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車聯網

車聯網

車聯網,英文叫做 IoV(Internet of Vehicles),它屬於物聯網(IoT,Internet of Things)的一種。Vehicle,就是車輛、交通工具的意思。

車聯網(Internet of Vehicles)概念引申自物聯網(Internet of Things),根據行業背景不同,對車聯網的定義也不盡相同。傳統的車聯網定義是指裝載在車輛上的電子標籤通過無線射頻等識別技術,實現在信息網路平台上對所有車輛的屬性信息和靜、動態信息進行提取和有效利用,並根據不同的功能需求對所有車輛的運行狀態進行有效的監管和提供綜合服務的系統。

網站背景


車聯網
車聯網
車聯網概念引申自物聯網(Internet of Things)。
隨著車聯網技術與產業的發展,上述定義已經不能涵蓋車聯網的全部內容。根據車聯網產業技術創新戰略聯盟的定義,車聯網是以車內網、車際網和車載移動網際網路為基礎,按照約定的通信協議和數據交互標準,在車-X(X:車、路、行人及網際網路等)之間,進行無線通訊和信息交換的大系統網路,是能夠實現智能化交通管理、智能動態信息服務和車輛智能化控制的一體化網路,是物聯網技術在交通系統領域的典型應用。
2013年8月27日,由中國汽車工程學會發起成立的“車聯網產業技術創新戰略聯盟”在北京正式成立。該聯盟由包括15家整車廠在內的共30家單位組成,成員涵蓋了汽車製造商、移動通信運營商、硬體設備製造商、軟體服務提供商及有關科研院所。聯盟旨在通過聯合各相關行業的力量,協同攻關、協調發展,在推進Telematics車載應用服務之外,重點推動車聯網技術對於汽車安全性與經濟性等性能提升的應用。
2015年1月22日,百度官方正式宣布,百度車聯網戰略將於2015年1月27日正式發布。至此,包括騰訊、阿里巴巴、百度在內的網際網路三巨頭全部參戰車聯網系統爭奪戰。

體系介紹


從網路上看,IOV系統是一個“端管雲”三層體系。
第一層(端系統):端系統是汽車的智能感測器,負責採集與獲取車輛的智能信息,感知行車狀態與環境;是具有車內通信、車間通信、車網通信的泛在通信終端;同時還是讓汽車具備IOV定址和網路可信標識等能力的設備。
第二層(管系統):解決車與車(V2V)、車與路(V2R)、車與網(V2I)、車與人(V2H)等的互聯互通,實現車輛自組網及多種異構網路之間的通信與漫遊,在功能和性能上保障實時性、可服務性與網路泛在性,同時它是公網與專網的統一體。
第三層(雲系統):車聯網是一個雲架構的車輛運行信息平台,它的生態鏈包含了ITS、物流、客貨運、危特車輛、汽修汽配、汽車租賃、企事業車輛管理、汽車製造商、4S店、車管、保險、緊急救援、移動網際網路等,是多源海量信息的匯聚,因此需要虛擬化、安全認證、實時交互、海量存儲等雲計算功能,其應用系統也是圍繞車輛的數據匯聚、計算、調度、監控、管理與應用的複合體系。
值得注意的是,截至2013年,GPS+GPRS並不是真正意義上的車聯網,也不是物聯網,只是一種技術的組合應用,目前國內大多數ITS試驗和IOV概念都是基於這種技術實現的。

發展歷程


RFID
RFID
車聯網在國外起步較早。在20世紀60年代,日本就開始研究車間通信。2000年左右,歐洲和美國也相繼啟動車聯網系統多個車聯網項目,旨在推動車間網聯繫統的發展。2007年,歐洲6家汽車製造商(包括BMW等)成立了Car2Car通信聯盟,積極推動建立開放的歐洲通信系統標準,實現不同廠家汽車之間的相互溝通。2009年,日本的VICS車機裝載率已達到90%。而在2010年,美國交通部發布了《智能交通戰略研究計劃》,內容包括美國車輛網路技術發展的詳細規劃和部署。
與國外車聯網產業發展相比,我國的車聯網技術直至2009年才剛剛起步,最初只能實現基本的導航、救援等功能。隨著通信技術的發展,2013年國內汽車網路技術已經能夠實現簡單的實時通信,如實時導航和實時監控。在2014-2015年,3G和LTE技術開始應用於車載通信系統以進行遠程控制。2016年9月,華為、奧迪、寶馬和戴姆勒等公司合作推出5G汽車聯盟(5GAA),並與汽車經銷商和科研機構共同開展了一系列汽車網路應用場景。此後至2017年底,國家頒布了多項方案,將發展車聯網提到了國家創新戰略層面。在這期間,人工智慧和大數據分析等技術的發展使得車載網際網路更加實用,如企業管理和智能物流。此外ADAS等技術可以實現與環境信息交互,使得UBI業務的發展有了強勁的助推力。未來,依託於人工智慧、語音識別和大數據等技術的發展,車聯網將與移動網際網路結合,為用戶提供更具個性化的定製服務。

國內現狀


與蘇州金龍

2010年10月28日,百度“車聯網”關鍵詞第一次被搜索。
2010年11月12日至27日廣州亞運會期間,80多台安裝著G-BOS設備的蘇州金龍智慧客車投入服務,這是亞運歷史上首次出現“3G”客車。標誌著車聯網技術正式走向社會視野。
G-BOS系統由杭州鴻泉數字設備有限公司與蘇州金龍公司2010年1月戰略合作研發,在車聯網概念明確提出的之前,推出車聯網解決方案:G-BOS智慧運營系統。
杭州鴻泉G-BOS系統從10年7月份正式發布,到2013年已經管理車輛60000多部。2011年5月31日,交通部公示《交通運輸行業第四批節能減排示範項目》其中“G-BOS智慧運營系統的應用”榜上有名。成為引領車聯網潮流的代表。

