一、車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)

　　根據(jù)行業(yè)背景不同，對(duì)車聯(lián)網(wǎng)的定義也不盡相同。傳統(tǒng)的車聯(lián)網(wǎng)定義為裝在車輛上的電子標(biāo)簽通過無(wú)線射頻等技術(shù)對(duì)車輛信息進(jìn)行提取，使以有效的監(jiān)管和提供綜合服務(wù)系統(tǒng)。但隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和各產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，傳統(tǒng)的車聯(lián)網(wǎng)定義已經(jīng)不足以覆蓋現(xiàn)如今車聯(lián)網(wǎng)的全部?jī)?nèi)容，根據(jù)車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟的定義。

　　車聯(lián)網(wǎng)是以車內(nèi)網(wǎng)、車際網(wǎng)和車載移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，按照約定的通信協(xié)議和數(shù)據(jù)交互標(biāo)準(zhǔn)，在車與人、車與道路、車與互聯(lián)網(wǎng)等之間，進(jìn)行無(wú)線通訊和信息交換的大系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，然后系統(tǒng)通過實(shí)現(xiàn)對(duì)海量數(shù)據(jù)的“過濾清洗”，平臺(tái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)智能化交通管理、智能動(dòng)態(tài)信息服務(wù)和車輛智能化控制的一體化網(wǎng)絡(luò)，是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在交通系統(tǒng)領(lǐng)域的典型應(yīng)用。

　　車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)

　　車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，是指是利用先進(jìn)智能技術(shù)、傳感技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算技術(shù)、控制技術(shù)，使系統(tǒng)對(duì)道路和交通進(jìn)行全面感知，使所有車輛可以通過自身環(huán)境和狀態(tài)進(jìn)行信息采集，并將自身的各類信息上傳到互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)平臺(tái)，由中央處理器對(duì)大量上傳信息進(jìn)行匯總、分析和處理，系統(tǒng)將對(duì)每一輛交通參與車輛進(jìn)行全程控制，對(duì)每一條道路進(jìn)行實(shí)時(shí)管控，為使用者提供交通的效率與安全。

　　車聯(lián)網(wǎng)的重要性

　　車聯(lián)網(wǎng)（IOV：Internet ofVehicle）是物聯(lián)網(wǎng)在汽車領(lǐng)域的一個(gè)細(xì)分應(yīng)用，是移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)向業(yè)務(wù)實(shí)質(zhì)和縱深發(fā)展的必經(jīng)之路，是未來(lái)信息通信、環(huán)保、節(jié)能、安全等發(fā)展的融合性技術(shù)。

　　“車-路”信息系統(tǒng)一直是智能交通發(fā)展的重點(diǎn)領(lǐng)域。在國(guó)際上，歐洲CVIS，美國(guó)的IVHS、日本的SmartWay等系統(tǒng)通過車輛和道路之間建立有效的信息通信，實(shí)現(xiàn)智能交通的管理和信息服務(wù)。RFID技術(shù)近年來(lái)在物流與供應(yīng)鏈管理領(lǐng)域以及交通運(yùn)輸領(lǐng)域智能化管理中得到了應(yīng)用，如智能公交定位管理和信號(hào)優(yōu)先、智能停車場(chǎng)管理、車輛類型及流量信息采集、路橋電子不停車收費(fèi)、高速公路多義性路徑識(shí)別及車輛速度計(jì)算分析等方面取得了一定的應(yīng)用成效。

　　二、車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的組成

　　1、車機(jī)，是安裝在汽車內(nèi)的車載信息娛樂產(chǎn)品的簡(jiǎn)稱。車機(jī)在有些功能上可以實(shí)現(xiàn)駕駛者與車輛和車與外界的交互，增加駕駛者的用戶體驗(yàn)和安全系數(shù)。有些車機(jī)包含了預(yù)約保養(yǎng)、遠(yuǎn)程診斷、接打電話、語(yǔ)音控制、車輛救援等功能。

　　2、智能手機(jī)，國(guó)內(nèi)以百度Carnet為代表的產(chǎn)品，國(guó)外以蘋果carplay、android auto為代表的產(chǎn)品。駕駛者可以將手機(jī)的內(nèi)容投射到車機(jī)屏幕上，讓車輛智能系統(tǒng)更具靈活性和延展性，給予駕駛者更便捷的上手感受。

　　3、地圖導(dǎo)航，很多車輛的車機(jī)都帶有導(dǎo)航，但由于版本更新慢等問題，實(shí)際使用量很少，一般駕駛者都轉(zhuǎn)為使用手機(jī)APP進(jìn)行操作。

