汽車運(yùn)用工程第八章電動(dòng)汽車運(yùn)用技術(shù)課件

2022/12/21汽車運(yùn)用工程2022/12/18汽車運(yùn)用工程2022/12/21汽車運(yùn)用基礎(chǔ)汽車主要性能汽車的環(huán)保性和安全性汽車運(yùn)行材料及合理使用汽車在特殊條件下的使用第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章汽車技術(shù)管理汽車性能試驗(yàn)電動(dòng)汽車的運(yùn)用技術(shù)2022/12/18汽車運(yùn)用基礎(chǔ)汽車主要性能汽車的環(huán)保性和安

第八章電動(dòng)汽車的運(yùn)用技術(shù)第八章電動(dòng)汽車的運(yùn)用技術(shù)車聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)車聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)概述第一節(jié)第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)智能網(wǎng)聯(lián)汽車車聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)車聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)概述第一節(jié)第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)智能網(wǎng)面對(duì)能源消耗、尾氣排放、安全及擁堵這三個(gè)方面的挑戰(zhàn)，未來(lái)汽車應(yīng)著力發(fā)展新能源、車聯(lián)網(wǎng)和智能交通技術(shù)。汽車新能源技術(shù)將會(huì)從傳統(tǒng)的以石油為能源轉(zhuǎn)變?yōu)轱L(fēng)能、太陽(yáng)能、電能等；車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展則能夠有效緩解資源、環(huán)境的壓力；智能交通能夠幫助人類對(duì)資源進(jìn)行有效控制，有利于實(shí)現(xiàn)低碳經(jīng)濟(jì)?！败嚶?lián)網(wǎng)”可以通過(guò)車輛收集、處理并共享大量信息，將車與車、車與路上的行人和自行車以及車與城市網(wǎng)絡(luò)能互相聯(lián)接，從而實(shí)現(xiàn)更智能、更安全的駕駛。通過(guò)車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，汽車具備高度智能的車載信息系統(tǒng)，并且可以與城市交通信息網(wǎng)絡(luò)以及社區(qū)信息網(wǎng)絡(luò)等全部聯(lián)接，從而可以隨時(shí)隨地獲得即時(shí)資訊，并正確做出與交通出行有關(guān)的決策。智能網(wǎng)聯(lián)汽車，即ICV（全稱IntelligentConnectedVehicle），通過(guò)搭載先進(jìn)的車載傳感器、控制器、執(zhí)行器等裝置，并融合現(xiàn)代通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將車聯(lián)網(wǎng)與智能車的有機(jī)聯(lián)合，實(shí)現(xiàn)車與人、車、路、后臺(tái)等智能信息交換共享，實(shí)現(xiàn)安全、舒適、節(jié)能、高效行駛，并最終可替代人來(lái)操作的新一代汽車。1.概述面對(duì)能源消耗、尾氣排放、安全及擁堵這三個(gè)方面的挑戰(zhàn)，未來(lái)汽車2.1車聯(lián)網(wǎng)的概念及應(yīng)用1．車聯(lián)網(wǎng)的概念車聯(lián)網(wǎng)（InternetofVehicles，IOV)是由車輛位置、速度和路線等信息構(gòu)成的巨大交互網(wǎng)絡(luò)。通過(guò)GPS/BD、RFID、傳感器、攝像頭圖像處理等裝置，車輛可以完成自身環(huán)境和狀態(tài)信息的采集；通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，所有的車輛可以將自身的各種信息傳輸匯聚到中央處理器；通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)，這些大量車輛的信息可以被分析和處理，從而計(jì)算出不同車輛的最佳路線、及時(shí)匯報(bào)路況和安排信號(hào)燈周期。車聯(lián)網(wǎng)是車與車、車與路、車與人、車與傳感設(shè)備等交互，實(shí)現(xiàn)車輛與公眾網(wǎng)絡(luò)通信的動(dòng)態(tài)移動(dòng)通信系統(tǒng)。2.車聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)2.1車聯(lián)網(wǎng)的概念及應(yīng)用2.車聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)2．車聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用車聯(lián)網(wǎng)是裝載在車輛上的電子標(biāo)簽通過(guò)無(wú)線射頻等識(shí)別技術(shù)，實(shí)現(xiàn)在信息網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上對(duì)所有車輛的屬性信息和動(dòng)、靜態(tài)信息進(jìn)行提取和有效利用，并根據(jù)不同的功能需求對(duì)所有聯(lián)網(wǎng)車輛的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行有效的監(jiān)管和提供綜合服務(wù)。利用車聯(lián)網(wǎng)建立的汽車維修系統(tǒng)，車主能實(shí)時(shí)了解汽車的車況；通過(guò)信息共享，4S店可將服務(wù)由被動(dòng)變?yōu)橹鲃?dòng)（圖8-1）。良好、方便、高效的溝通平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)自助化的維修模式，使得各方利益最大化。車聯(lián)網(wǎng)還可以應(yīng)用在緊急信息通告、實(shí)時(shí)交通路況監(jiān)測(cè)，避免交通事故發(fā)生等方面（圖8-2）。車聯(lián)網(wǎng)不僅可以保證交通安全，還可以為用戶提供豐富的娛樂(lè)服務(wù)。2.1車聯(lián)網(wǎng)的概念及應(yīng)用2．車聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用2.1車聯(lián)網(wǎng)的概念及應(yīng)用1.2汽車試驗(yàn)的分類圖8-1基于車聯(lián)網(wǎng)的維修系統(tǒng)2.1車聯(lián)網(wǎng)的概念及應(yīng)用1.2汽車試驗(yàn)的分類圖8-1基于車聯(lián)網(wǎng)的維修系統(tǒng)2.11.3汽車的一般試驗(yàn)條件圖8-2車況分析終端示意圖2.1車聯(lián)網(wǎng)的概念及應(yīng)用1.3汽車的一般試驗(yàn)條件圖8-2車況分析終端示意圖2.11.3汽車的一般試驗(yàn)條件車聯(lián)網(wǎng)主要應(yīng)用需求有以下方面。（1）協(xié)助駕駛協(xié)助駕駛是指利用車輛與路邊基礎(chǔ)設(shè)施之間收集到的傳感與狀態(tài)信息，例如交通事故、汽車拋錨、道路緊急情況以及潛在的交通危險(xiǎn)等，通過(guò)車聯(lián)網(wǎng)提前告知駕駛?cè)?，建議駕駛?cè)俗龀黾皶r(shí)、恰當(dāng)?shù)鸟{駛行為。這有助于提升駕駛?cè)说淖⒁饬?，保持合適的車速及車距，提高行車的安全性。（2）交通信息收集交通信息收集是指收集到的車聯(lián)網(wǎng)信息不直接影響車主的駕駛行為，而僅僅讓駕駛?cè)苏莆照麄€(gè)道路的相關(guān)信息，便于交通管理中心的智能管理。典型的應(yīng)用是交通流量信息的分發(fā)，例如車輛周期性地廣播自己的位置、行駛方向、車速、路況以及從別的汽車收集到的信息等，同時(shí)收集這些相關(guān)信息可讓駕駛員對(duì)當(dāng)前交通狀況有一個(gè)大概的了解。2.1車聯(lián)網(wǎng)的概念及應(yīng)用1.3汽車的一般試驗(yàn)條件車聯(lián)網(wǎng)主要應(yīng)用需求有以下方面。21.3汽車的一般試驗(yàn)條件（3）汽車間的協(xié)作駕駛汽車間的協(xié)作駕駛是指利用汽車與汽車直接通信的方式來(lái)控制汽車的協(xié)調(diào)駕駛，即制動(dòng)、倒車、轉(zhuǎn)彎都可以協(xié)調(diào)操作。道路上行駛的汽車發(fā)生了故障，能被及時(shí)發(fā)現(xiàn)并告知后方的汽車制動(dòng)操作；這些操作不僅要求掌握前方車輛的信息做出相應(yīng)判斷，而且要獲得整個(gè)車隊(duì)的信息做出協(xié)作的步驟。（4）輔助交通管理輔助交通管理主要包括協(xié)助交通管理部門實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程指揮調(diào)度、路橋電子不停車收費(fèi)、超速駕車、肇事車輛逃逸追蹤等。道路事故處理系統(tǒng)，實(shí)時(shí)及全面的行車數(shù)據(jù)使事故現(xiàn)場(chǎng)在電腦上得以重現(xiàn)，將對(duì)交通管理、保險(xiǎn)等傳統(tǒng)行業(yè)帶來(lái)革命性的創(chuàng)新模式。

2.1車聯(lián)網(wǎng)的概念及應(yīng)用1.3汽車的一般試驗(yàn)條件（3）汽車間的協(xié)作駕駛2.1車1.3汽車的一般試驗(yàn)條件（5）用戶通信與應(yīng)用用戶通信與應(yīng)用的目的是讓乘客享受娛樂(lè)，即使用各種基于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)。典型的應(yīng)用是下載音樂(lè)、電影以及游戲等。例如，在堵車的情況下，駕駛?cè)丝梢詫④囕d終端接入I互聯(lián)網(wǎng)，在線欣賞音樂(lè)以及看電影等。車聯(lián)網(wǎng)將繼互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)之后，成為未來(lái)智能城市的另一個(gè)標(biāo)志。車聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的智能汽車能夠保持車與車之間相對(duì)固定的距離，從而實(shí)現(xiàn)零碰撞；還可以根據(jù)駕駛?cè)擞?jì)劃的目的地，通過(guò)GPS/BD定位和車輛之間自動(dòng)溝通，車與車之間臨時(shí)隨機(jī)進(jìn)行組隊(duì)或離隊(duì)，從而提高交通效率。2.1車聯(lián)網(wǎng)的概念及應(yīng)用1.3汽車的一般試驗(yàn)條件（5）用戶通信與應(yīng)用2.1車聯(lián)1.3汽車的一般試驗(yàn)條件3.我國(guó)典型的車聯(lián)網(wǎng)典型應(yīng)用:（1）汽車主動(dòng)安全（2）G-BOs智慧運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)（3）不停車收費(fèi)系統(tǒng)（4）汽車數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)信源2.1車聯(lián)網(wǎng)的概念及應(yīng)用1.3汽車的一般試驗(yàn)條件3.我國(guó)典型的車聯(lián)網(wǎng)典型應(yīng)用:22.2車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀1．車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀（1）車聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)與產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀隨著汽車電子化水產(chǎn)水平的日益提高，作為全球最大的汽車市場(chǎng)，中國(guó)汽車感知技術(shù)產(chǎn)業(yè)將會(huì)繼消費(fèi)電子、通信和計(jì)算機(jī)之后受到全球業(yè)界的關(guān)注，中國(guó)汽車感知產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展已成趨勢(shì)。我國(guó)正在計(jì)劃加快推進(jìn)無(wú)線傳感器在車聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的應(yīng)用。汽車計(jì)算平臺(tái)通過(guò)與車輛傳感器節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)交換，實(shí)現(xiàn)環(huán)境監(jiān)測(cè)、目標(biāo)發(fā)現(xiàn)、位置識(shí)別和控制其他設(shè)備的功能。此過(guò)程需要通過(guò)網(wǎng)關(guān)連接無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)和外部網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)兩種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換，從而發(fā)布、發(fā)送控制命令到傳感網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部節(jié)點(diǎn)，因此無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的體系建立非常重要。2.2車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀1．車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀2.2車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀（2）車聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)與產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀汽車通信系統(tǒng)是車聯(lián)網(wǎng)的信息傳輸渠道，車輛的移動(dòng)特點(diǎn)也決定了車聯(lián)網(wǎng)通信應(yīng)以無(wú)線通信為主。在車聯(lián)網(wǎng)無(wú)線通信解決方案中，通信網(wǎng)絡(luò)帶寬是車聯(lián)網(wǎng)通信面臨的一個(gè)技術(shù)難題。目前的3G網(wǎng)絡(luò)帶寬并不能滿足未來(lái)圖像和流媒體的傳輸需求，而4G網(wǎng)絡(luò)和DSRC的自主網(wǎng)技術(shù)等也還沒(méi)有完全突破。當(dāng)車聯(lián)網(wǎng)感知系統(tǒng)采集上來(lái)的信息被匯聚到數(shù)據(jù)中心后，需要對(duì)其進(jìn)行存儲(chǔ)、交互和分析。但國(guó)內(nèi)在云計(jì)算和海址數(shù)據(jù)處理力面，還未掌握核心技術(shù)，而且在全面獲取系統(tǒng)精準(zhǔn)的信息基礎(chǔ)上，針對(duì)不同應(yīng)用迸行智能化處理，更是一項(xiàng)世界性的難題，需要開(kāi)展大量工作來(lái)研究智能化應(yīng)用的數(shù)學(xué)摸型。