與陝汽重卡

V2I
V2I
2011年12月18日,杭州鴻泉數字設備有限公司與陝汽聯合研發的天行健車聯網服務系統正式發布。成為重卡行業率先使用車聯網技術的公司,具有開創性意義。國家交通部道路運輸司副司長徐亞華和車輛處處長俞衛江等部委領導先後蒞臨陝汽視察工作,對“天行健”車聯網系統進行了詳細的了解,在得知“天行健”研發完全立足於重卡客戶的潛在服務需求,核心功能兼具創新性和實用性后,徐副司長明確指出:“天行健車聯網服務系統”是陝汽緊跟車聯網技術發展以及國家關於建設道路交管平台要求的創新性產品,將會對重卡行業服務和公路交通安全的提升起到非常大的促進作用,督促相關部門給予“天行健”大力的支持,並鼓勵陝汽不斷對“天行健”產品進行完善,保證產品可以持續滿足重卡用戶和公路交通安全監管需求。

與北奔重卡

杭州鴻泉與北奔重卡也建立了合作,為北奔重卡定製車聯網系統。

與北汽福田

2015年,杭州鴻泉與福田重卡建立戰略合作夥伴管理,為北汽福田定製車聯網解決方案。

同濟大學

同濟大學寬頻無線與多媒體實驗室研究團隊多年從事車輛通信、交通視頻處理與車聯網應用的研究和系統開發,熟悉車聯網領域的基礎理論、關鍵技術與應用技術等,搭建過車載寬頻無線接入系統模擬平台、硬體測試平台、無人駕駛汽車信息採集處理平台以及交通監控視頻採集和處理平台等。先後完成和正在進行的多項相關的研究課題,有科技部973項目、科技部863項目、科技部國際合作重點項目、工信部國家科技重大專項項目、國際合作項目、上海市重大科技攻關項目等。
同濟大學寬頻無線與多媒體實驗室對車聯網的架構進行了深入的研究。車聯網的要素可描述成三個集合的並集,即被服務終端、基礎設施以及交通管理和控制實體。其中被服務終端包括汽車、列車以及路上行人等需要通過車聯網得到各項服務的實體;基礎設施包括熱點接入點、基站、衛星、交通設施等可為被服務終端提供通信、接入或服務的實體;交通管理和控制實體包括交通控制中心等全局或區域交通控制實體。這三種實體通過各種通信方式的融合最終連接到Internet上,以實現多源信息的融合,各種交通信息、服務信息及多媒體信息可以在各個實體間無阻礙地交互。按照通信雙方的實體來劃分包括車內通信、車車通信、車路通信、路側設備通信四個部分。不同的接入方式和各個實體單元的異構組網環境,共同完成控制信令和業務數據的交互,達到安全信息傳播、道路狀態發布,交通狀態監管等目的。
同濟大學寬頻無線與多媒體實驗室在車聯網的應用示範與原型系統搭建方面均有一定建樹,為車聯網系統的進一步大規模實際測試和部署奠定了基礎。

長安汽車

長安汽車與清華大學“智能交通與主動安全”項目合作贈車儀式在清華大學舉行。長安汽車贈予清華大學10輛悅翔作為試驗用車,用於汽車安全技術研究。這是長安汽車創新“產學研”模式,關愛教育、助力高校科研進步的實際行動和又一重要舉措,樹立了行業新的典範。
汽車安全是事關汽車產業可持續發展的重大課題,長安汽車一直十分關注。2009年,長安汽車對國內外智能交通和主動安全技術的發展現狀、產業化前景以及國內基礎等進行充分調研和論證,在此基礎上,制定實施了重點發展基於智能交通的汽車主動完全技術的戰略規劃,並於2010年與清華大學開展了基於機器視覺的車道偏離和前方障礙物預警系統的研究,目前已經完成樣車開發。該樣車具備車道偏離報警、自適應巡航、前撞預警功能。在今年的上海國車展上,長安汽車即將展示的主動安全技術中,清華大學負責了控制系統的開發。在汽車安全研發團隊、產品應用、技術合作等方面,長安汽車開展了一系列工作:在研發團隊建設上,2010年底,從國外引進了主動安全技術專家黎予生;在產品應用上,即將推出的重量級車型將逐步配備智能交通和主動安全系統;在技術研發上,進一步創新產學研合作模式,積極與清華大學等開展廣泛而富有成效的合作。

宇通汽車

宇通客車新一代車聯網產品安節通的車載終端和系統平台相繼進入交通部合規目錄,成功實現“雙合規”。新版安節通的面世,是宇通自主研發能力的又一次突破,它有助於幫助交通運輸企業實現車輛運營管理的數字化、動態化、遠程化控制,實現安全、油耗、維保等全方位車輛管理。
宇通客車研製的安節通智能運營系統,並非簡單的GPS定位系統。據了解,安節通從車輛技術、駕駛工作法、智能管理體系三方面為客戶提供“人、車、管理”整體解決方案。其主要由車載終端設備、無線傳播媒介、伺服器平台三大部分組成。在傳統GPS功能的基礎上,實現了安全、能耗、運營、機務等智能化管理,並支持後續應用的擴展,為客車的安全、節能、運營提供高效管理工具。無論是車輛整體運行情況的統計與分析,或是個別車輛的監控與追蹤,皆可做到上通下達的時時掌控與反饋互動。

實驗室

國內首個“智能駕駛與車聯網實驗室”在渝揭牌。2013年4月11日上午,國內首個“智能駕駛與車聯網實驗室”在重慶科技研究院揭牌。今後,這裡將作為國內研究“智能交通”的重要“練兵場”。
“前方車道已經堵塞,提醒後方車輛變道行駛。”今日上午,剛剛揭牌成立的“智能駕駛與車聯網實驗室”內,工作人員向記者演示起智能交通的相關研究成果。據介紹,這台造價20餘萬元的“操作平台”實際上就是按照1:12的比例製作成為的道路交通模型。
據了解,這套實驗裝備可完成路標感應、路況分析等十幾項檢測功能,參與其中的有力帆汽車、長安汽車以及湖南大學、重慶郵電大學等多個企業或高校。2013年11月,“首屆全國智能車競賽”還將在重慶科研院舉辦。