　　4、語(yǔ)音技術(shù)，在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中的關(guān)鍵技術(shù)有自動(dòng)語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)（ASR）和語(yǔ)音合成技術(shù)（TTS）。是未來(lái)人機(jī)交互的發(fā)展方向，其中語(yǔ)音成為未來(lái)最被看好的人機(jī)交互方式。語(yǔ)音比其他的交互方式有更多的優(yōu)勢(shì)，同樣語(yǔ)音技術(shù)將會(huì)成為車聯(lián)網(wǎng)的重要的組成部分。

　　WCDMA/LTE移動(dòng)通信技術(shù)、車載Wi-Fi和3G/4G等安全、高速的移動(dòng)通信技術(shù)為汽車這一快速交通工具接入互聯(lián)網(wǎng)提供了可能，同時(shí)也可以為移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商帶來(lái)巨大的利益。車載Wi-Fi是面向現(xiàn)代交通工具推出的特種上網(wǎng)設(shè)備，車載Wi-Fi使移動(dòng)交通工具轉(zhuǎn)化成為一個(gè)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，并且運(yùn)營(yíng)商通過LBS（Location Based Service基于位置服務(wù)）獲取移動(dòng)終端用戶的位置信息，在地理信息系統(tǒng)平臺(tái)的支持下，為用戶提供相應(yīng)服務(wù)，從而使駕駛者或乘客享受到無(wú)處不在的信息服務(wù)。所以說，車載Wi-Fi技術(shù)和WCDMA/LTE移動(dòng)通信技術(shù)將會(huì)成為智能汽車的關(guān)鍵一環(huán)。

　　5、HUD（Head Up Display平視顯示器），現(xiàn)如今很多豪華車都已自帶簡(jiǎn)單的HUD附件，但僅是簡(jiǎn)單的實(shí)時(shí)速度和簡(jiǎn)單的導(dǎo)航映射。不過國(guó)內(nèi)外也有很多科技公司開始設(shè)計(jì)并開發(fā)新型的HUD，甚至有前風(fēng)擋玻璃就是一面大的HUD，通過駕駛者的肢體操控，人機(jī)交互或者是車內(nèi)傳感器就可以完成操作，這樣就能使駕駛者脫離手機(jī)，解決了分心困擾。

　　6、OBD（On-Board Diagnostic車載診斷系統(tǒng)），OBD起初實(shí)質(zhì)性能就是通過監(jiān)測(cè)汽車的動(dòng)力和排放控制系統(tǒng)來(lái)監(jiān)控汽車的排放。當(dāng)汽車的動(dòng)力或排放控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障，當(dāng)污染量超過設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)，故障燈就會(huì)點(diǎn)亮報(bào)警。現(xiàn)如今OBD集成于檢測(cè)、維護(hù)和管理一體，系統(tǒng)會(huì)進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱等系統(tǒng)的ECU（Electronic Control Unit電子控制單元，又稱“行車電腦”）中讀取故障碼及其他相關(guān)數(shù)據(jù)。現(xiàn)部分OBD已集成GPS芯片、加速傳感器等，可以獲取駕駛數(shù)據(jù)，結(jié)合手機(jī)App能夠起到一定的安防作用（震動(dòng)、位移、點(diǎn)火告警），對(duì)車況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。

　　7、CAN（Controller Area Network控制器局域網(wǎng)絡(luò)），是國(guó)際上應(yīng)用最廣泛的現(xiàn)場(chǎng)總線之一。近年來(lái)，其所具有的高可靠性和良好的錯(cuò)誤檢測(cè)能力受到重視，被廣泛應(yīng)用于汽車計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。

　　8、RFID（Radio Frequency Identification射頻識(shí)別技術(shù)），是一種通信技術(shù)，可通過無(wú)線電訊號(hào)識(shí)別特定目標(biāo)并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)，而無(wú)需識(shí)別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建立機(jī)械或光學(xué)接觸。其實(shí)RFID大家已經(jīng)非常熟悉，我們常用的各種門禁卡就是基于這種技術(shù)制作而成。RFID對(duì)于車輛輔助或者管理的系統(tǒng)有ETC、停車場(chǎng)、車位導(dǎo)引、特殊車輛管理等。