信息通信系統(tǒng)是我國(guó)汽車市場(chǎng)增長(zhǎng)速度最快的領(lǐng)域，汽車信息通信系統(tǒng)在我國(guó)有巨大的市場(chǎng)發(fā)展?jié)摿Α?.2車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀（2）車聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)與產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀2.2車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀（3）車聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)航技術(shù)與產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀近年來(lái)，車載導(dǎo)航系統(tǒng)已被廣泛使用，車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展帶來(lái)的汽車導(dǎo)航業(yè)的巨大市場(chǎng)潛力衛(wèi)星導(dǎo)航是車聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)支撐基礎(chǔ)。如果沒(méi)有衛(wèi)星導(dǎo)航的存在，車聯(lián)網(wǎng)這個(gè)概念就難以成立。隨著我國(guó)汽車保有量的穩(wěn)定增長(zhǎng)和智能手機(jī)銷售量的激增，與之共同發(fā)展的GPS/BD導(dǎo)航市場(chǎng)也保持了高速的增長(zhǎng)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2018年我國(guó)GPS/BD導(dǎo)航產(chǎn)品的出貨量突破了6.1億臺(tái)(包括車載前裝GPS、車載后裝GPS、便攜式GPS、GPS手機(jī)、GPS測(cè)繪儀器等)。未來(lái)幾年，隨著我國(guó)汽車保有量的提升和GPS設(shè)備的進(jìn)一步普及，我國(guó)GPS導(dǎo)航市場(chǎng)將迎來(lái)更廣闊的發(fā)展空間。2.2車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀（3）車聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)航技術(shù)與產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀2.2車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀2.車聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中存在的問(wèn)題(1)當(dāng)前車聯(lián)網(wǎng)沒(méi)有構(gòu)建統(tǒng)一的協(xié)調(diào)中心。盡管已經(jīng)有了像交通信號(hào)燈警告、路橋電子不停車收費(fèi)等這樣的應(yīng)用，但這些應(yīng)用之間是相互獨(dú)立的。這些應(yīng)用所使用的單一信道方式源原要與分布式控制的要求相結(jié)合，是車聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問(wèn)題所在。(2)車輛移動(dòng)以及無(wú)線電波影響所帶來(lái)的動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥兓彩谴嬖诘膯?wèn)題無(wú)線電波必須考慮天線的高度以及移動(dòng)車輛自身金屬反射對(duì)無(wú)線信道造成的不利影響；同時(shí)需要考慮車輛自適應(yīng)發(fā)射功率和速率控制，以保證可靠、低延時(shí)的通信。(3)車聯(lián)網(wǎng)還需考慮安全問(wèn)題和隱私問(wèn)題。一方面，車主駕駛?cè)诵枰私饪煽康慕煌窙r信息以保證駕駛的安全;另一方面，車主駕駛?cè)瞬幌Ｍ囕v信息被非法泄露，以防止未被授權(quán)的跟蹤，保持其隱私性。這樣就很有必要在安全問(wèn)題和隱私問(wèn)題上尋求一個(gè)平衡度。2.2車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀2.車聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中存在的問(wèn)題2.3車聯(lián)網(wǎng)的組成及工作原理1．車聯(lián)網(wǎng)的組成車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)可分為感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層三個(gè)層次，參見(jiàn)圖8-3。圖8-3車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)2.3車聯(lián)網(wǎng)的組成及工作原理1．車聯(lián)網(wǎng)的組成圖8-3車聯(lián)2.3車聯(lián)網(wǎng)的組成及工作原理感知層負(fù)責(zé)信息采集與發(fā)布，信息的采集主要利用汽車配備的車載信息系統(tǒng)通過(guò)CAN總線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)采集車內(nèi)各電控單元與車內(nèi)各傳感器的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)（圖8-4）。這些信息能夠反映車輛行駛狀態(tài)、車輛位置、車輛安全與車輛識(shí)別；信息的發(fā)布是指來(lái)自路側(cè)設(shè)備或數(shù)據(jù)中心的交通信息在車載信息系統(tǒng)上的發(fā)布，包括路況、事故、天氣等信息。圖8-4總車整線布局圖2.3車聯(lián)網(wǎng)的組成及工作原理感知層負(fù)責(zé)信息采集與發(fā)布，信息2.3車聯(lián)網(wǎng)的組成及工作原理網(wǎng)絡(luò)層通過(guò)DSRC(dedicatedshortrangecommunications，專用短程通信)、3G/4G/5G、WiFi、GPS、WIMAX、以太網(wǎng)等現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)通信的技術(shù)實(shí)現(xiàn)車聯(lián)網(wǎng)信息的可靠傳輸。應(yīng)用層可分為兩個(gè)子層。下子層是應(yīng)用程序?qū)?，主要功能是進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，車聯(lián)網(wǎng)的各種具體的服務(wù)也在這一子層進(jìn)行定義與實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)在一般認(rèn)為采用中間件技術(shù)實(shí)現(xiàn)車聯(lián)網(wǎng)的各種服務(wù)是較好的選擇。上子層是人機(jī)交互界面，定義與用戶交互的方式和內(nèi)容。應(yīng)用層使用的設(shè)備主要是一些提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的服務(wù)器和用戶使用的車載信息系統(tǒng)等。2.3車聯(lián)網(wǎng)的組成及工作原理網(wǎng)絡(luò)層通過(guò)DSRC(dedi2.3車聯(lián)網(wǎng)的組成及工作原理2．車聯(lián)網(wǎng)的工作原理車聯(lián)網(wǎng)是在道路交通的基礎(chǔ)上，以車輛為中心，進(jìn)行道路的利用率、道路交通安全的綜合研究。車輛是移動(dòng)的，移動(dòng)的車輛通過(guò)多種無(wú)線通信方式實(shí)現(xiàn)車輛與一切事物相聯(lián)。當(dāng)存在多種無(wú)線通信方式時(shí)，不同的天線之間必然產(chǎn)生電磁波干擾，要求車聯(lián)網(wǎng)具備高抗干擾能力和穩(wěn)定性。因此，車聯(lián)網(wǎng)具有移動(dòng)性、無(wú)線性、及時(shí)性及穩(wěn)定性等特點(diǎn)。車載終端、道路基礎(chǔ)設(shè)施通過(guò)無(wú)線通信方式構(gòu)成一種車載自組織網(wǎng)絡(luò)ⅤANET(VehicleAd-HocNetwork)，通過(guò)無(wú)線通信鏈路傳輸數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)車輛間(V2V)通信，車路通信(V2I)以及車與行人之間的通信(V2P)，通過(guò)道路基礎(chǔ)設(shè)施與網(wǎng)絡(luò)的連接實(shí)現(xiàn)道路基礎(chǔ)設(shè)施與云端之間的雙向通信，通過(guò)接入移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，從而使車輛具備訪問(wèn)互聯(lián)網(wǎng)的能力，實(shí)現(xiàn)車與云端間的雙向通信(V2C)。車聯(lián)網(wǎng)工作原理見(jiàn)圖8-4。2.3車聯(lián)網(wǎng)的組成及工作原理2．車聯(lián)網(wǎng)的工作原理2.3車聯(lián)網(wǎng)的組成及工作原理圖8-4車聯(lián)網(wǎng)的工作原理2.3車聯(lián)網(wǎng)的組成及工作原理圖8-4車聯(lián)網(wǎng)的工作原理2.3車聯(lián)網(wǎng)的組成及工作原理如圖8-4所示，車載終端利用總線技術(shù)，通過(guò)ECU讀取各個(gè)單元的傳感器數(shù)據(jù)，并進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)車內(nèi)通信；通過(guò)衛(wèi)星定位模塊和各種傳感器讀取車輛運(yùn)行環(huán)境及位置等信息；通過(guò)無(wú)線通信模塊和鄰近的車輛、道路基礎(chǔ)設(shè)施建立車載自組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)車與車(V2V)之間的通信、車輛與道路基礎(chǔ)設(shè)施(V2I)之間的通信；通過(guò)移動(dòng)通信模塊接入互聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)車與云端及家的互聯(lián)互通。道路基礎(chǔ)設(shè)施通過(guò)移動(dòng)通信模塊接入互聯(lián)網(wǎng)，向云端提供所覆區(qū)域的交通狀況，并從云端獲取交通信息，通過(guò)無(wú)線通信模塊和其覆蓋區(qū)域的車輛組建車自組網(wǎng)，并將交通信息發(fā)送給網(wǎng)內(nèi)的車輛。云端實(shí)時(shí)向車載終端或道路基礎(chǔ)設(shè)施推送交信息和與車輛有關(guān)的服務(wù)信息，并根據(jù)車輛和道路基礎(chǔ)設(shè)施的請(qǐng)求，推送相應(yīng)的信息。2.3車聯(lián)網(wǎng)的組成及工作原理如圖8-4所示，車載終端利用總3.車聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)車聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)龐大的系統(tǒng)，包括端(車載終端、道路基礎(chǔ)設(shè)施)、管(傳輸網(wǎng)絡(luò))、云(車聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái))。車聯(lián)網(wǎng)的用戶需求多樣，業(yè)務(wù)邏輯復(fù)雜，且涉及不同的技術(shù)領(lǐng)域。因此，要實(shí)現(xiàn)真正的車聯(lián)網(wǎng)，就要在車聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)技術(shù)方面深入研究，徹底解決端、管、云三要素的關(guān)鍵技術(shù)，方可實(shí)現(xiàn)真正的車聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)真正的車路協(xié)同，從而實(shí)現(xiàn)智能交通及無(wú)人駕駛的目的。下面將以車聯(lián)網(wǎng)的三要素為中心闡述實(shí)現(xiàn)車聯(lián)網(wǎng)需要掌握的關(guān)鍵技術(shù)。3.1數(shù)據(jù)采集技術(shù)數(shù)據(jù)是車聯(lián)網(wǎng)得以存在的基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)采集也是較為復(fù)雜的一門技術(shù)，涉及多方面的技術(shù)領(lǐng)域，因此數(shù)據(jù)采集技術(shù)是車聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。車聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集分為兩大部分：一部分是針對(duì)整車數(shù)據(jù)的采集；另一部分是針對(duì)車外數(shù)據(jù)的采集。3.車聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)車聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)龐大的系統(tǒng)，包括端(車載終端3.1數(shù)據(jù)采集技術(shù)1．整車數(shù)據(jù)的采集整車數(shù)據(jù)的采集主要指對(duì)汽車電子系統(tǒng)數(shù)據(jù)的采集。汽車電子包括動(dòng)力系統(tǒng)、底盤系統(tǒng)、車身安全系統(tǒng)及車載信息系統(tǒng)四大部分。這四大部分統(tǒng)一由ECU(ElectronicControlUnit)即電子控制單元控制及調(diào)度，因此，車內(nèi)數(shù)據(jù)的采集，必須從ECU采集這四大系統(tǒng)所有的傳感器數(shù)據(jù)及開(kāi)關(guān)信號(hào)。數(shù)據(jù)采集技術(shù)是車聯(lián)網(wǎng)的末梢神經(jīng)，是車聯(lián)網(wǎng)最關(guān)鍵的技術(shù)。它是在汽車內(nèi)的重要部位上裝置很多不同用途的車用傳感器(圖8-5)，專門監(jiān)測(cè)該部位的工作情況，及時(shí)以電信號(hào)方式向車用微機(jī)進(jìn)行傳輸，向駕駛?cè)颂峁╆P(guān)于車的實(shí)時(shí)狀況信息，以供分析判斷車的狀況。3.1數(shù)據(jù)采集技術(shù)1．整車數(shù)據(jù)的采集3.1數(shù)據(jù)采集技術(shù)圖8-5車用傳感器3.1數(shù)據(jù)采集技術(shù)圖8-5車用傳感器3.1數(shù)據(jù)采集技術(shù)2．車外數(shù)據(jù)的采集車外數(shù)據(jù)的采集主要包括對(duì)車輛的位置、行車狀態(tài)、道路狀態(tài)、前方及兩側(cè)后方側(cè)車輛狀態(tài)等數(shù)據(jù)的采集（圖8-6）。圖8-6車外數(shù)據(jù)的采集3.1數(shù)據(jù)采集技術(shù)2．車外數(shù)據(jù)的采集圖8-6車外數(shù)據(jù)的3.2識(shí)別技術(shù)1.語(yǔ)音識(shí)別語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)是一門交叉學(xué)科，也是信息技術(shù)領(lǐng)域的尖端科技，作為一種新的輸入方式。語(yǔ)音識(shí)別的發(fā)展有很多瓶頸，如無(wú)法標(biāo)準(zhǔn)化的輸入設(shè)備、語(yǔ)義理解及噪聲的處理都影響到語(yǔ)音識(shí)別的精確度。