華為

車聯網
車聯網
在“2011年天翼3G網際網路手機交易會”上,中國電信集團政企客戶部、集團物聯網基地、集團研究院、全國車機重點廠商以及華為終端公司,齊聚CDMA“車聯網”論壇,共同見證華為MC509車載模塊發布。在通訊模塊領域,華為圍繞“移動網際網路、數字家庭、物聯網”三大課題,通過工業級通訊模塊,支撐數以十億計的行業終端互聯。而車載領域則是華為實現戰略投入的重要方向,華為此次率先發布的EVDO車載模塊具有極為重要的意義。
2013年2月25日至28日在西班牙巴塞羅那舉行的移動世界大會上,華為展出了前裝車載移動熱點DA6810和汽車在線診斷系統DA3100,以及符合汽車標準的3G、4G通信模塊,豐富的車聯網解決方案及產品能解決汽車信息化的問題,給汽車插上移動網際網路的雙翼,為車主帶來愉悅便捷的駕乘體驗,也為汽車行業帶來新的發展商機。
DA6810能夠在汽車等移動場景中,提供3GWi-Fi熱點,解決車內移動上網的問題。不同於消費級的移動WiFi設備,車規級的WiFi設備要在高速、高溫、振動環境中工作,對設備的穩定性、靈敏度提出更苛刻的要求。裝備了華為DA6810的汽車,立即就變成了一台高科技網際網路汽車,駕乘者可以在車內實現高速上網,體驗影音娛樂,大大提升駕乘樂趣。
DA3100是汽車在線診斷系統,主要運用於保險行業及車隊管理,通過獲取汽車移動時的系統信息(包括汽車位置及汽車狀況信息),將這些信息通過3G即時發送到TSP(遠程通信服務提供商)的信息平台,保險公司客戶服務人員可以通過車主的駕駛習慣推薦量身定做的保險方案。對於車隊管理人員,則方便獲知車輛位置和使用狀況,實現高效率的調度和管理。而對於車主,則可以通過安裝在手機里的APP雖是了解愛車的使用狀況,也可以遠程控制車輛,實現鳴笛、閃燈、開關車窗等動作。DA3100功能強大,無須專業安裝,無區域限制,無汽車限制,即插即用。

應用趨勢


“車-路”信息系統一直是智能交通發展的重點領域。在國際上,美國的IVHS、日本的VICS等系統通過車輛和道路之間建立有效的信息通信,實現智能交通的管理和信息服務。RFID技術近年來在物流與供應鏈管理領域以及交通運輸領域智能化管理中得到了應用,如智能公交定位管理和信號優先、智能停車場管理、車輛類型及流量信息採集、路橋電子不停車收費、高速公路多義性路徑識別及車輛速度計算分析等方面取得了一定的應用成效。
摩根士丹利研究部近日(2013.11.)發布了一份名為“自動駕駛汽車(Autonomous Cars):自動駕駛車,汽車產業新范兒”的報告。10個全球研發團隊經過了幾個月採訪未來學家、汽車行業高管和業外潛在顛覆者。該報告預示著由於幾乎完全消除汽車交通事故,將大大減少人類死亡和痛苦,由於降低醫療成本、減少擁堵、節省燃油和提高生產力,僅在美國每年可節省1.3萬億美元——佔GDP的比例約為8%。“現在我們清楚地看到,不僅是自動駕駛汽車真實的,但他們很可能會比大多數人想象的更早來到我們身邊”報告說。“自動駕駛汽車路線圖:基本的自動駕駛能力今天已經實現,半自動駕駛能力在未來12-18個月內實現,全自動駕駛能力(已經有原型機)商業化在2020年實現。”V2X通信是自動駕駛汽車的關鍵技術,“自動駕駛車輛需要可靠的感測器來發揮自己的潛力”,V2X(車輛與車輛、車輛到基礎設施)通信技術公司Cohda Wireless首席執行官保爾-蓋利說。V2X是一個無線感測器系統,使車輛與其他周圍的車輛分享他們的感測器數據。作為標準感測器,如雷達、光學、超聲波和激光雷達所有都是視線,他們只能檢測到可見的風險。非視覺感測器360度感知可以檢測到隱藏於視覺外的威脅,因此它可以擴展感知範圍,超出了駕駛員視野。
V2X系統可靠性很重要,譬如兩輛車行駛在一條直路上,當兩輛車相互接近時存在死角,在丘陵的坡峰,在高速公路上行駛,或當車車之間有卡車行駛。
摩根士丹利的報告還指出,自動駕駛能力可能會改變汽車業的基本面,如車的“價值”從硬體轉移到軟體、組件,以及,新玩家進入市場,並迫使現有選手徹底改造自己或放棄份額。恩智浦半導體高級副總裁、汽車娛樂業務部總經理托斯滕-雷曼表示。
思科系統公司產品管理總監安德烈亞斯•麥說“‘物聯網’何以改變我們的生活,V2X技術是一個很好的例子”。Cohda的V2X解決方案使車輛相互溝通,讓司機和最終自動駕駛車一些額外的預警時間,可以防止迫在眉睫的撞車事故,”他說。
美國安全試驗示範計劃(SPMD,Safety Pilot Model Deployment )有2800輛車安裝了V2X設備。
密歇根大學交通研究所( UMTRI )2013.6.進行摩托車導入車聯通信研究,作為美國安全試驗示範計劃(US Safety Pilot Model Deployment)一部分,以確定轎車、卡車和公共汽車如何採用V2V(車對車)通信技術,與摩托車互動。 UMTRI與摩托車製造商本田和寶馬合作,在密歇根州安阿伯引入摩托車到車聯環境中進行概念性驗證,在項目的研究領域完成2項任務。連接的摩托車將參與摩托車通信可行性的測試和摩托車到車輛( M2V )通信性能測試。據美國國家公路交通安全管理局(NHTSA )的數據,摩托車事故占所有公路死亡人數的5% ,但80%的事故導致人身傷害或死亡,相比之下,汽車佔20% 。車聯網技術還解決了這些易受傷害的道路使用者,這點非常重要。摩托車在美國運輸部的整體安全策略中占重要位置。
該V2V連接車輛設備是由Cohda提供,內含恩智浦軟體定義的無線電晶元RoadLINK晶元組和運行車聯通信的Cohda固件,衛星導航精確定位模塊為NV08C。 V2V通信,即使在城市環境中建築阻擋司機在路口看見對方,車輛能夠互相通信。在這些安全苛刻場景,車聯技術可喜擴展到弱勢道路使用者,如摩托車手和行人。