　　9、ITS（Intelligent Transport System智能交通系統(tǒng)）是未來(lái)交通系統(tǒng)的發(fā)展方向，它是將先進(jìn)的信息技術(shù)、數(shù)據(jù)通訊傳輸技術(shù)、電子傳感技術(shù)、控制技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)等有效地集成運(yùn)用于整個(gè)地面交通管理系統(tǒng)而建立的一種在大范圍內(nèi)、全方位發(fā)揮作用的，實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高效的綜合交通運(yùn)輸管理系統(tǒng)。ITS可以有效地利用現(xiàn)有交通設(shè)施、減少交通負(fù)荷和環(huán)境污染、保證交通安全、提高運(yùn)輸效率，因而，日益受到各國(guó)的重視。21世紀(jì)將是公路交通智能化的世紀(jì)，人們將要采用的智能交通系統(tǒng)是一種先進(jìn)的一體化交通綜合管理系統(tǒng)。

　　三、車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)圖

　　一、數(shù)據(jù)源

　　大數(shù)據(jù)平臺(tái)的數(shù)據(jù)源包括兩類數(shù)據(jù)：

　　1、車載終端數(shù)據(jù)

　　系統(tǒng)規(guī)模由車載終端并發(fā)接入量與消息并發(fā)處理需求決定，其特點(diǎn)為增長(zhǎng)迅速，數(shù)據(jù)類型繁多且數(shù)據(jù)格式多變。大數(shù)據(jù)平臺(tái)必須可能保證車載終端高并發(fā)遠(yuǎn)程接入并傳輸數(shù)據(jù)。同時(shí)還應(yīng)兼顧歷史數(shù)據(jù)的導(dǎo)入，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及分析方式往往以兩種形式處理這些車載終端數(shù)據(jù)：一是用傳統(tǒng)型關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)，二是用文件系統(tǒng)。

　　2、 應(yīng)用數(shù)據(jù)

　　應(yīng)用系統(tǒng)相關(guān)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)相對(duì)較小，增長(zhǎng)較慢。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與應(yīng)用強(qiáng)相關(guān)且較為穩(wěn)定。

　　二、數(shù)據(jù)傳輸

　　針對(duì)上述數(shù)據(jù)源，大數(shù)據(jù)平臺(tái)應(yīng)提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)傳輸接入工具：

　　1、車載終端數(shù)據(jù)

　　2、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)

　　大數(shù)據(jù)平臺(tái)應(yīng)支持多設(shè)備同時(shí)接入并進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。高并發(fā)的規(guī)模應(yīng)考慮在十萬(wàn)級(jí)別。

　　3、歷史數(shù)據(jù)

　　大數(shù)據(jù)平臺(tái)應(yīng)提供面向關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)與文件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)導(dǎo)入接口。

　　4、通訊協(xié)議

　　如果車載終端由不同供應(yīng)商提供且使用不同的私有自定義通訊協(xié)議，大數(shù)據(jù)平臺(tái)應(yīng)提供私有協(xié)議解析適配功能。

　　5、應(yīng)用數(shù)據(jù)

　　大數(shù)據(jù)平臺(tái)不應(yīng)對(duì)建設(shè)在其上的應(yīng)用系統(tǒng)附加限制，如開發(fā)語(yǔ)言，通訊協(xié)議等。大數(shù)據(jù)平臺(tái)應(yīng)遵循‘面向服務(wù)架構(gòu)’（Service-Oriented Architecture）的設(shè)計(jì)模式，即各種異構(gòu)的應(yīng)用系統(tǒng)可通過獨(dú)立的消息中間件進(jìn)行通信，且通信的數(shù)據(jù)路由、消息傳輸協(xié)議、傳輸質(zhì)量與安全都可管理。大數(shù)據(jù)平臺(tái)應(yīng)提供面向消息中間件的數(shù)據(jù)接入與導(dǎo)出接口。

　　三、數(shù)據(jù)預(yù)處理

　　車載終端數(shù)據(jù)的一個(gè)顯著特點(diǎn)是數(shù)據(jù)源源不斷，且具有周期性。因此此類數(shù)據(jù)隨車載終端數(shù)量增多，系統(tǒng)部署規(guī)模的擴(kuò)大會(huì)迅速積累增長(zhǎng)，對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與分析帶來(lái)較大壓力。對(duì)此，大數(shù)據(jù)平臺(tái)需在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)之前進(jìn)行一些必要的預(yù)處理：