在車內(nèi)使用語(yǔ)音識(shí)別難度更大，一方面，由于車內(nèi)有噪聲、回聲的影響，所以識(shí)別精確度比較低；另一方面，如果在本地端使用語(yǔ)音識(shí)別，車載終端的處理器速度和存儲(chǔ)能力有限，如果通過(guò)云平臺(tái)進(jìn)行識(shí)別，當(dāng)車輛行駛在高速公道路上時(shí)，網(wǎng)絡(luò)覆蓋問(wèn)題會(huì)導(dǎo)致車載終端無(wú)法聯(lián)網(wǎng)，也就無(wú)法使用云端的識(shí)別。毫無(wú)疑問(wèn)，語(yǔ)音識(shí)別是解放駕駛員雙手、雙眼，增強(qiáng)行車安全的最好方法，也是車聯(lián)網(wǎng)行業(yè)最關(guān)鍵的技術(shù)之一，目前語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)在車內(nèi)的使用尚存在諸多瓶頸，語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)能在車內(nèi)流暢地使用，還需要不斷地探索解決。3.2識(shí)別技術(shù)1.語(yǔ)音識(shí)別3.2識(shí)別技術(shù)2.視頻圖像識(shí)別視頻圖像識(shí)別是交通信息采集中應(yīng)用較為廣泛的技術(shù)之一，而車牌識(shí)別是視頻圖像識(shí)別功能的代表性應(yīng)用。車牌識(shí)別技術(shù)通過(guò)視頻或圖像抓拍的方式對(duì)物理車牌進(jìn)行識(shí)別，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛身份有的識(shí)別。車牌識(shí)別技術(shù)集中了先進(jìn)的光電、計(jì)算機(jī)、圖像處理、模式識(shí)別和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)訪問(wèn)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)控路面過(guò)往的每一輛機(jī)動(dòng)車的特征圖像和車輛全景圖像進(jìn)行連續(xù)全天候?qū)崟r(shí)記錄，計(jì)算機(jī)根據(jù)所拍攝的圖像進(jìn)行牌照自動(dòng)識(shí)別?；谟?jì)算機(jī)的車牌識(shí)別系統(tǒng)利用通過(guò)某一路段的汽車前視或后視圖像，完成車牌目標(biāo)的自動(dòng)定位與識(shí)別。系統(tǒng)的核心部分為視頻采集、圖像預(yù)處理、車牌檢測(cè)定位、字符分割和字符識(shí)別等，所有這些工作均在一臺(tái)配置較高的計(jì)算機(jī)上完成。車牌識(shí)別系統(tǒng)原理流程見(jiàn)圖8-7。圖8-7車牌識(shí)別系統(tǒng)原理流程圖3.2識(shí)別技術(shù)2.視頻圖像識(shí)別圖8-7車牌識(shí)別系統(tǒng)原理3.2識(shí)別技術(shù)3．射頻識(shí)別技術(shù)射頻識(shí)別作為車聯(lián)網(wǎng)最基本的關(guān)鍵技術(shù)，首先被廣泛研究.并進(jìn)入到車聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域。2008年8月，國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)在啟動(dòng)的信息運(yùn)用試點(diǎn)工作中將無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)應(yīng)用列為重點(diǎn)，并且發(fā)出了《國(guó)家發(fā)展改革委辦公廳關(guān)于組織開(kāi)展信息化試點(diǎn)工作的通知》，提到“選擇有條件的行業(yè)開(kāi)展自主創(chuàng)新RFID技術(shù)的應(yīng)用試點(diǎn)工程建設(shè)，培育我國(guó)RFID產(chǎn)業(yè)，有效發(fā)揮信息化在交通運(yùn)輸、物品流通領(lǐng)域的節(jié)能、降耗作用，提高國(guó)民經(jīng)濟(jì)運(yùn)行質(zhì)量和效率”。目前，國(guó)內(nèi)多個(gè)省市已經(jīng)應(yīng)用RFID技術(shù)，建立高速公路ETC標(biāo)識(shí)站，實(shí)現(xiàn)車輛自動(dòng)識(shí)別和自動(dòng)繳費(fèi)功能。此外，還被廣泛應(yīng)用于交通運(yùn)輸控制管理、停車場(chǎng)管理、車輛防盜和駕駛員身份識(shí)別等。3.2識(shí)別技術(shù)3．射頻識(shí)別技術(shù)3.3車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)車聯(lián)網(wǎng)包括車內(nèi)網(wǎng)和車外網(wǎng)，是DSRC、WiFi2G/3G蜂窩通信、LTE、WLAN等不同的無(wú)線接入技術(shù)并存的泛在網(wǎng)絡(luò)，而不同的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)各自具有不同的特征，如何將多種無(wú)線接入技術(shù)進(jìn)行協(xié)同及融合是未來(lái)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的必然趨勢(shì)，也是車聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域需要研究的主要課題。車內(nèi)網(wǎng)就是通過(guò)LIN、CAN、MOST等總線技術(shù)及各種通信技術(shù)，將車內(nèi)的多個(gè)傳感器及電子設(shè)備連接起來(lái)而組成的一張汽車局域網(wǎng)。1．DSRC專用短程通信(DedicatedShortRangeCommunication，DSFC)是一種短距離無(wú)線通信技術(shù)，它具有傳輸速率高、延遲短等特點(diǎn)，支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的通信。相對(duì)于傳統(tǒng)的廣域移動(dòng)通信系統(tǒng)而言，它可以實(shí)現(xiàn)小范圍內(nèi)數(shù)據(jù)、音頻和視頻信號(hào)的實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確和可靠的雙向傳輸，從而將車輛與車輛、車輛與道路有機(jī)地聯(lián)系在一起，因此成為ITS中重要的無(wú)線通信平臺(tái)，為ITS提供高效的無(wú)線通信服務(wù)。3.3車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)車聯(lián)網(wǎng)包括車內(nèi)網(wǎng)和車外網(wǎng)，是DSRC、W3.3車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)2．ZigBeeZigBee是一種新興的短距離、低復(fù)雜度、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。ZigBee的物理層采用直接序列展頻(DirectSequenceSpreadSpectrum，DSSS)技術(shù)，媒體存取控制層沿用無(wú)線局域網(wǎng)(WirelessLocalAreaNetwork，WLAN)中802.11系列標(biāo)準(zhǔn)的CSMA/CA方式，以提高系統(tǒng)兼容性，從而適用于近距離無(wú)線連接。除了安全靈活，網(wǎng)絡(luò)容量多達(dá)65000個(gè)設(shè)備以外，ZigBee最大的優(yōu)勢(shì)在于成本低和使用功耗低，在低功耗待機(jī)模式下，兩節(jié)普通5號(hào)電池可使用6~24個(gè)月，此外其延時(shí)極短，典型搜索設(shè)備時(shí)延為30ma安全性高，ZigBee提供了數(shù)據(jù)完整性檢查和鑒權(quán)功能，采用AES-128加密算法，各個(gè)應(yīng)用可靈活確定其安全屬性。ZigBee的主要應(yīng)用領(lǐng)域包括工業(yè)控制、消費(fèi)性電子設(shè)備、汽車自動(dòng)化等。3.3車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)2．ZigBee3.3車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)3．蜂窩網(wǎng)絡(luò)蜂窩網(wǎng)絡(luò)是指將服務(wù)區(qū)劃分為若干個(gè)彼此相鄰的小區(qū)，在每個(gè)小區(qū)設(shè)立一個(gè)基站的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。由于每個(gè)小區(qū)呈正六邊形，又彼此鄰接，從整體上看，形狀酷似蜂窩，所以人們稱它為“蜂窩”網(wǎng)。用若干蜂窩狀小區(qū)覆蓋整個(gè)服務(wù)區(qū)的大、中容量移動(dòng)電話系統(tǒng)就稱為蜂窩移動(dòng)電話系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱蜂窩移動(dòng)電話。通用分組無(wú)線服務(wù)(GeneralPacketRadioService，GPRS)技術(shù)是在GSM蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)上發(fā)展起來(lái)的一種分組交換數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，按需動(dòng)態(tài)分配信道資源。GPRS頻譜利用率較高，并將數(shù)據(jù)傳輸速率提高到100kbit/s以上，特別適合遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)、交通監(jiān)控等領(lǐng)域的中、低速率突發(fā)通信需求。由于采用了TCP/IP協(xié)議，并且容易與現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及其應(yīng)用平臺(tái)整合，所以可以將各種IP技術(shù)與服務(wù)同移動(dòng)通信技術(shù)相結(jié)合，為用戶提供各種高速高質(zhì)的移動(dòng)車載數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)。3.3車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)3．蜂窩網(wǎng)絡(luò)4.數(shù)據(jù)處理技術(shù)1．云計(jì)算技術(shù)云計(jì)算和車聯(lián)網(wǎng)都是當(dāng)代科技迅猛發(fā)展的高新技術(shù)產(chǎn)物。一方面云計(jì)算需要從概念構(gòu)想走向應(yīng)用實(shí)踐，另一方面車聯(lián)網(wǎng)的大量交通數(shù)據(jù)需要強(qiáng)大的支撐平臺(tái)對(duì)其進(jìn)行處理分析，因此，云計(jì)算和車聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合可以實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，具有十分重要的應(yīng)用價(jià)值。為保證高可用性、高可靠性和經(jīng)濟(jì)性，云計(jì)算一般采用分布式存儲(chǔ)的方式存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，并采用冗余存儲(chǔ)的方式(即為同一份數(shù)據(jù)存儲(chǔ)多個(gè)副本)進(jìn)一步保證存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的可靠性。大部分云計(jì)算都采用由Hadoop團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的HDFS數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)。交通數(shù)據(jù)具有數(shù)據(jù)信息量大、數(shù)據(jù)波動(dòng)嚴(yán)重信息實(shí)時(shí)處理性高、數(shù)據(jù)共享性高、可用性和穩(wěn)定性高等特點(diǎn)，這對(duì)交通數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、處理和管理提出很高的要求。交通云的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)的重點(diǎn)主要集中在超大規(guī)模的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)加密、安全性保證和提高I/O速率等方面。4.數(shù)據(jù)處理技術(shù)1．云計(jì)算技術(shù)3.4數(shù)據(jù)處理技術(shù)2．多源數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù)從采集源傳來(lái)的數(shù)據(jù)可能由于傳輸設(shè)備故障、路面交通狀況的異常而造成信息不全或存在錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)，所以需要對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理。車聯(lián)網(wǎng)中會(huì)有多種不同類型感知設(shè)備的感知數(shù)據(jù)，對(duì)應(yīng)于同一交通參數(shù)的信息，通過(guò)對(duì)多源異構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，可以減小后續(xù)數(shù)據(jù)處理的復(fù)雜度和數(shù)據(jù)處理量，通過(guò)多源異構(gòu)數(shù)據(jù)之間的相互校驗(yàn)、相互補(bǔ)充，可以增加多源異構(gòu)數(shù)據(jù)預(yù)處理后參數(shù)的可信度。綜上所述，在防止錯(cuò)誤數(shù)據(jù)方面，首先要通過(guò)預(yù)處理檢索、定位出奇異數(shù)據(jù)，分析該數(shù)據(jù)的正確性，若為錯(cuò)誤數(shù)據(jù)則剔除該數(shù)據(jù)，然后根據(jù)歷史同期數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分布規(guī)律、差值補(bǔ)充上合理數(shù)據(jù)；在防止數(shù)據(jù)的丟失方面，首先要通過(guò)預(yù)處理得到所缺少的數(shù)據(jù)項(xiàng)，然后根據(jù)歷史同期數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分布規(guī)律，差值補(bǔ)齊。3.4數(shù)據(jù)處理技術(shù)2．多源數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù)3.4數(shù)據(jù)處理技術(shù)3．?dāng)?shù)據(jù)加密與隱私保護(hù)技術(shù)作為一種多網(wǎng)融合的網(wǎng)絡(luò)，車聯(lián)網(wǎng)安全涉及各個(gè)網(wǎng)絡(luò)的不同層次的安全(圖8-7)。在這些獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)中已實(shí)際應(yīng)用了多種安全技術(shù)，特別是移動(dòng)通信網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)，但由于資源的局限性，對(duì)車聯(lián)網(wǎng)中的感知網(wǎng)絡(luò)安全研究的難度較大。