未來發展


發展前景

上述技術和應用應是車聯網需要重點發展的技術和應用,而這些技術和應用細分下去是非常龐大的技術體系,因此需要許多廠商一起合作來共同打造這個網路生態系統。但是,並非要先建成了完整的技術體系才能夠開發車聯網的應用與服務。和網際網路一樣,對用戶有價值、能夠讓用戶有良好體驗的細分應用都將會獲得成功。近兩年來,無論是前裝市場上通用引入OnStar,豐田引入G-BOOK到中國,還是路暢科技率先推向後裝市場的車聯網服務iBook,都證明了車聯網已經在路上。就像PC走進網際網路,手機走進移動網際網路一樣、汽車必將走進車聯網,且會走得很快、很遠。

發展機遇

1、國家對物聯網的重視以及政策支持是車聯網發展的制度基礎
2010年溫家寶總理在十一屆全國人大三次會議上第一次在政府工作報告中提及物聯網。溫總理指出大力培養戰略新興產業,積極推進“三網”融合取得實際性進展,加快物聯網的研發應用,轉變經濟發展方式刻不容緩。經過兩年的醞釀和發展,物聯網已初具規模。2012年兩會的政府工作報告中,物聯網再次被提為戰略新興產業。工業和信息化部在其網站發布了《物聯網“十二五”發展規劃》,這是我國五年規劃史上第一個物聯網規劃,規劃中明確提出,物聯網將在智能電網、智能交通、智能物流、金融與服務業等領域率先重點部署。
車聯網作為物聯網在汽車行業的重要應用,現已被列為國家“十二五”期間的重點項目。工業和信息化部正在從產業規劃、技術標準等多方面著手,加大對車載信息服務的支持力度,以推進車聯網產業的全面鋪開。此外,中國政府對於新能源和智能化汽車也有強有力的政策鼓勵。可以預見的是,車聯網也將迎來更多的扶持政策。
2、汽車電子以及信息傳輸網路的發展為車聯網奠定了技術基礎
車聯網是繼網際網路、物聯網之後未來智能城市的另一個標誌。相比較傳統移動通信服務,車聯網的應用領域具有更廣業務種類、更長價值鏈條、更專業化需求的特點。在技術層面,車聯網需要首先通過各種感測器獲取各種信息,如射頻識別、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息感測設備,這些設備能為汽車間的信息交換提供基礎,從而實現智能化的識別、定位、跟蹤、監控和管理。近幾年來,國內基於RFID電子標籤技術的感測網發展迅猛,而車聯網發展的重要基礎--汽車電子也在快速發展。
汽車電子是車聯網得以實現的基礎,特別是汽車電子中的各種車用感測器和執行器等,他們是促進汽車電子化、自動化、智能化發展的關鍵技術之一,對某些汽車電子系統,如發動機電控、安全氣囊系統,感測器成本約佔系統總成本的70%。世界各國對車用感測器的研究開發以及如何提高性價比都非常重視。汽車電子越發達,自動化程度越高,對感測器的依賴就越大。所以,國內外都將車用感測器技術列為重點發展的高新技術。除了感測器外,車載汽車電子裝備也是車聯網得以實現的重要載體,包括導航系統、車載娛樂系統等。
另外,信息傳輸網路也是車聯網必不可少的技術環節之一。我國三大運營商都已經建成覆蓋全國的基礎通信網。特別是3G網路的建設,這為建設車聯網提供了堅實的網路基礎。
總體來看,車聯網以車為節點和信息源,通過無線通信等技術手段將獲取的信息連接到平台網路中加以分析和管理,其核心就是信息獲取和反饋控制,從而實現車與路、車與車、車與城市網路的相互連接。它是伴隨著城市交通擁堵的日益加重以及智能交通解決方案技術的不斷進步而出現的,我國擁有豐富的帶寬資源和移動通信網路,並且汽車保有量大,這使得我國發展車聯網具有很多優勢。
3、構建健康、和諧的城市化體系是推動車聯網發展的市場需求
隨著我國經濟的發展,國民經濟的工業化,城市人口不斷增加,城市化在全國範圍內已經成為一種必然趨勢。城市化帶來的交通擁堵、車輛事故、環境污染等“城市病”,已成為橫亘在城市發展面前的一道難題,這對城市化健康發展與構建合理、和諧的城市體系提出了更高的要求。
我國是全球汽車最大的生產國和消費國,車聯網市場巨大,車輛已經成為城市的重要組成部分。從汽車這一新興移動終端,到由汽車組成的車聯網系統,牽動著我國又一條至關重要的經濟脈絡。尤其在2013年兩會上,智能交通、校車安全等社會問題成為議題后,社會各界對交通堵塞、校車事故、車內污染等問題特別重視,都希望政府能制定強有力的解決措施。
4、車聯網發展需建立協同生態系統
據物聯網智庫的專家分析中國車聯網至今仍然處在這樣的階段:主流車廠賣車的“賣點”,智能交通“ETC”收費的手段,TSP和電信運營商爭論收費高低的戰場。這大約對應國外的情形。什麼時候以創新為驅動,以安全為目標,以消費者為中心,什麼時候才能有中國車聯網的協同發展。
車聯網已經發展十年了,過去一直是汽車製造廠商指導的。十年以後,廠商們發現新車銷售有了賣點,但物聯網智庫認為車聯網本身並沒有帶來價值,所有國際上過去十年TSP都是虧損的,它的普及率沒有到10%,所有用戶都不願意付費。因為它是完全被汽車廠商控制的封閉的業務系統,並沒有對汽車產業產生影響,也沒有對相關產業產生影響。那麼其它的領域呢?比如商業車隊管理,這也做了十年,商業車隊大部分也配備了設備,但商業車隊大量運輸並不真正需要物聯網,而是需要重新構造自己的生產方式,商業車隊的車聯網還沒有達到20%的滲透率,並沒有給運輸車隊創造真正的價值。
物聯網智庫認為,過去人們討論車聯網,關注點一直在網路和車內的裝置及其功能。雲計算風行時,許多人熱衷於通用的PaaS平台。直到今天討論車聯網創造價值時,例如提供UBI服務時,大數據才成為人們關心的焦點。思科在這方面有研究,如果使用車聯網,損失可以降低35%,而且每年可以降低58美元的費用,包括保險、撞車以後自己要付的費用,還有公安管理,攝像頭和違章費用,這個費用非常之高,所以車聯網帶來非常大的效益。
中國的車聯網亟需跳出傳統車聯網的禁錮,建立協同車聯網的新市場和新產業生態。物聯網智庫認為,新生態的最大特點是通過車聯網對汽車、維保、金融、保險、交通、運輸、安保各個傳統領域和消費者的商業模式進行優化獲得新的價值。各種車聯網協會應該在這個方面做出努力,在眾多產業中尋找快速普及和獲得價值的切入點。

