響。

網(wǎng)絡層

包括各種有線/無線的公共通信網(wǎng)絡、互聯(lián)網(wǎng)及其形成的融合網(wǎng)絡、網(wǎng)絡管理系統(tǒng)等，支持多種接入技術，實現(xiàn)感知延伸層與業(yè)務支撐層之間數(shù)據(jù)的有效傳送。網(wǎng)絡層按照通信網(wǎng)絡層次劃分包含接入網(wǎng)和核心網(wǎng)，按照傳輸方式可以分為無線方式和有線方式。

圖2 車聯(lián)網(wǎng)標準體系框架

應用層

是車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的核心部分，主要是面向各種車聯(lián)網(wǎng)的應用，為了實現(xiàn)車聯(lián)網(wǎng)的廣泛應用，需要構筑數(shù)據(jù)平臺、運營平臺和支撐平臺，負責車輛運行中的動態(tài)、靜態(tài)信息的采集以及管理、底層設備的初始化、維護管理、安全管理、系統(tǒng)管理以及信息發(fā)布等工作，同時提供挖掘整理后的數(shù)據(jù)信息。

現(xiàn)在不同應用有各自的架構，例如高速公路應用和城市內(nèi)交通應用目前就沒有統(tǒng)一，各自形成了孤島，沒有形成不同系統(tǒng)之間的互聯(lián)互通。因此，在車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)框架中，最為重要的是對應用數(shù)據(jù)的管理和運營，只有將各種數(shù)據(jù)聯(lián)合起來統(tǒng)一管理和運營，才能提高車聯(lián)網(wǎng)的效率，形成真正意義上的車聯(lián)網(wǎng)，解決不同應用系統(tǒng)之間的信息孤島。

車聯(lián)網(wǎng)標準體系框架

根據(jù)車聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)架構，三層結構都應當制定相應的標準，其中感知層標準和網(wǎng)絡層標準已經(jīng)有相應的具體技術標準作為支撐。而應用層標準還沒有相應的標準組織開展工作，需要在數(shù)據(jù)平臺、運營平臺、支撐平臺和對上層應用接口方面制定相應的標準，以保證各個平臺之間的互聯(lián)互通。同時因為車聯(lián)網(wǎng)涉及到人們?nèi)粘Ｉ睿瑢Π踩男枨笠脖容^明確，因此需要在安全方面設計相應的標準內(nèi)容。在各層標準完成之后，從數(shù)據(jù)結構接口方面需要制定層間數(shù)據(jù)的結構標準，這樣就能夠將各層數(shù)據(jù)串聯(lián)起來，形成整體的車聯(lián)網(wǎng)平臺。如圖2。

結束語

目前，車聯(lián)網(wǎng)技術是解決現(xiàn)有交通問題的有效手段，為了更好的推動車聯(lián)網(wǎng)應用，國際上相關標準組織正在著手制定相關標準，我國目前在車聯(lián)網(wǎng)標準方面還需要加快腳步，盡快完善整體車聯(lián)網(wǎng)標準體系的建設，以便促進這個產(chǎn)業(yè)鏈的快速發(fā)展。

作者單位：中興通訊股份有限公司