圖8-7車聯(lián)網(wǎng)安全3.4數(shù)據(jù)處理技術(shù)3．?dāng)?shù)據(jù)加密與隱私保護(hù)技術(shù)圖8-7車3.4.數(shù)據(jù)處理技術(shù)4．大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)信息存儲(chǔ)方式包括本地存儲(chǔ)海存儲(chǔ)和云端存儲(chǔ)。原始感知數(shù)據(jù)和預(yù)處理階段數(shù)據(jù)通過(guò)本地存儲(chǔ)/海存儲(chǔ)方式提供給各類感知平臺(tái)，用于現(xiàn)場(chǎng)情況處理。而無(wú)異常情況下的日常感知數(shù)據(jù)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)由云端存儲(chǔ)服務(wù)器進(jìn)行處理和保存。公路智能交通系統(tǒng)特有的分布式形態(tài)、特殊事件時(shí)空特征的隨機(jī)因素和特殊事件快速反應(yīng)的需求對(duì)感知信息存儲(chǔ)方式提出了新的要求。通過(guò)對(duì)事件的性質(zhì)進(jìn)行分析，對(duì)潛在用戶(包括控制人員和響應(yīng)機(jī)制)進(jìn)行判別，并對(duì)事件和用戶的地理位置信息進(jìn)行優(yōu)化匹配實(shí)現(xiàn)對(duì)信息進(jìn)行分布式存儲(chǔ)，提高海存儲(chǔ)數(shù)據(jù)查詢速度和使用效率。主要包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模型與協(xié)議，協(xié)同存儲(chǔ)架構(gòu)與算法，數(shù)據(jù)定位、挖掘與獲取，廣域數(shù)據(jù)管理，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)安全機(jī)制，評(píng)價(jià)體系等。3.4.數(shù)據(jù)處理技術(shù)4．大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)3.5車聯(lián)網(wǎng)安全體系為了保證車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)能夠長(zhǎng)期、安全、穩(wěn)定、可靠、高效地運(yùn)行，系統(tǒng)需要依據(jù)不同的保護(hù)對(duì)象和安全需求建立分層的安全防護(hù)體系。根據(jù)以上風(fēng)險(xiǎn)分析，整個(gè)車聯(lián)網(wǎng)的安全防護(hù)需要在我國(guó)相關(guān)法律、法規(guī)及政策的支持下，先分別設(shè)計(jì)各層的安全防護(hù)措施，然后再建立統(tǒng)一的安全管理平臺(tái)，提升網(wǎng)絡(luò)安全水平、可控制性和可管理性，使各種安全產(chǎn)品相互支撐、協(xié)同工作，應(yīng)用效能得到充分的發(fā)揮。車聯(lián)網(wǎng)安全系統(tǒng)的整體架構(gòu)見(jiàn)圖8-8。系統(tǒng)可分為四層：感知信源層、基站集群層、網(wǎng)絡(luò)傳輸層和應(yīng)用服務(wù)層。每個(gè)層面保護(hù)對(duì)象不同，安全需求也不同，依據(jù)不同保護(hù)對(duì)象安全需求建立分層的防護(hù)體系。防護(hù)體系由感知信源層安全、基站集群層安全、網(wǎng)絡(luò)傳輸層安全和應(yīng)用服務(wù)層安全組成，為實(shí)現(xiàn)應(yīng)用服務(wù)層細(xì)化安全防護(hù)，應(yīng)用服務(wù)安全又分為服務(wù)環(huán)境。3.5車聯(lián)網(wǎng)安全體系為了保證車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)能夠長(zhǎng)期、安全、穩(wěn)定3.5車聯(lián)網(wǎng)安全體系圖8-8安全系統(tǒng)整體構(gòu)架圖3.5車聯(lián)網(wǎng)安全體系圖8-8安全系統(tǒng)整體構(gòu)架圖3.5車聯(lián)網(wǎng)安全體系感知信源層安全：實(shí)現(xiàn)車輛電子標(biāo)識(shí)、視頻信息、路網(wǎng)環(huán)境和車輛等各種資源的安全保護(hù)。基站集群層安全：實(shí)現(xiàn)采集基站、監(jiān)控基站、移動(dòng)基站和便攜終端等的安全保護(hù)。網(wǎng)絡(luò)傳輸層安全：實(shí)現(xiàn)各終端與數(shù)據(jù)中心的雙向數(shù)據(jù)傳輸安全。應(yīng)用服務(wù)層安全：實(shí)現(xiàn)車聯(lián)網(wǎng)(物理環(huán)境、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、主機(jī)系統(tǒng)等)服務(wù)支撐基礎(chǔ)環(huán)境安全保護(hù)；服務(wù)接入安全；實(shí)現(xiàn)行業(yè)用戶、公網(wǎng)用戶接入安全保護(hù)；服務(wù)平臺(tái)安全：實(shí)現(xiàn)車聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)平臺(tái)安全保護(hù)。運(yùn)營(yíng)安全管理：從管理角度，利用技術(shù)和管理相結(jié)合的安全手段，保障整個(gè)車聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)安全運(yùn)營(yíng)。按照上述安全系統(tǒng)整體構(gòu)架，安全防護(hù)架構(gòu)見(jiàn)圖8-9。3.5車聯(lián)網(wǎng)安全體系感知信源層安全：實(shí)現(xiàn)車輛電子標(biāo)識(shí)、視頻3.5車聯(lián)網(wǎng)安全體系圖8-9安全防護(hù)框架圖3.5車聯(lián)網(wǎng)安全體系圖8-9安全防護(hù)框架圖2.3車聯(lián)網(wǎng)的組成及工作原理2．車聯(lián)網(wǎng)的工作原理車聯(lián)網(wǎng)是在道路交通的基礎(chǔ)上，以車輛為中心，進(jìn)行道路的利用率、道路交通安全的綜合研究。車輛是移動(dòng)的，移動(dòng)的車輛通過(guò)多種無(wú)線通信方式實(shí)現(xiàn)車輛與一切事物相聯(lián)。當(dāng)存在多種無(wú)線通信方式時(shí)，不同的天線之間必然產(chǎn)生電磁波干擾，要求車聯(lián)網(wǎng)具備高抗干擾能力和穩(wěn)定性。因此，車聯(lián)網(wǎng)具有移動(dòng)性、無(wú)線性、及時(shí)性及穩(wěn)定性等特點(diǎn)。車載終端、道路基礎(chǔ)設(shè)施通過(guò)無(wú)線通信方式構(gòu)成一種車載自組織網(wǎng)絡(luò)ⅤANET(VehicleAd-HocNetwork)，通過(guò)無(wú)線通信鏈路傳輸數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)車輛間(V2V)通信，車路通信(V2I)以及車與行人之間的通信(V2P)，通過(guò)道路基礎(chǔ)設(shè)施與網(wǎng)絡(luò)的連接實(shí)現(xiàn)道路基礎(chǔ)設(shè)施與云端之間的雙向通信，通過(guò)接入移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，從而使車輛具備訪問(wèn)互聯(lián)網(wǎng)的能力，實(shí)現(xiàn)車與云端間的雙向通信(V2C)。車聯(lián)網(wǎng)工作原理見(jiàn)圖8-4。2.3車聯(lián)網(wǎng)的組成及工作原理2．車聯(lián)網(wǎng)的工作原理4.智能網(wǎng)聯(lián)汽車智能網(wǎng)聯(lián)汽車是新一輪科技革命背景下的新興產(chǎn)業(yè)，可顯著改善交通安全、實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、減緩交通擁堵、提高交通效率，并拉動(dòng)汽車、電子、通信、服務(wù)、社會(huì)管理等協(xié)同發(fā)展，對(duì)促進(jìn)汽車產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)具有重大戰(zhàn)略意義。與智能網(wǎng)聯(lián)汽車相關(guān)的概念有智能汽車、無(wú)人駕駛汽車、車聯(lián)網(wǎng)和智能交通系統(tǒng)等。4.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車相關(guān)概念1．智能汽車智能汽車是在一般汽車上增加雷達(dá)、攝像頭等先進(jìn)傳感器、控制器、執(zhí)行器等裝置，通過(guò)車載環(huán)境感知系統(tǒng)和信息終端實(shí)現(xiàn)與車、路、人等的信息交換，使車輛具備智能環(huán)境感知能力，能夠自動(dòng)分析車輛行駛的安全及危險(xiǎn)狀態(tài)，并使車輛按照人的意愿到達(dá)目的地，最終實(shí)現(xiàn)替代人來(lái)操作的目的。智能汽車是智能交通的重要組成部分。智能汽車的初級(jí)階段是具有先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)(AdvancedDriverAssistanceSystems，ADAS)的汽車，終極目標(biāo)是無(wú)人駕駛汽車。4.智能網(wǎng)聯(lián)汽車智能網(wǎng)聯(lián)汽車是新一輪科技革命背景下的新興產(chǎn)業(yè)4.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車相關(guān)概念2．智能網(wǎng)聯(lián)汽車智能汽車與網(wǎng)絡(luò)相連便成為智能網(wǎng)聯(lián)汽車。智能網(wǎng)聯(lián)汽車(IntelligentConnectedVehicle，ICV)是一種跨技術(shù)、跨產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的新興汽車體系，即可上路安全行駛的無(wú)人駕駛汽車。從狹義上講，智能網(wǎng)聯(lián)汽車是搭載先進(jìn)的車載傳感器、控制器、執(zhí)行器等裝置，并融合現(xiàn)代通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)V2X智能信息交換共享，具備復(fù)雜的環(huán)境感知、智能決策、協(xié)同控制和執(zhí)行等功能，可實(shí)現(xiàn)安全、舒適、節(jié)能、高效行駛，并最終可替代人來(lái)操作的新一代汽車。從廣義上講，智能網(wǎng)聯(lián)汽車是以車輛為主體和主要節(jié)點(diǎn)，融合現(xiàn)代通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，使車輛與外部節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)信息共享和協(xié)同控制，以達(dá)到車輛安全、有序、高效、節(jié)能行駛的新一代多車輛系統(tǒng)。4.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車相關(guān)概念2．智能網(wǎng)聯(lián)汽車4.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車相關(guān)概念智能網(wǎng)聯(lián)汽車、無(wú)人駕駛汽車、車聯(lián)網(wǎng)、智能交通系統(tǒng)有密切關(guān)系性，但沒(méi)有明顯分界線，他們的關(guān)系可用圖8-10表示。智能網(wǎng)聯(lián)汽車的聚焦點(diǎn)是在車上，發(fā)展重點(diǎn)是提高汽車安全性，其終極目標(biāo)是無(wú)人駕駛汽車；而車聯(lián)網(wǎng)的聚焦點(diǎn)是建立一個(gè)比較大的交通體系，發(fā)展重點(diǎn)是給汽車提供信息服務(wù)，其終極目標(biāo)是智能交通系統(tǒng)；無(wú)人駕駛汽車是汽車智能化與車聯(lián)網(wǎng)的完美結(jié)合。圖8-10智能網(wǎng)聯(lián)汽車相關(guān)概念關(guān)系4.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車相關(guān)概念智能網(wǎng)聯(lián)汽車、無(wú)人駕駛汽車、車聯(lián)4.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車相關(guān)概念3．智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)路線智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)路線主要分為基于傳感器的車載式技術(shù)路線和基于車輛互聯(lián)的網(wǎng)聯(lián)式技術(shù)路線兩種（圖8-11）。

（a）車載式

（b）網(wǎng)聯(lián)式圖8-11車載式技術(shù)路線和網(wǎng)聯(lián)式技術(shù)路線4.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車相關(guān)概念3．智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)路線4.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車相關(guān)概念（1）基于傳感器的車載式技術(shù)路線這類技術(shù)路線是基于先進(jìn)傳感技術(shù)與傳統(tǒng)汽車制造業(yè)的深度融合，主要是使用先進(jìn)的傳感器，如立體攝像機(jī)和雷達(dá)，結(jié)合驅(qū)動(dòng)器、控制單元以及軟件的組合，形成先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)，使得汽車能夠監(jiān)測(cè)和應(yīng)對(duì)周圍的環(huán)境。該路線推動(dòng)者是以奔馳、寶馬、沃爾沃、福特等為代表的汽車整車企業(yè)，技術(shù)發(fā)展較為成熟。這種基于傳感器的系統(tǒng)能夠給駕駛員提供不同程度的輔助功能，但目前還無(wú)法提供完整的、具有成本競(jìng)爭(zhēng)力的無(wú)人駕駛體驗(yàn)。主要原因是要?jiǎng)?chuàng)建車輛環(huán)境的360視圖，必須配置更多的傳感器組合，成本較高。（2）基于車輛互聯(lián)的網(wǎng)聯(lián)式技術(shù)路線這類技術(shù)路線表現(xiàn)為互聯(lián)網(wǎng)思維對(duì)傳統(tǒng)汽車駕駛模式的變革，推動(dòng)者主要是以谷歌、蘋(píng)果等為代表的互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)。4.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車相關(guān)概念（1）基于傳感器的車載式技術(shù)路線4.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車相關(guān)概念這類企業(yè)重點(diǎn)開(kāi)發(fā)車載信息系統(tǒng)，并與汽車廠商合作開(kāi)發(fā)推廣導(dǎo)航、語(yǔ)音識(shí)別、娛樂(lè)、安全等方面的應(yīng)用程序和應(yīng)用技術(shù)。該方案使用短距離無(wú)線通信技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)車輛與車輛(V2V)、車輛與道路基礎(chǔ)設(shè)施(V2I)之間的實(shí)時(shí)通信，能充分發(fā)揮短程無(wú)線通信快速部署、低延遲、高可靠等特點(diǎn)，對(duì)于主動(dòng)安全應(yīng)用尤其重要。