政策扶持

車聯網是物聯網在智能交通領域的運用,車聯網項目是智能交通系統的重要組成部分。踏入新世紀,物聯網、智慧地球、智慧城市等概念興起,具體到交通領域的應用便產生了智慧交通、車聯網的概念。物聯網的概念,在中國早在1999年就提出來了,當時不叫"物聯網"而叫感測網,物聯網概念的產生與物聯網行業的快速發展,與智能交通交匯融合,產生了智能交通行業的新動向-車聯網。
車聯網就是汽車移動物聯網,是指利用車載電子感測裝臵,通過移動通訊技術、汽車導航系統、智能終端設備與信息網路平台,使車與路、車與車、車與人、車與城市之間實時聯網,實現信息互聯互通,從而對車、人、物、路、位臵等進行有效的智能監控、調度、管理的網路系統。
車聯網項目已被列為國家重大專項(第三專項)中的重要項目,首期資金投入達百億實施國家科技重大專項是科技工作的重中之重,《國家"十二五"科學和技術發展規劃》中的重大專項第三項要求:加快突破移動網際網路、寬頻集群系統、新一代無線區域網和物聯網等核心技術,推動產業應用,促進運營服務創新和知識產權創造,增強產業核心競爭力。而車聯網項目作為物聯網領域的核心應用,第一期資金投入達百億級別,扶持資金將集中在汽車電子、信息通信及軟體解決方案領域。
《2012-2020年中國智能交通發展戰略》即將出台,智能交通產業投資與發展將掀起新高潮。2012年7月31日至8月1日,由交通運輸部公路科學研究院和北京市交通委員會主辦的第三屆智能運輸大會(ITSCC)在北京召開,大會期間交通運輸部科技司的相關負責人第一次公開解析了《2012-2020年中國智能交通發展戰略》。《戰略》提出,到2020年,中國智能交通發展的總體目標是:基本形成適應現代交通運輸業發展要求的智能交通體系,實現跨區域、大規模的智能交通集成應用和協同運行,提供便利的出行服務和高效的物流服務,為本世紀中葉實現交通運輸現代化打下堅實基礎。具體目標為,全面提升城市交通管理和服務水平;有效提高公路交通安全和出行可靠性;著力增強水路運輸效率和監管應急能力;顯著促進多種運輸方式有效銜接;顯著提高技術創新能力;推動形成智能交通產業。為實現上述目標,將重點支持交通數據實時獲取、交通信息交互、交通數據處理、智能化交通安全智能化組織管控等技術的集成創新。還將加快智能交通基礎性關鍵標準、應用服務標準的制定,推動標準貫徹執行和國際合作。

如何改變

20年後,我們駕駛的汽車會是什麼樣?在世博會首個主題論壇上,通用汽車中國公司總裁兼總經理甘文維描述了這樣的都市交通景象:繁忙的城市中,車輛在智能交通網路指揮下迅速而有序地穿梭移動,即便是盲人,也能自如地駕駛;汽車不再“喝”油,綠色充電站遍布城市的大街小巷,人們可以隨時為愛車充電。“‘車聯網’技術將重新定義汽車NDA。”甘文維說,未來的汽車將依靠純電力驅動,純電力或氫氣是汽車的燃料,由精密電子設備和軟體整體操控。藉助無線通訊,城市內車與車之間,車與建築物之間,以及車與城市基礎設施之間實現互聯互通。“這就如同一個蝙蝠定位系統,在接收到局部信息后,迅速地傳遞到範圍更廣的網路中,幫助交通系統將車流分配到不同的區域內。”再加上高智能的車輛駕駛系統,車輛如深海中的魚群快速地遊動卻彼此永不相撞。未來汽車所具備的3D智能導航系統,就像一個智能機器人,能與交通設施、其他車輛進行信息交流,自動引導汽車行駛,不需人駕駛。而一份來自通用汽車的調查顯示,在超大型城市,30%的石油浪費在尋找停車位的過程中,造成車主每月多支出336元,七成車主每天至少碰到一次停車困難。傳統汽車需要超過10平方米的車位,90%的時間處於停車狀態。“中國有潛力在全球領先應用車聯網。”甘文維認為,上海乃至中國將成為未來個人汽車解決方案的最先嘗試者,因為中國政府對於新能源和智能化汽車在進行強有力的政策鼓勵,中國更有全世界最大的汽車消費市場,也有強大的汽車產業研發能力。“電氣化、車聯網、自動駕駛等技術目前都已經存在,但是,要實現未來交通的願景,一方面需要汽車生產商和政府、城市規劃者以及基礎設施專家,共同創造適當的應用環境。另一方面,也需要信息化技術支持建立城市虛擬信息基礎設施。

概念股


經媒體報道車聯網將列為國家重大專項后,車聯網概念股於股票市場反響極大。2011年11月1日車聯網概念股大幅上漲,銀江股份、啟明信息一度漲停,皖通科技漲7%,交技發展漲2%。中信金通證券報告顯示,物聯網相關的個股主要分三類:一類是公路信息化整體解決方案供應商,包括寶信軟體川大智勝、銀江股份、交技發展、皖通科技、億陽信通,第二類是車載端信息系統,包括啟明信息、四維圖新、翼卡車聯網;第三類是自助繳費系統,包括新國都、新北洋等。
2011年3月,大唐電信與啟明信息攜手共建聯合實驗室簽約儀式在我國汽車城長春舉行,共同開發以中國自主知識產權為核心的高可靠性、高集成度、超低功耗智能化的汽車電子產品,此舉標誌著我國物聯網產業的重要分支——車聯網將真正走下雲端,逐步進入實質應用階段。

