面向車聯網應用的信息傳輸技術研究

周利民

摘要：文章首先進行了車聯網通信技術定義的介紹，然后對車聯網的功能需求進行了分析，最后對其在日常工作中的應用進行了研究，對其在應用中的關鍵參數進行了探討。

關鍵詞：車聯網；通信技術；信息傳輸

近年來，在國內前沿計算機網絡技術，如移動互聯網技術、物聯網技術和無線傳感器網絡技術等的快速發展和廣泛應用下，車聯網技術作為未來智能交通的有效途徑逐漸進入人們的視野，并成為當前全球前沿技術關注研究的重點。從理論上說，通信技術是車聯網技術的理論基礎，該技術是車聯網技術的關鍵支撐技術，決定了車聯網技術的整體性能。

1 車聯網通信技術概述

在當前的理論體系中，車聯網通信技術還沒有統一的理論定義。在目前階段，從不同的技術角度出發，車輛往通信技術有以下三種定義描述：

1）信息感知技術角度的定義。在信息感知技術角度，車聯網通信技術是指對車輛的各種狀態屬性進行識別感知的技術。例如，通過RFID等無線射頻識別技術，識別車輛上的電子標簽，提取和利用車輛的屬性、靜態和動態信息，從而達到監管和服務車輛運行狀態的目的。

2）智能交通技術角度的定義。為了對復雜的交通狀況進行智能管理，車聯網通信技術的另一個定義是指，運用信息感知技術、傳輸技術、信息控制技術及信息處理技術等先進的技術，建立的實時、準確、高效的綜合交通運輸信息處理系統。

3）車輛組網和通信技術角度的定義。車聯網通信技術就是通過在車輛安全無線通信終端的方式將所有車輛接入進網絡（包括異構網絡和同構網絡），以此實現所有的移動車輛之間和移動車輛與路邊設施之間的通信的技術。

通過上述三種定義角度的描述，車聯網通信技術的具體定義可以總結為，車聯網技術是一種綜合性智能化采集通信決策信息系統，其采用的手段是在車輛和道路設施中安裝電子設備和終端；利用的技術為無線通信技術、汽車導航系統、智能終端設施和信息處理系統；實現的結果是根據移動車輛之間、移動車輛與人員之間、移動車輛與交通設施之間的數據，實現對車輛、人員、設施、道路等各種方面的信息進行高準確度的實時監控和高效的調度管理；最終目的是為了提高車輛、道路交通管理效率。車聯網是基于傳統智能交通系統和物聯網技術相互融合，然后應用發展起來的產物，也是一種智能化的新型特殊無線傳感器網絡技術。

2 車聯網信息發布系統的功能需求分析

車聯網是一種移動自組網，其結構比較特殊，不僅具有移動自組網的一般特點，如移動性、自組性、多跳性和無中心等。除此之外，車輛網還具有不同于移動自組網的特殊性，如拓撲結構的動態性、通信網絡的移動不穩定性、道路車輛不同時段和不同地域的差異性等。這些特殊性增加了車聯網研究和設計的難度，因此也引起了相關專家學者的重視，成為目前此領域研究的重點和難點。

車聯網依靠V2V、V2I通信方式，能夠提供不同的應用服務和大量的數據信息給駕乘人員和車輛管理人員。車聯網中的車載電子設備，如通信設備、傳感器和定位設備，能夠上傳車輛本身的狀態信息，并接收來自交通環境的數據信息，依靠這種方法來緩解交通壓力、提高交通運輸效率、增加車輛行駛的安全性，使車輛駕乘人員獲得便利和更好的駕乘體驗。按照車聯網應用類型的不同，可分類為：安全相關應用類和非安全應用類。

1）安全相關應用類。在全世界范圍內，車輛在交叉路口行駛時，時常發生碰撞、追尾和并線碰撞等交通事故。車聯網的安全相關應用的主要目的是給駕乘人員提供實時的道路安全信息，以避免或降低道路交通事故的發生。其采用的方式主要是通過車輛之間、車輛與道路間隨時交互相關安全消息，同時經過對這些安全信息的分析利用，達到對潛在的交通事故進行提示預警的目的。

2）非安全應用類。主要包含的是交通管理類、多媒體和云服務等多種并不涉及設備和人員安全的應用，其中，如何提高車輛交通效率和提高駕駛員的駕乘體驗是其關注的重點。

車聯網高效應用的前提就是網絡信息的高效傳輸，由于目前的網絡資源和網絡技術的限制，針對同一道路不同時段以及不同道路交通的狀況，還有車輛的移動性和隨機性，網絡信息傳輸時會存在一定的差異性，因此，為移動車輛和其他不同的需求者提供具有針對性、準確性、實時性、高效性的信息，提高車聯網系統的穩定性，這對于推動車聯網技術的發展有著重要的意義。

3 車聯網通信發展方向

針對車聯網通信技術面臨的問題，根據物聯網、移動互聯網的發展趨勢，車聯網通信技術的發展方向有如下幾點。

1）向通信協議的統一方向發展。標準協議一是制定新的通信標準協議為車輛之間的通信、車量與行人之間的通信和車輛與控制中心的通信提供規范。二是完善已有的標準協議，提供更多服務功能。三是建立統一的國際標準，制定頒發統一的車聯網國際通信標準。

2）向異構網絡的融合方向發展。隨著車聯網規模的不斷增大，車輛節點和路邊單元節點也會隨著增加，不同網絡結構的引入，將會使眾多不同的網絡結構混雜在一起，對網絡中的數據共享造成一定的限制，所以要加強不同網絡結構的兼容和集成，以此實現數據信息順暢共享和互聯。

3）向更高通信容量和速率的方向發展。隨著社會經濟的發展，人們生活水平的提高，私家車的數量急劇增加，而且隨著計算機技術和網絡技術的發展，車聯網中的車輛也成倍的增加，使得車聯網系統需要采集、傳輸、處理、分析的數據量也呈現井噴式的增長，這也是典型的信息時代和大數據時代的特征。若不能及時有效的處理、挖掘車聯網中的大規模數據，將會嚴重影響車聯網業務的正常運行。因此，需要對其通信容量和速率進行不斷加強，同時充分運用云計算、大數據技術，研發大容量、高速率的通信產品或技術，這將是車聯網的重點發展方向之一。

4）向車聯網信息更安全的方向發展。目前車聯網系統正處于大規模推廣的階段，其網絡平臺的開放性也帶來了保密工作的難題，也引發了許多不同形式的通信安全問題，所以未來的車聯網系統會向更安全的方向發展。具體方向有：一是加強密鑰管理技術的研發。二是加強身份認證技術的研發。三是加強通信抗干擾技術的研發。關鍵點主要是車載終端、服務器端和移動終端這三個核心點。例如華為的謝爾德試驗室采取的新型層級安全架構來確保車機異種網絡安全隔離。最外層為了避免外部的網絡攻擊加強了V2X認證技術，還采取了防火墻和智能檢測技術，對系統與車內網進行有效的隔離和保護。

4 結語

交通一直在向智能化方向發展，而車聯網技術是其一個主要的發展方向，因此繼續對車聯網技術進行深入而細致的研究應用，對推廣應用車聯網技術具有十分重要的意義。

參考文獻：

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