但該方案對(duì)道路基礎(chǔ)設(shè)施的要求較高。另一種方案是使用遠(yuǎn)距離無(wú)線通信技術(shù)以及現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施以獲得更大的通信范圍，但存在響應(yīng)延遲、帶寬不足等問(wèn)題，制約了在主動(dòng)安全領(lǐng)域的應(yīng)用。對(duì)于智能網(wǎng)聯(lián)汽車，車載式和網(wǎng)聯(lián)式將走向技術(shù)融合，通過(guò)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，提供安全性更好、自動(dòng)化程度更高、使用成本更低的解決方案。實(shí)現(xiàn)這種技術(shù)融合需要更先進(jìn)的定位技術(shù)、更高分辨率的地圖自動(dòng)生成技術(shù)、可靠而直觀的人機(jī)交互界面以及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、法規(guī)等。4.1智能網(wǎng)聯(lián)汽車相關(guān)概念這類企業(yè)重點(diǎn)開(kāi)發(fā)車載信息系統(tǒng)，并4.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)分級(jí)智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)分級(jí)各主要國(guó)家是不完全相同的，美國(guó)分為5級(jí)，德國(guó)分為3級(jí)，中國(guó)分為5級(jí)。1．美國(guó)關(guān)于智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)分級(jí)美國(guó)國(guó)家公路交通安全管理局(NHTSA)分以下5級(jí)定義汽車的自動(dòng)化等級(jí)。（1）無(wú)自動(dòng)駕駛階段(0級(jí))在無(wú)自動(dòng)駕駛階段，駕駛員擁有車輛的全部控制權(quán)，在任何時(shí)刻，駕駛員都單獨(dú)控制汽車的運(yùn)動(dòng)，包括制動(dòng)、轉(zhuǎn)向、加速和減速等。（2）駕駛員輔助階段(1級(jí))在駕駛員輔助階段，駕駛員擁有車輛的全部控制權(quán)。車輛具備一種或多種輔助控制技術(shù)，例如倒車影像與倒車?yán)走_(dá)、電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)、車道偏離報(bào)警系統(tǒng)、正面碰撞預(yù)警系統(tǒng)、定速巡航系統(tǒng)以及汽車并線輔助系統(tǒng)等。4.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)分級(jí)智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)分級(jí)各主要國(guó)家是4.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)分級(jí)（3）半自動(dòng)駕駛階段(2級(jí))：在半自動(dòng)駕駛階段，駕駛員和車輛共享對(duì)車輛的控制權(quán)。車輛至少有兩種先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)，而且這些系統(tǒng)能同時(shí)工作。這一階段也是當(dāng)前處于并在快速發(fā)展的階段，未來(lái)幾年中，將有更多的先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)應(yīng)用在量產(chǎn)車上。（4）高度自動(dòng)駕駛階段(3級(jí))在高度自動(dòng)駕駛階段，車輛和駕駛員共享對(duì)車輛的控制權(quán)。在特定的道理道路環(huán)境下(高速公路、城郊或市區(qū))，駕駛員完全不用控制車輛，車輛完全自動(dòng)行駛，而且可以自動(dòng)檢測(cè)環(huán)境的變化以判斷是否返回駕駛員駕駛模式。（5）完全自動(dòng)駕駛階段(4級(jí))在完全自動(dòng)駕駛階段，車輛擁有車輛的全部控制權(quán)，駕駛員在任何時(shí)候都不能獲得控制權(quán)。駕駛員只需提供目的地信息或者進(jìn)行導(dǎo)航輸人，整個(gè)駕駛過(guò)程無(wú)需駕駛員參與。4.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)分級(jí)（3）半自動(dòng)駕駛階段(2級(jí))：4.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)分級(jí)2．中國(guó)關(guān)于智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)分級(jí)中國(guó)把智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展劃分5個(gè)階段，即輔助駕駛階段(DA)、部分自動(dòng)駕駛階段(PA)、有條件自動(dòng)駕駛階段(CA)、高度自動(dòng)駕駛階段(HA)和完全自動(dòng)駕駛階段(FA)。（1）輔助駕駛階段(DA)：通過(guò)環(huán)境信息對(duì)行駛方向和加減速中的一項(xiàng)操作提供支援，其他駕駛操作都由駕駛員完成。適用于車道內(nèi)正常行駛，高速公路無(wú)車道干涉路段行駛，無(wú)換道操作等。（2）部分自動(dòng)駕駛階段(PA)：通過(guò)環(huán)境信息對(duì)行駛方向和加減速中的多項(xiàng)操作提供支援，其他駕駛操作都由駕駛員完成。適用于變道以及泊車、環(huán)島等市區(qū)簡(jiǎn)單工況：還適用于高速公路及市區(qū)無(wú)車道干涉路段進(jìn)行換道、泊車、環(huán)島繞行、擁堵跟車等操作。4.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)分級(jí)2．中國(guó)關(guān)于智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)分4.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)分級(jí)（3）有條件自動(dòng)駕駛階段(CA)由無(wú)人駕駛系統(tǒng)完成所有駕駛操作，根據(jù)系統(tǒng)請(qǐng)求、駕駛員需要提供適當(dāng)?shù)母深A(yù)。適用于高速公路正常行駛工況；還適用于高速公路及市區(qū)無(wú)車道干涉路段進(jìn)行換道、泊車、環(huán)島繞行、擁堵跟車等操作。（4）高度自動(dòng)駕駛階段(HA)由無(wú)人駕駛系統(tǒng)完成所有駕駛操作，特定環(huán)境下系統(tǒng)會(huì)向駕駛員提出響應(yīng)請(qǐng)求，駕駛員可以對(duì)系統(tǒng)請(qǐng)求不進(jìn)行響應(yīng)。適用于有車道干涉路段(交叉路口、車流匯人、擁堵區(qū)域、人車混雜交通流等市區(qū)復(fù)雜工況)進(jìn)行的全部操作。（5）完全自動(dòng)駕駛階段(FA)無(wú)人駕駛系統(tǒng)可以完成駕駛員能夠完成的所有道路環(huán)境下的操作，不需要駕駛員介入。適用于所有行駛工況下進(jìn)行的全部操作。4.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)分級(jí)（3）有條件自動(dòng)駕駛階段(CA)4.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)分級(jí)總結(jié)：總的來(lái)說(shuō)，無(wú)論怎樣分級(jí)，從駕駛員對(duì)車輛控制權(quán)角度來(lái)看，可以分為駕駛員擁有車輛全部控制權(quán)、駕駛員擁有部分車輛控制權(quán)、駕駛員不擁有車輛控制權(quán)三種形式，其中駕駛員擁有部分車輛控制權(quán)時(shí)，根據(jù)車輛ADAS的配備和技術(shù)成熟程度，決定駕駛員擁有車輛控制權(quán)的多少，ADAS裝備越多，技術(shù)越成熟，駕駛員擁有車輛控制權(quán)越少，車輛自動(dòng)駕駛程度越高。4.2智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)分級(jí)總結(jié)：總的來(lái)說(shuō)，無(wú)論怎樣分級(jí)，從4.3智能網(wǎng)聯(lián)汽車的系統(tǒng)構(gòu)成智能網(wǎng)聯(lián)汽車是以汽車為主體，利用環(huán)境感知技術(shù)實(shí)現(xiàn)多車輛有序安全行駛，通過(guò)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)等手段為用戶提供多樣化信息服務(wù)。智能網(wǎng)聯(lián)汽車由環(huán)境感知層、智能決策層以及控制和執(zhí)行層組成，見(jiàn)圖8-12。圖8-12智能網(wǎng)聯(lián)汽車結(jié)構(gòu)層次4.3智能網(wǎng)聯(lián)汽車的系統(tǒng)構(gòu)成智能網(wǎng)聯(lián)汽車是以汽車為主體，利4.3智能網(wǎng)聯(lián)汽車的系統(tǒng)構(gòu)成（1）環(huán)境感知層環(huán)境感知層的主要功能是通過(guò)車我環(huán)境感知技術(shù)，衛(wèi)星定位技術(shù)、4G5G及V2X無(wú)線通信技術(shù)等，實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛自身屬性和車輛外在屬性(如道路、車輛和行人等靜、動(dòng)態(tài)信息的提取和收集，并向智能決策層輸送信息。（2）智能決策層智能決策層的主要功能是接收環(huán)境感知層的信息并進(jìn)行觸合，對(duì)道路、車輛、行人、交通標(biāo)志和交通信號(hào)等進(jìn)行識(shí)別，決策分析和判斷車輛駕駛模式和將要執(zhí)行的操作，并向控制和執(zhí)行層輸送指令。（3）控制和執(zhí)行層控制和執(zhí)行層的主要功能是按照智能決策層的指令，對(duì)車輛進(jìn)行操作和協(xié)同控制，并為聯(lián)網(wǎng)汽車提供道路交通信息、安全信息、娛樂(lè)信息、救援信息以及商務(wù)辦公、網(wǎng)上消費(fèi)等，保障汽車安全行駛和舒適駕駛。從功能角度上講，智能網(wǎng)聯(lián)汽車與一般汽車相比，主要增加了環(huán)境感知與定位系統(tǒng)、無(wú)線通信系統(tǒng)、車載自組織網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)等。4.3智能網(wǎng)聯(lián)汽車的系統(tǒng)構(gòu)成（1）環(huán)境感知層4.4智能網(wǎng)聯(lián)汽車的關(guān)鍵技術(shù)智能網(wǎng)聯(lián)汽車關(guān)鍵技術(shù)包含環(huán)境感知技術(shù)、無(wú)線通信技術(shù)、智能互聯(lián)技術(shù)、車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、先進(jìn)駕駛輔助技術(shù)、信息融合技術(shù)、信息安全與隱私保護(hù)技術(shù)。人機(jī)界面(HMI)技術(shù)等。（1）環(huán)境感知技術(shù)環(huán)境感知包括車輛本身狀態(tài)感知、道路感知、行人感知、交通信號(hào)感知、交通標(biāo)識(shí)感知、交通狀況感知、周圍車輛感知等。（2）無(wú)線通信技術(shù)長(zhǎng)距離無(wú)線通信技術(shù)用于提供即時(shí)的互聯(lián)網(wǎng)接入，主要采用4G/5G技術(shù)，特別是5G技術(shù)，有望成為車載長(zhǎng)距離無(wú)線通信專用技術(shù)。短距離通信技術(shù)有專用短程通信技術(shù)(DSRC)、藍(lán)牙、Wi-Fi等，其中DSRC重要性高且亟須發(fā)展，它可以實(shí)現(xiàn)在特定區(qū)域內(nèi)對(duì)高速運(yùn)動(dòng)下移動(dòng)目標(biāo)的識(shí)別和雙向通信，如V2V、V2I雙向通信，實(shí)時(shí)傳輸圖像、語(yǔ)音和數(shù)據(jù)信息等。4.4智能網(wǎng)聯(lián)汽車的關(guān)鍵技術(shù)智能網(wǎng)聯(lián)汽車關(guān)鍵技術(shù)包含環(huán)境感4.4智能網(wǎng)聯(lián)汽車的關(guān)鍵技術(shù)（3）智能互聯(lián)技術(shù)當(dāng)兩個(gè)車輛距離較遠(yuǎn)或被障礙物遮擋，直接通信無(wú)法完成時(shí)，兩者之間的通信可以通過(guò)路側(cè)單元進(jìn)行信息傳遞，構(gòu)成一個(gè)無(wú)中心、完全自組織的車載自組織網(wǎng)絡(luò)。（4）車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)目前汽車上廣泛應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)有CAN、LIN和MOST總線等，。它們的特點(diǎn)是傳輸速率小，帶寬窄。（5）先進(jìn)駕駛輔助技術(shù)先進(jìn)駕駛輔助技術(shù)通過(guò)車輛環(huán)境感知技術(shù)和自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)道路、車輛、行人、交通標(biāo)志、交通信號(hào)等進(jìn)行檢測(cè)和識(shí)別，對(duì)識(shí)別信號(hào)進(jìn)行分析處理，傳輸給執(zhí)行機(jī)構(gòu)，保障車輛安全行駛。先進(jìn)駕駛輔助技術(shù)是智能網(wǎng)聯(lián)汽車重點(diǎn)發(fā)展的技術(shù)，其成熟程度和使用多少代表了智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)水平，是其他關(guān)鍵技術(shù)的具體應(yīng)用體現(xiàn)。4.4智能網(wǎng)聯(lián)汽車的關(guān)鍵技術(shù)（3）智能互聯(lián)技術(shù)4.4智能網(wǎng)聯(lián)汽車的關(guān)鍵技術(shù)（6）信息融合技術(shù)信息融合技術(shù)是指在一定準(zhǔn)則下利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)多面信息分析和綜合以實(shí)現(xiàn)不同應(yīng)用的分類任務(wù)而進(jìn)行的處理過(guò)程。該技術(shù)主要用于對(duì)多源信息進(jìn)行采集、傳輸、分析和綜合，將不同數(shù)據(jù)源在時(shí)間和空間上的冗余或互補(bǔ)信息依據(jù)某種準(zhǔn)則進(jìn)行組合，產(chǎn)生出完整、準(zhǔn)確、及時(shí)、有效的綜合信息。智能網(wǎng)聯(lián)汽車采集和傳輸?shù)男畔⒎N類多、數(shù)量大，必須采用信息融合技術(shù)才能保障實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性。（7）信息安全與隱私保護(hù)技術(shù)智能網(wǎng)聯(lián)汽車接人網(wǎng)絡(luò)的同時(shí)，也帶來(lái)了信息安全的問(wèn)題。在應(yīng)用中，每輛車及其車主的信息都將隨時(shí)隨地地傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)中被感知，這種暴露在網(wǎng)絡(luò)中的信息很容易被竊取、干擾甚至修改等，從而直接影響智能網(wǎng)聯(lián)汽車體系的安全，因此在智能網(wǎng)聯(lián)汽車中，必須重視信息安全與隱私保護(hù)技術(shù)的研究。