三大瓶頸


車聯網三大瓶頸:主導、技術、模式

主導缺失

與智能電網、安防等領域相比,車聯網並不是最成熟、最接近實際應用的物聯網應用,但憑藉其戰略高度和龐大的消費級市場,仍然贏得了強烈的關注。
車聯網的出現,為汽車製造、內容提供和移動通信等領域帶來產業升級機遇。一方面促使汽車行業從單純硬體銷售,轉為與服務、內容捆綁的新模式;另一方面,又讓運營商和服務商得以迅速定位高端客戶群體,便於提供產品和服務。此外,國家對新能源汽車“必須具備遠程監控能力”的要求,也讓車聯網橫跨兩大戰略性新興產業。
所謂車聯網並無嚴格定義,簡單地說,就是將汽車作為信息網路中的節點,通過無線通信等手段實現人、車、路及環境的協同交互,實現智能交通。然而,自誕生之日起,車聯網便始終面臨缺乏統一管理主體的“無人駕駛”局面。
相比三大管理部門,移動運營商、汽車電子企業、內容提供商、服務提供商對參與車聯網的興趣更為積極。由於車聯網產業鏈較長,參與行業眾多,對車聯網“盲人摸象”式的理解比比皆是,其中的利益博弈也在所難免。

技術短板

隨著車聯網概念的誕生,汽車電子也從原來的以機械、安全為主,轉變為強調系統整合能力,以及車與車、車與環境之間的協同交互。
車聯網要解決各系統間的信息交換和共享問題,同時與司機和乘客實現有效互動。此外,車聯網通過車身網路連接,還可以獲取車身中各類感測器數據,處理後用於報警或遠程診斷。然而,絕大多數用於信息採集的高端感測器,其晶元核心技術並不為中國公司所掌握。
與此同時,通信網路帶寬瓶頸,也成為車聯網一個技術難題。3G網路帶寬並不能滿足未來對圖像和流媒體的傳輸需求,而4G網路和DSRC(專用短程通信)的自主網技術等也還沒有完全突破。目前國內在晶元設計和開發上已經具備一定水平,但自主可控可管的問題仍然嚴峻。中國的網際網路域名系統和地址,以及物品條碼,用的都是國外的技術體系、編碼地址,車聯網在車輛標識上不能重蹈覆轍。
實際上,公安部已經推出一種識別率在99.9%以上的專用電子標籤,可安裝在汽車擋風玻璃上,形成對車輛身份和位置信息的唯一標識。不過,要對車輛信息進行跟蹤,還需要在監控區域部署一定密度的數據採集設施。

模式難行

在巨大的市場誘惑面前,車聯網的相關企業不願坐等技術與管理破局。電信運營商、汽車電子和服務企業,甚至汽車貿易企業,開始以一種簡化版的車聯網運營模式向前推進——圍繞車載智能平台進行集成,實現內容和應用的整合。
憑藉移動網路通道的優勢,三大運營商在車聯網上的推進方式,基本是將車載智能終端與無線通道相連,以提供實時交通路況、導航、救援定位、車況檢測、4S店預約等運營服務,多基於呼叫中心或移動網際網路,並不涉及什麼新的技術,只相當於在現有網路基礎上一個新的業務拓展。
但即便是現有的這種模式,也並不能確保在商業模式上的成功。進入市場的所謂“車聯網”產品和服務,都是汽車製造商替終端用戶埋單,通常一年到三年,到期后是否會主動續約服務還是未知數。

運營模式


作為物聯網與智能化汽車兩大領域的重要交集,車聯網通過汽車收集、處理、共享道路與車輛信息,通過人與車、車與車、車與控制中心的多重互動,實現輪子上的智能生活。

市場價值

車聯網行業的誕生並非炒作,其本身有實實在在的市場價值存在:
1、減少售後糾紛,一切用數據說話
車聯網系統可以監控並保存車輛的運行數據,當車輛發生故障,並因此引起客戶損失,可以用數據平息雙方的爭端,幫助客戶避免重複不規範操作的錯誤,這點尤其是在客運行業非常有效。
2、在線跟蹤,避免配件耗材銷售機會的流失
通過對車輛運行數據的採集,同時也形成配件、耗材的使用情況報告,在需要更換以前,及時鎖定配件、耗材及維修的銷售機會。
3、故障預警,避免重大事故
一般車聯網系統,都有一套管理平台,平台可以生成各種主題的歷史數據分析報表,趨勢報告,並通過頁面、郵件、簡訊等方式報告異常情況,避免小故障帶來大事故。
4、降低售後維護成本
掌握車輛運行數據,意味著可以分析判斷故障原因。對於可以遠程排除的故障,就降低人員出差成本。
5、形成製造+服務的商業模式,從單一的車輛生產商轉變為服務提供商,形成產品和服務的差異化,避免直接價格競爭
車輛生產商可以向客戶附加銷售遠程管理系統,也可以通過提供可視化的管理服務,一方面可以自行或委託第三方收取服務費用,另一方面可以通過多元化服務增加車輛賣點,來更好的“賣車”,避免殘酷的直接價格競爭。

產業鏈

車聯網產業鏈劃分為以下5個角色:車廠、車主、網路運營商、技術提供商(軟硬體)、內容提供商。
車廠:作為車聯網的主導角色,是整條產業鏈的價值利益樞紐,向技術提供商、內容提供商提出開發需求,向最終客戶更好的賣車,從而獲得利益,近而將這些利益轉嫁給產業鏈中的其他角色。
車主:羊毛出在羊身上,最終所有費用,還是會由車主承擔;承擔方式由很多種,比較理想化的方式,由產業鏈中的某一角色站出來主導收取運營維護費,但是國內客戶的消費心理,加上當前國內現階段車聯網技術並沒有給客戶非常良好的價值體驗,如何收取運營維護費用成為一大難題。
所以,當前車聯網系統的誕生,各大主機廠其主要目的應該是在激勵的市場競爭中,增加車輛賣點,更好的賣車,避免殘酷價格競爭。
車聯網技術能否廣泛運用,這個得分行業來講。先講商用車,商用車裡面又可以分為貨車和客車。客車的車聯網系統,比較有名的是蘇州金龍的G-BOS,G-BOS系統的理念:司機駕駛行為的好壞與車輛安全隱患、車輛油耗還有車輛使用壽命息息相關。就在上個月,G-BOS智慧運營系統被寫入該系列之《物聯網與智能交通》一書。
乘用車車聯網系統的開發難題不在技術也不在政策,小轎車作為一款消費性工具,對於系統到底能提供哪些信息服務,對這些信息服務的剛性需求到底有多大,客戶是否願意承擔這筆費用,產業鏈中誰來承擔這個收費的角色,這些問題一直沒有明確的答案。只有理清楚這些問題,產業鏈中各個角色就願意“掏錢”來建設該系統,這樣,才會形成比較紮實的車聯網產業鏈。
車聯網是一個新概念,也是一個很有吸引力的概念,很多企業都喜歡用這一概念來包裝自己,有做路燈遠程控制的企業宣稱自己是車聯網企業、做停車場收費系統也稱自己的系統是車聯網系統,做硬碟錄像機的也是車聯網企業,他們並沒有說錯。物聯網本身定義可以理解為“物物相連”,車聯網也一樣,前面提到的幾個廠家,也是通過自己的產品將各個車輛之間的一些信息形成交彙整合,至少不能說他錯。物聯網、車聯網其實質是一個信息整合過程,誰能將更多有用的信息整合到位,給最終客戶及產業鏈中的其他角色帶來效益,誰才是有核心競爭力的車聯網。