　　1、解析

　　每種車載終端數(shù)據(jù)均有固定的schema，大數(shù)據(jù)平臺(tái)應(yīng)提供一種統(tǒng)一的schema定義工具，所有車載終端供應(yīng)商可便捷的通過此工具將數(shù)據(jù)schema導(dǎo)入或直接編輯。大數(shù)據(jù)平臺(tái)還應(yīng)提供‘通用信號(hào)’功能，在應(yīng)用與數(shù)據(jù)間提供了一個(gè)適配層，使應(yīng)用無(wú)需關(guān)注某一信號(hào)在每個(gè)異構(gòu)車載終端中的名稱。即將類似‘車速’、‘車門故障’這樣的通用描述與各種異構(gòu)車載終端中的信號(hào)名（例如不同列車總線對(duì)車速信號(hào)的定義可能是Spd/speed/carspeed等）進(jìn)行綁定。

　　2、過濾

　　針對(duì)解析后的數(shù)據(jù)值，大數(shù)據(jù)平臺(tái)應(yīng)提供去重、降噪、篩選、清洗等工具將無(wú)效數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾，以達(dá)到節(jié)省存儲(chǔ)空間的目的。這些操作應(yīng)該是在數(shù)據(jù)接入時(shí)實(shí)時(shí)處理的。

　　3、預(yù)處理

　　此外，大數(shù)據(jù)平臺(tái)為數(shù)據(jù)分析提供預(yù)處理功能，以便提高后續(xù)數(shù)據(jù)分析的效率。預(yù)處理包括合并、分類、轉(zhuǎn)換與增強(qiáng)等。

　　四、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

　　傳統(tǒng)的集中式的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方案在存儲(chǔ)車載終端數(shù)據(jù)時(shí)均存在一些性能瓶頸。關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)的規(guī)模擴(kuò)展是其最大的性能瓶頸，縱向擴(kuò)展意味著花費(fèi)高昂的成本采購(gòu)硬件設(shè)備，橫向擴(kuò)展則對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)管理軟件、數(shù)據(jù)庫(kù)管理員乃至網(wǎng)絡(luò)帶寬與環(huán)境等均提出非常高的要求。這主要是因?yàn)樵谄浜诵脑O(shè)計(jì)理念提出的上世紀(jì)70年代，分布式的概念尚未出現(xiàn)。而文件系統(tǒng)則在數(shù)據(jù)分析時(shí)面臨數(shù)據(jù)索引、文件切分等問題，影響分析效率。

　　大數(shù)據(jù)平臺(tái)應(yīng)針對(duì)車載終端數(shù)據(jù)與應(yīng)用數(shù)據(jù)提供分布式與集中式的混合型存儲(chǔ)建構(gòu)。其中對(duì)車載終端數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)是對(duì)客觀事實(shí)的記錄，即一旦存入便不會(huì)變更，應(yīng)采用分布式方案來(lái)存儲(chǔ)車載終端數(shù)據(jù)，以便于靈活擴(kuò)展系統(tǒng)存儲(chǔ)規(guī)模。應(yīng)用相關(guān)數(shù)據(jù)則可采用傳統(tǒng)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行存儲(chǔ)。此外，系統(tǒng)應(yīng)提供數(shù)據(jù)導(dǎo)出功能以便用戶使用專業(yè)工具進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

　　五、數(shù)據(jù)分析

　　大數(shù)據(jù)平臺(tái)的核心功能是將原始數(shù)據(jù)通過各種數(shù)據(jù)分析的手段轉(zhuǎn)換成對(duì)用戶有意義的信息。大數(shù)據(jù)平臺(tái)的數(shù)據(jù)分析包括：

　　1、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)運(yùn)算

　　針對(duì)各種數(shù)據(jù)類型，提供相應(yīng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)分析功能，例如求平均數(shù)、最值、變化率、數(shù)值積分等。

　　2、機(jī)器學(xué)習(xí)

　　大數(shù)據(jù)平臺(tái)應(yīng)內(nèi)置各種機(jī)器學(xué)習(xí)的算法，并為用戶提供友好的客戶端接口。

　　3、自定義數(shù)據(jù)分析工作流

　　用戶可結(jié)合應(yīng)用需求將基礎(chǔ)數(shù)據(jù)運(yùn)算功能、機(jī)器學(xué)習(xí)以及其他分析手段結(jié)合在一起組合成自定義工作流，由大數(shù)據(jù)平臺(tái)提供任務(wù)的調(diào)度與結(jié)果的展示。

　　4、實(shí)時(shí)分析

　　有些數(shù)據(jù)時(shí)效性較強(qiáng)，即需要被實(shí)時(shí)處理才能將原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為對(duì)用戶有意義的信息或被用于支持一些即時(shí)決策。一旦處理不及時(shí)，這些數(shù)據(jù)所包含的信息量將大幅下降。大數(shù)據(jù)平臺(tái)可在數(shù)據(jù)預(yù)處理時(shí)提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理.