4.4智能網(wǎng)聯(lián)汽車的關(guān)鍵技術(shù)（6）信息融合技術(shù)4.4智能網(wǎng)聯(lián)汽車的關(guān)鍵技術(shù)（8）人機(jī)界面技術(shù)尤其是語(yǔ)音控制、手勢(shì)識(shí)別和觸摸屏技術(shù)，在全球未來(lái)汽車市場(chǎng)上將被大量采用。全球領(lǐng)先的汽車制造商，如奧迪、寶馬、奔馳、福特以及菲亞特等都在研究人機(jī)界面技術(shù)。智能網(wǎng)聯(lián)汽車人機(jī)界面的設(shè)計(jì)，其最終目的在于提供好的用戶體驗(yàn)，增強(qiáng)用戶的駕駛樂(lè)趣或駕駛過(guò)程中的操作體驗(yàn)。它更加注重駕駛的安全性，這樣使得人機(jī)界面的設(shè)計(jì)必須在好的用戶體驗(yàn)和安全之間做平衡，很大程度上安全始終是第一位的。智能網(wǎng)聯(lián)汽車人機(jī)界面應(yīng)集成車輛控制、功能設(shè)定、信息娛樂(lè)、導(dǎo)航系統(tǒng)、車載電話等多項(xiàng)功能，方便駕駛員快捷地從中查詢、設(shè)置、切換車輛系統(tǒng)的各種信息，從而使車輛達(dá)到理想的運(yùn)行和操縱狀態(tài)。未來(lái)車載信息顯示系統(tǒng)和智能手機(jī)將無(wú)縫連接，人機(jī)界面提供的輸人方式將會(huì)有多種選擇，通過(guò)使用不同的技術(shù)允許消費(fèi)者能夠根據(jù)不同的操作、不同的功能進(jìn)行自由切換。4.4智能網(wǎng)聯(lián)汽車的關(guān)鍵技術(shù)（8）人機(jī)界面技術(shù)4.5智能網(wǎng)聯(lián)汽車的應(yīng)用和發(fā)展1．智能網(wǎng)聯(lián)汽車的應(yīng)用智能網(wǎng)聯(lián)汽車在安全行駛、節(jié)能環(huán)保、商務(wù)辦公、信息娛樂(lè)等方面有著廣泛的應(yīng)用前景。（1）在安全行駛方面的應(yīng)用安全行駛是智能網(wǎng)聯(lián)汽車最主要的功能。它是通過(guò)環(huán)境感知技術(shù)、無(wú)線通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等對(duì)諸如交叉路口協(xié)助駕駛、車輛行車預(yù)警、道路危險(xiǎn)預(yù)警、碰撞預(yù)警、交通信息提示等技術(shù)的綜合采用來(lái)減少道路交通事故，保障安全行駛。（2）在節(jié)能環(huán)保方面的應(yīng)用智能網(wǎng)聯(lián)汽車是通過(guò)雷達(dá)、機(jī)器視覺(jué)等，提前預(yù)知交通控制信號(hào)、前向交通流、限速標(biāo)識(shí)、道路坡度等，從而可提前通過(guò)車輛控制器實(shí)施經(jīng)濟(jì)型駕駛策略，最終實(shí)現(xiàn)車輛的節(jié)能與環(huán)保行駛。4.5智能網(wǎng)聯(lián)汽車的應(yīng)用和發(fā)展1．智能網(wǎng)聯(lián)汽車的應(yīng)用4.5智能網(wǎng)聯(lián)汽車的應(yīng)用和發(fā)展如圖8-13所示，智能網(wǎng)聯(lián)汽車在連續(xù)交叉路口通行系統(tǒng)中，通過(guò)獲取交通信號(hào)燈信息、位置信息、車流匯人信息等，車載單元計(jì)算出優(yōu)化的車速，控制電子油門和制動(dòng)系統(tǒng)，從而可實(shí)現(xiàn)在控制車速、保證安全前提下的高效通行并降低油耗。這樣，整個(gè)系統(tǒng)可在保障車輛通行效率的前提下，提高車輛燃料經(jīng)濟(jì)性，減少尾氣排放。圖8-13智能網(wǎng)聯(lián)汽車優(yōu)化通過(guò)連續(xù)交叉路口4.5智能網(wǎng)聯(lián)汽車的應(yīng)用和發(fā)展如圖8-13所示，智能網(wǎng)聯(lián)汽4.5智能網(wǎng)聯(lián)汽車的應(yīng)用和發(fā)展（3）在商務(wù)辦公方面的應(yīng)用智能網(wǎng)聯(lián)汽車可以讓人們?cè)谛羞M(jìn)的汽車內(nèi)隨時(shí)隨地購(gòu)物和支付，應(yīng)用場(chǎng)景包括網(wǎng)上商場(chǎng)、快餐店、加油站及停車場(chǎng)等。另外，智能網(wǎng)聯(lián)汽車可以利用無(wú)線通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)開(kāi)展文件傳輸、視頻對(duì)話、會(huì)議交流等，它必將成為移動(dòng)的辦公室，見(jiàn)圖8-14。圖8-14汽車移動(dòng)辦公室4.5智能網(wǎng)聯(lián)汽車的應(yīng)用和發(fā)展（3）在商務(wù)辦公方面的應(yīng)用圖4.5智能網(wǎng)聯(lián)汽車的應(yīng)用和發(fā)展2．智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展智能化、互聯(lián)化已經(jīng)成為未來(lái)汽車技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，只有智能駕駛與互聯(lián)駕駛相結(jié)合，才能更有效地實(shí)現(xiàn)汽車安全、舒適、節(jié)能、高效行駛?！吨袊?guó)制造2025》規(guī)劃中，提出了智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展目標(biāo)和發(fā)展重點(diǎn)。（1）發(fā)展目標(biāo)2020年，初步形成以企業(yè)為主體、市場(chǎng)為導(dǎo)向、政產(chǎn)學(xué)研用緊密結(jié)合、跨產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展的智能網(wǎng)聯(lián)汽車自主創(chuàng)新體系。汽車信息化產(chǎn)品自主份額達(dá)50%，DA、PA整車自主份額超過(guò)40%，掌握傳感器、控制器關(guān)鍵技術(shù)，供應(yīng)能力滿足自主規(guī)模需求，產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。啟動(dòng)智慧交通城市建設(shè)，自主設(shè)施占有率達(dá)80%以上。2025年，基本建成自主的智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)鏈與智慧交通體系。汽車信息化產(chǎn)品自主份額達(dá)60%，DA、PA、HA整車自主份額達(dá)50%以上；傳感器、控制器達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，掌握?qǐng)?zhí)行器關(guān)鍵技術(shù)；初步完成汽車產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。4.5智能網(wǎng)聯(lián)汽車的應(yīng)用和發(fā)展2．智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展4.5智能網(wǎng)聯(lián)汽車的應(yīng)用和發(fā)展（2）發(fā)展重點(diǎn)1）基于網(wǎng)聯(lián)的車載智能信息服務(wù)系統(tǒng)在現(xiàn)有遠(yuǎn)程信息服務(wù)系統(tǒng)基礎(chǔ)上，為駕駛和出行提供交通、資訊、車輛運(yùn)行狀態(tài)及智能控制等信息服務(wù)，突出信息化和人機(jī)交互升級(jí)。逐步普及遠(yuǎn)程通信功能，部分實(shí)現(xiàn)V2X短程通信功能，信息可用于智能化控制。2）駕駛輔助級(jí)智能汽車制定中國(guó)版智能駕駛輔助標(biāo)準(zhǔn)，基于車載傳感實(shí)現(xiàn)智能駕駛輔助，可提醒駕駛員、干預(yù)車輛，突出安全性、舒適性和便利性，駕駛員對(duì)車輛應(yīng)保持持續(xù)控制。3）部分或高度自動(dòng)駕駛級(jí)智能汽車制定中國(guó)版乘用車城市智能駕駛標(biāo)準(zhǔn)和高速公路智能駕駛標(biāo)準(zhǔn)；乘用車逐步實(shí)現(xiàn)部分自動(dòng)或高度自動(dòng)駕駛，突出舒適性、便利性、高效機(jī)動(dòng)性和安全性，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)聯(lián)信息的安全管理。4.5智能網(wǎng)聯(lián)汽車的應(yīng)用和發(fā)展（2）發(fā)展重點(diǎn)4.5智能網(wǎng)聯(lián)汽車的應(yīng)用和發(fā)展4）完全自主駕駛級(jí)智能汽車制定中國(guó)版完全自主駕駛標(biāo)準(zhǔn)，基于多源信息融合、多網(wǎng)融合，利用人工智能、深度挖掘及自動(dòng)控制技術(shù)，配合智能環(huán)境和輔助設(shè)施實(shí)現(xiàn)自主駕駛，可改變出行模式、消除擁堵、提高道路利用率。5）車載光學(xué)系統(tǒng)光學(xué)攝像頭、夜視系統(tǒng)等具備圖像處理和視覺(jué)增強(qiáng)功能，性能與國(guó)際品牌相當(dāng)并具有成本優(yōu)勢(shì)。6）車載雷達(dá)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)高性價(jià)比的車載雷達(dá)系統(tǒng)，包括車載激光雷達(dá)系統(tǒng)和毫米波雷達(dá)系統(tǒng)。7）高精定位系統(tǒng)基于北斗系統(tǒng)開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)自主突破，車載定位精度可達(dá)到亞米級(jí)精度，實(shí)現(xiàn)對(duì)GPS的逐步替代與升級(jí)。8）車載互聯(lián)終端自主開(kāi)發(fā)車載信息娛樂(lè)系統(tǒng)、遠(yuǎn)程通信模塊和近距離通信模塊。4.5智能網(wǎng)聯(lián)汽車的應(yīng)用和發(fā)展4）完全自主駕駛級(jí)智能汽車制4.5智能網(wǎng)聯(lián)汽車的應(yīng)用和發(fā)展9）集成控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)域控制器，實(shí)現(xiàn)對(duì)各子系統(tǒng)的精確控制及協(xié)調(diào)，并形成技術(shù)、成本優(yōu)勢(shì)。10）多源信息融合技術(shù)突破環(huán)境感知與多傳感器信息融合，V2X通信模塊集成，車載與互聯(lián)信息融合技術(shù)。11）車輛協(xié)同控制技術(shù)突破整車集成與協(xié)同控制技術(shù)。12）數(shù)據(jù)安全及平臺(tái)軟件突破信息安全、系統(tǒng)健康智能監(jiān)測(cè)技術(shù)，并搭建中國(guó)版車載嵌入式操作系統(tǒng)平臺(tái)軟件。13）人機(jī)交互與共駕技術(shù)突破人機(jī)交互、人機(jī)共駕與失效補(bǔ)償技術(shù)。14）基礎(chǔ)設(shè)施與技術(shù)法規(guī)形成中國(guó)版先進(jìn)智能駕駛輔助、V2X及多網(wǎng)融合的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系和測(cè)試評(píng)價(jià)方法，完善基于V2X通信標(biāo)準(zhǔn)體系的道路基礎(chǔ)設(shè)施。4.5智能網(wǎng)聯(lián)汽車的應(yīng)用和發(fā)展9）集成控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)域控制器復(fù)習(xí)思考題1.車聯(lián)網(wǎng)的概念是什么？車聯(lián)網(wǎng)主要應(yīng)用需求有哪方面？2.車聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)是什么？車聯(lián)網(wǎng)發(fā)展過(guò)程中存在什么問(wèn)題？3.車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)框架可分為哪些？車聯(lián)網(wǎng)無(wú)線通信鏈路傳輸數(shù)據(jù)的方式有哪些？4.車聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集分為哪些？5.車聯(lián)網(wǎng)的識(shí)別技術(shù)包括哪幾種？6.什么是車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)?主要分為哪幾種？7.車聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)處理技術(shù)分為哪些？各種處理技術(shù)具有何種特點(diǎn)？8.車聯(lián)網(wǎng)安全系統(tǒng)的整體框架包括哪些？9.智能網(wǎng)聯(lián)汽車概念是什么？智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)路線是什么？10.智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)分幾級(jí)？每一級(jí)具有何種特點(diǎn)？11.構(gòu)成智能網(wǎng)聯(lián)汽車系統(tǒng)的因素有哪些？12.實(shí)現(xiàn)智能網(wǎng)聯(lián)汽車的關(guān)鍵技術(shù)有哪些？13.智能網(wǎng)聯(lián)汽車主要應(yīng)用在哪些方面？智能網(wǎng)聯(lián)的發(fā)展目標(biāo)和發(fā)展重點(diǎn)是什么？復(fù)習(xí)思考題1.車聯(lián)網(wǎng)的概念是什么？車聯(lián)網(wǎng)主要應(yīng)用需求有哪方面謝謝觀看！謝謝觀看！2022/12/21汽車運(yùn)用工程2022/12/18汽車運(yùn)用工程2022/12/21汽車運(yùn)用基礎(chǔ)汽車主要性能汽車的環(huán)保性和安全性汽車運(yùn)行材料及合理使用汽車在特殊條件下的使用第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章汽車技術(shù)管理汽車性能試驗(yàn)電動(dòng)汽車的運(yùn)用技術(shù)2022/12/18汽車運(yùn)用基礎(chǔ)汽車主要性能汽車的環(huán)保性和安