發展方向

未來的汽車有可能不是電動化的,但會是電子化的;汽車將成為最大的電子品,這種觀點也被越來越多的人接受。但是,汽車的電子化發展,在方向有:傳統汽車智能化、車聯網、電動化、無人駕駛等,而能夠落地的只有傳統汽車智能化和車聯網兩個方向。傳統汽車智能化,是以汽車廠商為主導的。車聯網則比較複雜,能連接汽車的方案,截止2012年8月,只有車機方式(用線束接CAN匯流排)、OBD方式(CAN匯流排上開放的標準梯形口);車機方式,有車廠主導的前裝、有汽車設備商主導的后裝;而OBD方式則是新興的IT主導的,是IT技術及其理念,在汽車服務方面的應用。

構成


1、車輛和車載系統。
車輛和車載系統是參與交通的每一輛汽車和車上的各種設備,通過這些感測器設備,車輛不僅可以實時地了解自己的位置、朝向、行駛距離、速度和加速度等車輛信息,還可以通過各種環境感測器感知外界環境的信息,包括溫度、濕度、光線、距離等,不僅方便駕駛員及時了解車輛和信息,還可以對外界變化做出及時的反應。此外,這些感測器獲取的信息還可以通過無線網路發送給周圍的車輛、行人和道路,上傳到車聯網系統的雲計算中心,加強了信息的共享能力。
2、車輛標識系統。
車輛上的若干標誌標識和外界的標識識別設備構成了車輛標識系統,其中標誌以RFID和圖像識別系統為主。
3、路邊設備系統。
路邊設備系統會沿交通路網設置,一般會安裝在交通熱點地區、交叉路口或者高危險地區,通過採集通過特定地點的車流量,分析不同擁堵段的信息,給予交通參與者避免擁堵的若干建議。
4、信息通信網路系統。
有了若干信息之後,還需要信息通信系統對各種數據的傳輸,這是網路鏈路層的重要組成部分,目前車聯網的通信系統以WIFI、移動網路、無線網路、藍牙網路為主,車聯網的大部分網路需求需要和網路運營商合作,以便和用戶的手機隨時連接。

關鍵技術


1、射頻識別技術
射頻識別(radio frequency identification,RFID)技術是通過無線射頻信號實現物體識別的一種技術,具有非接觸、雙向通信、自動識別等特徵,對人體和物體均有較好的效果。RFID不但可以感知物體位置,還能感知物體的移動狀態並進行跟蹤。RFID定位法目前已廣泛應用於智能交通領域,尤其是車聯網技術中更是對RFID技術有強烈的依賴,成為車聯網體系的基礎性技術。RFID技術一般與伺服器、資料庫、雲計算、近距離無線通信等技術結合使用,由大量的RFID通過物聯網組成龐大的物體識別體系。
2、感測網路技術
車輛服務需要大量數據的支持,這些數據的原始來源正是由各類感測器進行採集。不同的感測器或大量的感測器通過採集系統組成一個龐大的數據採集系統,動態採集一切車聯網服務所需要的原始數據,例如車輛位置、狀態參數、交通信息等。當前感測器已由單個或幾個感測器演化為由大量感測器組成的感測器網路,並且通能夠根據不同的業務進行處性化定製。為伺服器提供數據源,經過分析處理後作為各項業務數據為車輛提供優質服務。
3、衛星定位技術
隨著全球定位技術的發展,車聯網的發展迎來了新的歷史機遇,傳統的GPS系統成為了車聯網技術的重要技術基礎,為車輛的定位和導航提供了高精度的可靠位置服務,成為車聯網的核心業務之一。隨著我國北斗導航系統的日益完善並投入使用,車聯網技術又有了新的發展方向,並逐步實現向國產化、自主知識產權的時期過渡。北斗導航系統將成為我國車聯網體系的核心技術之一,成為車聯網核心技術自主研發的重要開端。
感測網路採集的少量處理需要通信系統傳輸出雲才能得到及時的處理和分析,分析后的數據也要經過通信網路的傳輸才能到達車輛終端設備。考慮到車輛的移動特性,車聯網技術只能採用無線通信技術來進行數據傳輸,因此無線通信技術是車聯網技術的核心組成部分之一。在各種無線傳輸技術的支持下,數據可以在伺服器的控制下進行交換,實現業務數據的實時傳輸,並通過指令的傳輸實現對網內車輛的實時監測和控制。
5、大數據分析技術
大數據(Big Data)是指藉助於計算機技術、網際網路,捕捉到數量繁多、結構複雜的數據或信息的集合體。在計算機技術和網路技術的發展推動下,各種大數據處理方法已經開始得到廣泛的應用。常見的大數據技術包括信息管理系統、分散式資料庫、數據挖掘、類聚分析等,成為不斷推動大數據在車聯網中應用的強大驅動力。
6、標準及安全體系
車聯網作為一個龐大的物聯網應用系統,包含了大量的數據、處理過程和傳輸節點,其高效運行必須有一套統一的標準體系來規範,從而確保數據的真實性和完整性,完成各項業務的應用。標準化已成為車聯網技術發展的迫切要求,也是一項複雜的管理技術。另外,車輛聯網和獲取服務本身也是為了更好地為車輛安全行駛提供保障,因此安全體系的建立也十分重要。能否根據當前車聯網發展情況,建立一套高效的標準和安全體系,已經成為決定未來車聯網技術發展的關鍵因素。

