汽车上的网联系统应用

2023-08-20 理论教育版权反馈

【摘要】：车联网是物联网在汽车与交通中的应用，是车与人、车与车、车与路、车与云（平台）之间进行数据和信息交换的信息通信网络。2010 年，IEEE 工作组完成专用短距离通信的标准化工作，包括IEEE802.11p 底层的标准和IEEE1609 上层的标准。1997 年，通用汽车公司率先在其品牌汽车上安装车载终端，实现汽车与车联网服务平台的连接，并陆续开通车联网车载信息服务，如汽车导航、全音控免提电话、道路援助、自动撞车报警和远程车辆诊断等。

20 世纪90 年代，互联网作为信息革命的颠覆性技术，迅速普及于大众市场和消费领域，极大地满足用户对信息和通信的需求。到21 世纪，互联网进入工业等相关产业。2005 年11 月，国际电信联盟（ITU）发布《ITU 互联网报告2005：物联网》。物联网就是物物相联的互联网，它将用户终端延伸和扩展到任何物品（设备终端）与物品（设备终端）之间，进行信息交换和通信。

车联网是物联网在汽车与交通中的应用，是车与人、车与车、车与路、车与云（平台）之间进行数据和信息交换的信息通信网络。互联网、移动通信和物联网技术的发展驱动了车联网的发展和汽车的网联化。车联网有两种形态：基于蜂窝移动通信的车云网和基于V2X 协同通信的车际网。

基于蜂窝移动通信的车云网主要用于车辆与车联网服务平台、交通运输管理云平台、地图云平台、自动驾驶算法训练云平台的数据传输和业务应用。蜂窝移动通信从2G 发展到5G，其传输速率不断提高。20 世纪90 年代出现的2G 传输速率很低，约为115 kb/s，21 世纪初出现的3G 传输速率是2G 的10 倍。4G 传输速率最高达到100 Mb/s，是3G 的50 倍。于2020 年部署的5G 最高传输速率约为4G 的200 倍，达20 Gb/s，可用于海量的车辆环境感知数据传输。

V2X 协同通信用于车与人、车与车、车与路之间的数据传输。车际网的V2X 协同通信主要有两种技术；专用短距离通信（Dedicated Short Range Communication，DSRC）和蜂窝-V2X（C-V2X）协同通信。2010 年，IEEE 工作组完成专用短距离通信的标准化工作，包括IEEE802.11p 底层的标准和IEEE1609 上层的标准。C-V2X 协同通信包括4G 的LTEV2X 和5GV2X，3GPP 于2017 年3 月完成LTEV2X 标准的制定，并于2019 年年底完成5GV2X 标准的制定。

1997 年，通用汽车公司率先在其品牌汽车上安装车载终端，实现汽车与车联网服务平台的连接，并陆续开通车联网车载信息服务，如汽车导航、全音控免提电话、道路援助、自动撞车报警和远程车辆诊断等。

2008 年1 月，宝马和Wireless Car 等公司联合开发了下一代车载信息服务模式（NGTP）。NGTP 可用于构建包括内容提供商、信息集成商、信息服务提供商、网络运营商、整车厂和车载终端厂商在内的车载信息服务生态环境，其驱动力是提供更灵活的车载信息服务并降低其运营成本。

2011 年开始，车载信息服务出现了所谓的投影模式，如车厂主导的Mirror Link 模式、苹果的Car Play 模式、谷歌的Android Auto 模式。通过投影模式，可将智能手机的移动互联网应用投影到车载信息服务终端的屏幕上，实现音乐播放器、导航和语音通信等信息服务，其主要的驱动力是：为用户提供丰富的车载信息服务，满足其舒适性需求，提供与智能手机一样的操作体验。

2006 年12 月到2009 年12 月，在美国交通部公路交通安全管理局（National Highway Traffic Safety Administration，NHTSA）与研究和技术创新管理局（RITA）的组织下，开展基于V2X 协同通信的网联协同交通安全应用研究。在车与人、车与车、车与路、车与云（平台）之间，进行行人位置、车辆数据（车辆位置、速度、加速度与方向等）、交通运行数据和出行数据等数据交换，通过分析检测出潜在的碰撞，以预警的方式提醒或辅助驾驶员操作，降低车辆碰撞概率，或让车速与交通流量适配以降低能耗，优化全局交通流量，为道路交通带来安全、环保和高效率等公共价值，满足用户安全驾驶、节约能耗与降低使用成本的需求。

2014 年2 月，美国NHTSA 宣布其在密歇根州Ann Arbor 进行的V2V 安全应用现场试验结果，V2V 技术将能让车辆进行诸如车辆位置和速度数据信息的通信，可以在潜在的多车碰撞事故发生前向司机提供预警，显著提高道路交通安全。

2008 年，欧盟颁布欧洲智能交通的行动计划，随后于2009 年10 月委托欧洲标准委员会（CEN）和欧洲电信标准化协会（ETSI）等制定欧洲的网联驾驶，即协作式智能交通标准（C-ITS）。2014 年2 月，该标准的第一版制定完成。

2014 年7 月16 日，欧洲车厂发起的Drive C2X 项目组织在柏林宣布完成其负责的历时三年半的车路协同运行试验。

2017 年1 月12 日，美国NHTSA 完成并公布了立法提案并对外征求意见。该提案计划要求车厂于2021 年完成基于DSRC V2V 协同通信单元的开发，于2023 年完成V2V 通信单元与汽车总线和电子控制系统的集成。

汽车的网联化让汽车成为一个联网的可行走的智能终端，实现车载信息服务、车辆数据信息服务、网联协同驾驶和网联自动驾驶等车联网业务和应用，推动传统汽车与交通相关产业的变革和新兴服务业态的出现。

传统汽车和交通相关的行业，如：汽车和汽车零部件制造业、道路救援、医疗救援、保险公司、汽车维修和汽车服务等服务行业的业务模式、产业生态和商业模式，将因为汽车的联网而发生变革。车厂和汽车零部件制造业将与信息通信制造业合作，将通信模块、集成电路、操作系统和应用软件等集成到车载终端。车联网业务应用将产生很多新兴的服务行业：车载信息服务提供商、内容提供商、道路气象服务提供商、停车服务提供商、商业运输服务提供商、汽车导航地图服务提供商、交通管理运营商、公路管理运营商、车联网运营商和应急管理中心等。

汽车上的网联系统应用

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