第八章電動(dòng)汽車的運(yùn)用技術(shù)第八章電動(dòng)汽車的運(yùn)用技術(shù)車聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)車聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)概述第一節(jié)第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)智能網(wǎng)聯(lián)汽車車聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)車聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)概述第一節(jié)第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)智能網(wǎng)面對(duì)能源消耗、尾氣排放、安全及擁堵這三個(gè)方面的挑戰(zhàn)，未來(lái)汽車應(yīng)著力發(fā)展新能源、車聯(lián)網(wǎng)和智能交通技術(shù)。汽車新能源技術(shù)將會(huì)從傳統(tǒng)的以石油為能源轉(zhuǎn)變?yōu)轱L(fēng)能、太陽(yáng)能、電能等；車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展則能夠有效緩解資源、環(huán)境的壓力；智能交通能夠幫助人類對(duì)資源進(jìn)行有效控制，有利于實(shí)現(xiàn)低碳經(jīng)濟(jì)?！败嚶?lián)網(wǎng)”可以通過(guò)車輛收集、處理并共享大量信息，將車與車、車與路上的行人和自行車以及車與城市網(wǎng)絡(luò)能互相聯(lián)接，從而實(shí)現(xiàn)更智能、更安全的駕駛。通過(guò)車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，汽車具備高度智能的車載信息系統(tǒng)，并且可以與城市交通信息網(wǎng)絡(luò)以及社區(qū)信息網(wǎng)絡(luò)等全部聯(lián)接，從而可以隨時(shí)隨地獲得即時(shí)資訊，并正確做出與交通出行有關(guān)的決策。智能網(wǎng)聯(lián)汽車，即ICV（全稱IntelligentConnectedVehicle），通過(guò)搭載先進(jìn)的車載傳感器、控制器、執(zhí)行器等裝置，并融合現(xiàn)代通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將車聯(lián)網(wǎng)與智能車的有機(jī)聯(lián)合，實(shí)現(xiàn)車與人、車、路、后臺(tái)等智能信息交換共享，實(shí)現(xiàn)安全、舒適、節(jié)能、高效行駛，并最終可替代人來(lái)操作的新一代汽車。1.概述面對(duì)能源消耗、尾氣排放、安全及擁堵這三個(gè)方面的挑戰(zhàn)，未來(lái)汽車2.1車聯(lián)網(wǎng)的概念及應(yīng)用1．車聯(lián)網(wǎng)的概念車聯(lián)網(wǎng)（InternetofVehicles，IOV)是由車輛位置、速度和路線等信息構(gòu)成的巨大交互網(wǎng)絡(luò)。通過(guò)GPS/BD、RFID、傳感器、攝像頭圖像處理等裝置，車輛可以完成自身環(huán)境和狀態(tài)信息的采集；通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，所有的車輛可以將自身的各種信息傳輸匯聚到中央處理器；通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)，這些大量車輛的信息可以被分析和處理，從而計(jì)算出不同車輛的最佳路線、及時(shí)匯報(bào)路況和安排信號(hào)燈周期。車聯(lián)網(wǎng)是車與車、車與路、車與人、車與傳感設(shè)備等交互，實(shí)現(xiàn)車輛與公眾網(wǎng)絡(luò)通信的動(dòng)態(tài)移動(dòng)通信系統(tǒng)。2.車聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)2.1車聯(lián)網(wǎng)的概念及應(yīng)用2.車聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)2．車聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用車聯(lián)網(wǎng)是裝載在車輛上的電子標(biāo)簽通過(guò)無(wú)線射頻等識(shí)別技術(shù)，實(shí)現(xiàn)在信息網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上對(duì)所有車輛的屬性信息和動(dòng)、靜態(tài)信息進(jìn)行提取和有效利用，并根據(jù)不同的功能需求對(duì)所有聯(lián)網(wǎng)車輛的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行有效的監(jiān)管和提供綜合服務(wù)。利用車聯(lián)網(wǎng)建立的汽車維修系統(tǒng)，車主能實(shí)時(shí)了解汽車的車況；通過(guò)信息共享，4S店可將服務(wù)由被動(dòng)變?yōu)橹鲃?dòng)（圖8-1）。良好、方便、高效的溝通平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)自助化的維修模式，使得各方利益最大化。車聯(lián)網(wǎng)還可以應(yīng)用在緊急信息通告、實(shí)時(shí)交通路況監(jiān)測(cè)，避免交通事故發(fā)生等方面（圖8-2）。車聯(lián)網(wǎng)不僅可以保證交通安全，還可以為用戶提供豐富的娛樂(lè)服務(wù)。2.1車聯(lián)網(wǎng)的概念及應(yīng)用2．車聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用2.1車聯(lián)網(wǎng)的概念及應(yīng)用1.2汽車試驗(yàn)的分類圖8-1基于車聯(lián)網(wǎng)的維修系統(tǒng)2.1車聯(lián)網(wǎng)的概念及應(yīng)用1.2汽車試驗(yàn)的分類圖8-1基于車聯(lián)網(wǎng)的維修系統(tǒng)2.11.3汽車的一般試驗(yàn)條件圖8-2車況分析終端示意圖2.1車聯(lián)網(wǎng)的概念及應(yīng)用1.3汽車的一般試驗(yàn)條件圖8-2車況分析終端示意圖2.11.3汽車的一般試驗(yàn)條件車聯(lián)網(wǎng)主要應(yīng)用需求有以下方面。（1）協(xié)助駕駛協(xié)助駕駛是指利用車輛與路邊基礎(chǔ)設(shè)施之間收集到的傳感與狀態(tài)信息，例如交通事故、汽車拋錨、道路緊急情況以及潛在的交通危險(xiǎn)等，通過(guò)車聯(lián)網(wǎng)提前告知駕駛?cè)耍ㄗh駕駛?cè)俗龀黾皶r(shí)、恰當(dāng)?shù)鸟{駛行為。這有助于提升駕駛?cè)说淖⒁饬?，保持合適的車速及車距，提高行車的安全性。（2）交通信息收集交通信息收集是指收集到的車聯(lián)網(wǎng)信息不直接影響車主的駕駛行為，而僅僅讓駕駛?cè)苏莆照麄€(gè)道路的相關(guān)信息，便于交通管理中心的智能管理。典型的應(yīng)用是交通流量信息的分發(fā)，例如車輛周期性地廣播自己的位置、行駛方向、車速、路況以及從別的汽車收集到的信息等，同時(shí)收集這些相關(guān)信息可讓駕駛員對(duì)當(dāng)前交通狀況有一個(gè)大概的了解。2.1車聯(lián)網(wǎng)的概念及應(yīng)用1.3汽車的一般試驗(yàn)條件車聯(lián)網(wǎng)主要應(yīng)用需求有以下方面。21.3汽車的一般試驗(yàn)條件（3）汽車間的協(xié)作駕駛汽車間的協(xié)作駕駛是指利用汽車與汽車直接通信的方式來(lái)控制汽車的協(xié)調(diào)駕駛，即制動(dòng)、倒車、轉(zhuǎn)彎都可以協(xié)調(diào)操作。道路上行駛的汽車發(fā)生了故障，能被及時(shí)發(fā)現(xiàn)并告知后方的汽車制動(dòng)操作；這些操作不僅要求掌握前方車輛的信息做出相應(yīng)判斷，而且要獲得整個(gè)車隊(duì)的信息做出協(xié)作的步驟。（4）輔助交通管理輔助交通管理主要包括協(xié)助交通管理部門實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程指揮調(diào)度、路橋電子不停車收費(fèi)、超速駕車、肇事車輛逃逸追蹤等。道路事故處理系統(tǒng)，實(shí)時(shí)及全面的行車數(shù)據(jù)使事故現(xiàn)場(chǎng)在電腦上得以重現(xiàn)，將對(duì)交通管理、保險(xiǎn)等傳統(tǒng)行業(yè)帶來(lái)革命性的創(chuàng)新模式。

2.1車聯(lián)網(wǎng)的概念及應(yīng)用1.3汽車的一般試驗(yàn)條件（3）汽車間的協(xié)作駕駛2.1車1.3汽車的一般試驗(yàn)條件（5）用戶通信與應(yīng)用用戶通信與應(yīng)用的目的是讓乘客享受娛樂(lè)，即使用各種基于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)。典型的應(yīng)用是下載音樂(lè)、電影以及游戲等。例如，在堵車的情況下，駕駛?cè)丝梢詫④囕d終端接入I互聯(lián)網(wǎng)，在線欣賞音樂(lè)以及看電影等。車聯(lián)網(wǎng)將繼互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)之后，成為未來(lái)智能城市的另一個(gè)標(biāo)志。車聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的智能汽車能夠保持車與車之間相對(duì)固定的距離，從而實(shí)現(xiàn)零碰撞；還可以根據(jù)駕駛?cè)擞?jì)劃的目的地，通過(guò)GPS/BD定位和車輛之間自動(dòng)溝通，車與車之間臨時(shí)隨機(jī)進(jìn)行組隊(duì)或離隊(duì)，從而提高交通效率。2.1車聯(lián)網(wǎng)的概念及應(yīng)用1.3汽車的一般試驗(yàn)條件（5）用戶通信與應(yīng)用2.1車聯(lián)1.3汽車的一般試驗(yàn)條件3.我國(guó)典型的車聯(lián)網(wǎng)典型應(yīng)用:（1）汽車主動(dòng)安全（2）G-BOs智慧運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)（3）不停車收費(fèi)系統(tǒng)（4）汽車數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)信源2.1車聯(lián)網(wǎng)的概念及應(yīng)用1.3汽車的一般試驗(yàn)條件3.我國(guó)典型的車聯(lián)網(wǎng)典型應(yīng)用:22.2車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀1．車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀（1）車聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)與產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀隨著汽車電子化水產(chǎn)水平的日益提高，作為全球最大的汽車市場(chǎng)，中國(guó)汽車感知技術(shù)產(chǎn)業(yè)將會(huì)繼消費(fèi)電子、通信和計(jì)算機(jī)之后受到全球業(yè)界的關(guān)注，中國(guó)汽車感知產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展已成趨勢(shì)。我國(guó)正在計(jì)劃加快推進(jìn)無(wú)線傳感器在車聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的應(yīng)用。汽車計(jì)算平臺(tái)通過(guò)與車輛傳感器節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)交換，實(shí)現(xiàn)環(huán)境監(jiān)測(cè)、目標(biāo)發(fā)現(xiàn)、位置識(shí)別和控制其他設(shè)備的功能。此過(guò)程需要通過(guò)網(wǎng)關(guān)連接無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)和外部網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)兩種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換，從而發(fā)布、發(fā)送控制命令到傳感網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部節(jié)點(diǎn)，因此無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的體系建立非常重要。2.2車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀1．車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀2.2車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀（2）車聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)與產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀汽車通信系統(tǒng)是車聯(lián)網(wǎng)的信息傳輸渠道，車輛的移動(dòng)特點(diǎn)也決定了車聯(lián)網(wǎng)通信應(yīng)以無(wú)線通信為主。在車聯(lián)網(wǎng)無(wú)線通信解決方案中，通信網(wǎng)絡(luò)帶寬是車聯(lián)網(wǎng)通信面臨的一個(gè)技術(shù)難題。目前的3G網(wǎng)絡(luò)帶寬并不能滿足未來(lái)圖像和流媒體的傳輸需求，而4G網(wǎng)絡(luò)和DSRC的自主網(wǎng)技術(shù)等也還沒(méi)有完全突破。當(dāng)車聯(lián)網(wǎng)感知系統(tǒng)采集上來(lái)的信息被匯聚到數(shù)據(jù)中心后，需要對(duì)其進(jìn)行存儲(chǔ)、交互和分析。但國(guó)內(nèi)在云計(jì)算和海址數(shù)據(jù)處理力面，還未掌握核心技術(shù)，而且在全面獲取系統(tǒng)精準(zhǔn)的信息基礎(chǔ)上，針對(duì)不同應(yīng)用迸行智能化處理，更是一項(xiàng)世界性的難題，需要開(kāi)展大量工作來(lái)研究智能化應(yīng)用的數(shù)學(xué)摸型。信息通信系統(tǒng)是我國(guó)汽車市場(chǎng)增長(zhǎng)速度最快的領(lǐng)域，汽車信息通信系統(tǒng)在我國(guó)有巨大的市場(chǎng)發(fā)展?jié)摿Α?.2車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀（2）車聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)與產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀2.2車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀（3）車聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)航技術(shù)與產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀近年來(lái)，車載導(dǎo)航系統(tǒng)已被廣泛使用，車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展帶來(lái)的汽車導(dǎo)航業(yè)的巨大市場(chǎng)潛力衛(wèi)星導(dǎo)航是車聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)支撐基礎(chǔ)。如果沒(méi)有衛(wèi)星導(dǎo)航的存在，車聯(lián)網(wǎng)這個(gè)概念就難以成立。隨著我國(guó)汽車保有量的穩(wěn)定增長(zhǎng)和智能手機(jī)銷售量的激增，與之共同發(fā)展的GPS/BD導(dǎo)航市場(chǎng)也保持了高速的增長(zhǎng)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2018年我國(guó)GPS/BD導(dǎo)航產(chǎn)品的出貨量突破了6.1億臺(tái)(包括車載前裝GPS、車載后裝GPS、便攜式GPS、GPS手機(jī)、GPS測(cè)繪儀器等)。