信息安全


安全威脅

當前的汽車具備大量外部信息介面:車載診斷系統介面(OBD)、充電控制介面、無線鑰匙介面、導航介面、車輛無線通信介面(藍牙、WiFi、DSRC、2.5G/3G/4G)等,增大了被入侵的風險。此外,汽車也正成為一個安裝有大規模軟體的信息系統,被稱為“軟體集成器”。伴隨著汽車信息化水平的提高,經由外部實施的網路攻擊讓汽車控制系統誤操作,這種電影中才有的驚險畫面,已然成為現實。
綜合分析最近幾年發生的車聯網安全事件,車聯網信息安全主要存在三大方面的風險:車內網路架構容易遭到信息安全的挑戰,無線通信面臨更為複雜的安全通信環境,雲平台的安全管理中存在更多的潛在攻擊介面。

安全防護

1、車聯網服務平台防護策略
當前車聯網服務平台均採用雲計算技術,通過現有網路安全防護技術手段進行安全加固,部署有網路防火牆、入侵檢測系統、入侵防護系統、Web防火牆等安全設備,覆蓋系統、網路、應用等多個層面,並由專業團隊運營。車聯網服務平台功能逐步強化,已成為集數據採集、功能管控於一體的核心平台,並部署多類安全雲服務,強化智能網聯汽車安全管理,具體包括:一是設立雲端安全檢測服務,部分車型通過分析雲端交互數據及車端日誌數據,檢測車載終端是否存在異常行為以及隱私數據是否泄露,進行安全防範。此外,雲平台還具備遠程刪除惡意軟體能力;二是完善遠程OTA更新功能,加強更新校驗和簽名認證,適配固件更新和軟體更新,在發現安全漏洞時快速更新系統,大幅降低召回成本和漏洞的暴露時間;三是建立車聯網證書管理機制,用於智能網聯汽車和用戶身份驗證,為用戶加密密鑰和登錄憑證提供安全管理;四是開展威脅情報共享,在整車廠商、服務提供商及政府機構之間進行安全信息共享,並進行軟體升級和漏洞修復。
2、車聯網通信防護策略
車輛控制域和信息服務域採用隔離的方式來加強安全管理。一是網路隔離APN1和APN2之間網路完全隔離,形成兩個不同安全等級的安全域,避免越權訪問。二是車內系統隔離,車內網的控制單元和非控制單元進行安全隔離,對控制單元實現更強訪問控制策略。三是數據隔離,不同安全級別數據的存儲設備相互隔離,並防止系統同時訪問多個網路,避免數據交叉傳播。四是加強網路訪問控制,車輛控制域僅可訪問可信白名單中的IP地址,避免受到攻擊者干擾,部分車型對於信息服務域的訪問地址也進行了限定,加強網路管控。
3、數據安全防護策略
車聯網整車廠商對用戶數據進行分級保護,對於涉及駕駛員信息、駕駛習慣、車輛信息、位置信息等敏感數據採取較高級別的管理要求,僅被整車廠商簽名認可的應用才可讀取相關數據,其他非簽名認證應用只可讀取非敏感數據。敏感數據傳輸通過APN1在車輛控制域中加密傳輸,避免外泄。加強數據使用限制,部分車企將車聯網數據僅作為內部數據使用,用於車輛故障診斷,拒絕與任何第三方企業共享用戶數據,儘可能確保用戶私密數據安全可控。在車聯網數據的隱私和可靠性方面,有機融合區塊鏈和雲計算技術是一種緩解矛盾衝突的方法。把整個車聯網某一些跟安全密切相關的功能和數據放到區塊鏈上,相對來說重要性不是很高的技術放到雲計算平台,利用雲計算大量的存儲資源保護隱私數據。

發展瓶頸


1、行業壁壘難打破,政府跨部門合作不深入
車聯網產業是一個涉及多個行業的新興產業,只有當參與者足夠多的時候,才能最大化發揮其網路效應和價值。許多老牌車企擁有行業技術和經驗優勢,但缺乏網際網路思維,對於與科技企業合作持相對保守的態度,既不願意在車聯網競逐中被落下,也不願將車聯網這一機遇拱手相讓於科技企業。而新興的網際網路科技企業,急於踏入車聯網領域,雖然掌握著人工智慧、大數據分析等技術,但沒有最核心的車輛載體和應有的技術積澱。總的來說,車企之間與網際網路科技企業之間缺乏廣泛的合作和有效的跨行業合作平台[5]。此外,車聯網的跨行業和跨領域屬性意味著在政策、關鍵技術、應用模式和標準制定等方面需要多個部門通力合作,共同推進。雖然工信部發布了《智能網路化車輛技術路線圖》等一系列指導文件,但是從文件到實施還有很長的路要走。
2、尚未形成成熟的商業模式,企業盈利無法保障
企業尚未找到成熟的業務運營模式,盈利能力和用戶續約率低的問題突出。目前國內的車聯網企業利潤來源主要是消費者,但又缺乏具有吸引力的產品和服務,用戶的粘性普遍較低,這種相對單一的買賣方式和商業運營模式,也無法為用戶持續帶來附加價值,導致車聯網即使受到企業的高度重視,在消費者中的推廣仍阻力重重,大多數消費者對於智能網聯汽車持觀望態度,企業的盈利來源無法得到保障。此外,目前我國雖已開始制定相關規劃重視行業發展,但商業模式仍不清晰,主要呈現以汽車廠商為主導的商業模式。這種模式存在很大的弊端:由於我國汽車品牌眾多,不同品牌汽車的目標客戶群不同且相對固定,難以實現車輛信息系統的廣泛應用。同時,每種汽車品牌獨立安裝TSP系統,違背了車聯網信息共享實時共通的要求。
3、基礎設施建設滯后,信息安全制約行業發展
車輛網際網路是一項複雜的系統工程,若想實現車與路、車與環境的交互,還需要設置智能交通信號系統、路側的信息採集單元等綜合智能交通配套設施,然而我國相應的基礎設施建設與美國、日本和歐洲等相比明顯滯后。此外,日趨嚴格的網路信息安全法律法規,促使企業在提供車輛網路服務時更加關注信息安全和跨境數據傳輸的合規,它對SaaS服務和基礎設施提供商構成了巨大挑戰。