未來(lái)幾年，隨著我國(guó)汽車保有量的提升和GPS設(shè)備的進(jìn)一步普及，我國(guó)GPS導(dǎo)航市場(chǎng)將迎來(lái)更廣闊的發(fā)展空間。2.2車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀（3）車聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)航技術(shù)與產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀2.2車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀2.車聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中存在的問(wèn)題(1)當(dāng)前車聯(lián)網(wǎng)沒(méi)有構(gòu)建統(tǒng)一的協(xié)調(diào)中心。盡管已經(jīng)有了像交通信號(hào)燈警告、路橋電子不停車收費(fèi)等這樣的應(yīng)用，但這些應(yīng)用之間是相互獨(dú)立的。這些應(yīng)用所使用的單一信道方式源原要與分布式控制的要求相結(jié)合，是車聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問(wèn)題所在。(2)車輛移動(dòng)以及無(wú)線電波影響所帶來(lái)的動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥兓彩谴嬖诘膯?wèn)題無(wú)線電波必須考慮天線的高度以及移動(dòng)車輛自身金屬反射對(duì)無(wú)線信道造成的不利影響；同時(shí)需要考慮車輛自適應(yīng)發(fā)射功率和速率控制，以保證可靠、低延時(shí)的通信。(3)車聯(lián)網(wǎng)還需考慮安全問(wèn)題和隱私問(wèn)題。一方面，車主駕駛?cè)诵枰私饪煽康慕煌窙r信息以保證駕駛的安全;另一方面，車主駕駛?cè)瞬幌Ｍ囕v信息被非法泄露，以防止未被授權(quán)的跟蹤，保持其隱私性。這樣就很有必要在安全問(wèn)題和隱私問(wèn)題上尋求一個(gè)平衡度。2.2車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀2.車聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中存在的問(wèn)題2.3車聯(lián)網(wǎng)的組成及工作原理1．車聯(lián)網(wǎng)的組成車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)可分為感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層三個(gè)層次，參見(jiàn)圖8-3。圖8-3車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)2.3車聯(lián)網(wǎng)的組成及工作原理1．車聯(lián)網(wǎng)的組成圖8-3車聯(lián)2.3車聯(lián)網(wǎng)的組成及工作原理感知層負(fù)責(zé)信息采集與發(fā)布，信息的采集主要利用汽車配備的車載信息系統(tǒng)通過(guò)CAN總線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)采集車內(nèi)各電控單元與車內(nèi)各傳感器的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)（圖8-4）。這些信息能夠反映車輛行駛狀態(tài)、車輛位置、車輛安全與車輛識(shí)別；信息的發(fā)布是指來(lái)自路側(cè)設(shè)備或數(shù)據(jù)中心的交通信息在車載信息系統(tǒng)上的發(fā)布，包括路況、事故、天氣等信息。圖8-4總車整線布局圖2.3車聯(lián)網(wǎng)的組成及工作原理感知層負(fù)責(zé)信息采集與發(fā)布，信息2.3車聯(lián)網(wǎng)的組成及工作原理網(wǎng)絡(luò)層通過(guò)DSRC(dedicatedshortrangecommunications，專用短程通信)、3G/4G/5G、WiFi、GPS、WIMAX、以太網(wǎng)等現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)通信的技術(shù)實(shí)現(xiàn)車聯(lián)網(wǎng)信息的可靠傳輸。應(yīng)用層可分為兩個(gè)子層。下子層是應(yīng)用程序?qū)?，主要功能是進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，車聯(lián)網(wǎng)的各種具體的服務(wù)也在這一子層進(jìn)行定義與實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)在一般認(rèn)為采用中間件技術(shù)實(shí)現(xiàn)車聯(lián)網(wǎng)的各種服務(wù)是較好的選擇。上子層是人機(jī)交互界面，定義與用戶交互的方式和內(nèi)容。應(yīng)用層使用的設(shè)備主要是一些提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的服務(wù)器和用戶使用的車載信息系統(tǒng)等。2.3車聯(lián)網(wǎng)的組成及工作原理網(wǎng)絡(luò)層通過(guò)DSRC(dedi2.3車聯(lián)網(wǎng)的組成及工作原理2．車聯(lián)網(wǎng)的工作原理車聯(lián)網(wǎng)是在道路交通的基礎(chǔ)上，以車輛為中心，進(jìn)行道路的利用率、道路交通安全的綜合研究。車輛是移動(dòng)的，移動(dòng)的車輛通過(guò)多種無(wú)線通信方式實(shí)現(xiàn)車輛與一切事物相聯(lián)。當(dāng)存在多種無(wú)線通信方式時(shí)，不同的天線之間必然產(chǎn)生電磁波干擾，要求車聯(lián)網(wǎng)具備高抗干擾能力和穩(wěn)定性。因此，車聯(lián)網(wǎng)具有移動(dòng)性、無(wú)線性、及時(shí)性及穩(wěn)定性等特點(diǎn)。車載終端、道路基礎(chǔ)設(shè)施通過(guò)無(wú)線通信方式構(gòu)成一種車載自組織網(wǎng)絡(luò)ⅤANET(VehicleAd-HocNetwork)，通過(guò)無(wú)線通信鏈路傳輸數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)車輛間(V2V)通信，車路通信(V2I)以及車與行人之間的通信(V2P)，通過(guò)道路基礎(chǔ)設(shè)施與網(wǎng)絡(luò)的連接實(shí)現(xiàn)道路基礎(chǔ)設(shè)施與云端之間的雙向通信，通過(guò)接入移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，從而使車輛具備訪問(wèn)互聯(lián)網(wǎng)的能力，實(shí)現(xiàn)車與云端間的雙向通信(V2C)。車聯(lián)網(wǎng)工作原理見(jiàn)圖8-4。2.3車聯(lián)網(wǎng)的組成及工作原理2．車聯(lián)網(wǎng)的工作原理2.3車聯(lián)網(wǎng)的組成及工作原理圖8-4車聯(lián)網(wǎng)的工作原理2.3車聯(lián)網(wǎng)的組成及工作原理圖8-4車聯(lián)網(wǎng)的工作原理2.3車聯(lián)網(wǎng)的組成及工作原理如圖8-4所示，車載終端利用總線技術(shù)，通過(guò)ECU讀取各個(gè)單元的傳感器數(shù)據(jù)，并進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)車內(nèi)通信；通過(guò)衛(wèi)星定位模塊和各種傳感器讀取車輛運(yùn)行環(huán)境及位置等信息；通過(guò)無(wú)線通信模塊和鄰近的車輛、道路基礎(chǔ)設(shè)施建立車載自組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)車與車(V2V)之間的通信、車輛與道路基礎(chǔ)設(shè)施(V2I)之間的通信；通過(guò)移動(dòng)通信模塊接入互聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)車與云端及家的互聯(lián)互通。道路基礎(chǔ)設(shè)施通過(guò)移動(dòng)通信模塊接入互聯(lián)網(wǎng)，向云端提供所覆區(qū)域的交通狀況，并從云端獲取交通信息，通過(guò)無(wú)線通信模塊和其覆蓋區(qū)域的車輛組建車自組網(wǎng)，并將交通信息發(fā)送給網(wǎng)內(nèi)的車輛。云端實(shí)時(shí)向車載終端或道路基礎(chǔ)設(shè)施推送交信息和與車輛有關(guān)的服務(wù)信息，并根據(jù)車輛和道路基礎(chǔ)設(shè)施的請(qǐng)求，推送相應(yīng)的信息。2.3車聯(lián)網(wǎng)的組成及工作原理如圖8-4所示，車載終端利用總3.車聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)車聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)龐大的系統(tǒng)，包括端(車載終端、道路基礎(chǔ)設(shè)施)、管(傳輸網(wǎng)絡(luò))、云(車聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái))。車聯(lián)網(wǎng)的用戶需求多樣，業(yè)務(wù)邏輯復(fù)雜，且涉及不同的技術(shù)領(lǐng)域。因此，要實(shí)現(xiàn)真正的車聯(lián)網(wǎng)，就要在車聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)技術(shù)方面深入研究，徹底解決端、管、云三要素的關(guān)鍵技術(shù)，方可實(shí)現(xiàn)真正的車聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)真正的車路協(xié)同，從而實(shí)現(xiàn)智能交通及無(wú)人駕駛的目的。下面將以車聯(lián)網(wǎng)的三要素為中心闡述實(shí)現(xiàn)車聯(lián)網(wǎng)需要掌握的關(guān)鍵技術(shù)。3.1數(shù)據(jù)采集技術(shù)數(shù)據(jù)是車聯(lián)網(wǎng)得以存在的基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)采集也是較為復(fù)雜的一門技術(shù)，涉及多方面的技術(shù)領(lǐng)域，因此數(shù)據(jù)采集技術(shù)是車聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。車聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集分為兩大部分：一部分是針對(duì)整車數(shù)據(jù)的采集；另一部分是針對(duì)車外數(shù)據(jù)的采集。3.車聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)車聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)龐大的系統(tǒng)，包括端(車載終端3.1數(shù)據(jù)采集技術(shù)1．整車數(shù)據(jù)的采集整車數(shù)據(jù)的采集主要指對(duì)汽車電子系統(tǒng)數(shù)據(jù)的采集。汽車電子包括動(dòng)力系統(tǒng)、底盤系統(tǒng)、車身安全系統(tǒng)及車載信息系統(tǒng)四大部分。這四大部分統(tǒng)一由ECU(ElectronicControlUnit)即電子控制單元控制及調(diào)度，因此，車內(nèi)數(shù)據(jù)的采集，必須從ECU采集這四大系統(tǒng)所有的傳感器數(shù)據(jù)及開(kāi)關(guān)信號(hào)。數(shù)據(jù)采集技術(shù)是車聯(lián)網(wǎng)的末梢神經(jīng)，是車聯(lián)網(wǎng)最關(guān)鍵的技術(shù)。它是在汽車內(nèi)的重要部位上裝置很多不同用途的車用傳感器(圖8-5)，專門監(jiān)測(cè)該部位的工作情況，及時(shí)以電信號(hào)方式向車用微機(jī)進(jìn)行傳輸，向駕駛?cè)颂峁╆P(guān)于車的實(shí)時(shí)狀況信息，以供分析判斷車的狀況。3.1數(shù)據(jù)采集技術(shù)1．整車數(shù)據(jù)的采集3.1數(shù)據(jù)采集技術(shù)圖8-5車用傳感器3.1數(shù)據(jù)采集技術(shù)圖8-5車用傳感器3.1數(shù)據(jù)采集技術(shù)2．車外數(shù)據(jù)的采集車外數(shù)據(jù)的采集主要包括對(duì)車輛的位置、行車狀態(tài)、道路狀態(tài)、前方及兩側(cè)后方側(cè)車輛狀態(tài)等數(shù)據(jù)的采集（圖8-6）。圖8-6車外數(shù)據(jù)的采集3.1數(shù)據(jù)采集技術(shù)2．車外數(shù)據(jù)的采集圖8-6車外數(shù)據(jù)的3.2識(shí)別技術(shù)1.語(yǔ)音識(shí)別語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)是一門交叉學(xué)科，也是信息技術(shù)領(lǐng)域的尖端科技，作為一種新的輸入方式。語(yǔ)音識(shí)別的發(fā)展有很多瓶頸，如無(wú)法標(biāo)準(zhǔn)化的輸入設(shè)備、語(yǔ)義理解及噪聲的處理都影響到語(yǔ)音識(shí)別的精確度。在車內(nèi)使用語(yǔ)音識(shí)別難度更大，一方面，由于車內(nèi)有噪聲、回聲的影響，所以識(shí)別精確度比較低；另一方面，如果在本地端使用語(yǔ)音識(shí)別，車載終端的處理器速度和存儲(chǔ)能力有限，如果通過(guò)云平臺(tái)進(jìn)行識(shí)別，當(dāng)車輛行駛在高速公道路上時(shí)，網(wǎng)絡(luò)覆蓋問(wèn)題會(huì)導(dǎo)致車載終端無(wú)法聯(lián)網(wǎng)，也就無(wú)法使用云端的識(shí)別。毫無(wú)疑問(wèn)，語(yǔ)音識(shí)別是解放駕駛員雙手、雙眼，增強(qiáng)行車安全的最好方法，也是車聯(lián)網(wǎng)行業(yè)最關(guān)鍵的技術(shù)之一，目前語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)在車內(nèi)的使用尚存在諸多瓶頸，語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)能在車內(nèi)流暢地使用，還需要不斷地探索解決。3.2識(shí)別技術(shù)1.語(yǔ)音識(shí)別3.2識(shí)別技術(shù)2.視頻圖像識(shí)別視頻圖像識(shí)別是交通信息采集中應(yīng)用較為廣泛的技術(shù)之一，而車牌識(shí)別是視頻圖像識(shí)別功能的代表性應(yīng)用。車牌識(shí)別技術(shù)通過(guò)視頻或圖像抓拍的方式對(duì)物理車牌進(jìn)行識(shí)別，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛身份有的識(shí)別。車牌識(shí)別技術(shù)集中了先進(jìn)的光電、計(jì)算機(jī)、圖像處理、模式識(shí)別和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)訪問(wèn)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)控路面