車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展與挑戰(zhàn)

胡欣宇+張潔

摘 要：文章通過介紹車聯(lián)網(wǎng)的基本概念，討論了當(dāng)前國內(nèi)外車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀以及擁有的車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品，結(jié)合當(dāng)下面臨的交通問題現(xiàn)狀說明了車聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的必要性以及車聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，最后重點分析了車聯(lián)網(wǎng)發(fā)展面臨的用戶認(rèn)知度、技術(shù)、安全、創(chuàng)新等方面一系列有待解決的問題。

關(guān)鍵詞：車聯(lián)網(wǎng)；現(xiàn)狀；前景；挑戰(zhàn)

中圖分類號：TP18 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-1302（2017）02-00-04

0 引 言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速增長和城市化進(jìn)程加快，汽車越來越頻繁的出現(xiàn)在我們的日常生活中，尤其在人們的日常出行中扮演著至關(guān)重要的角色，無論是自己使用的私家車還是公眾使用的公交車、出租車、巴士，都離我們越來越近。但在發(fā)展的同時相應(yīng)的問題也隨之出現(xiàn)：城市人口和車輛不斷增加，交通面臨著越來越艱巨的任務(wù)，城市交通擁堵、交通安全和環(huán)境污染問題日益嚴(yán)重。在這樣的大背景下車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)運而生。

2015年，我國車聯(lián)網(wǎng)市場的發(fā)展非常迅猛，據(jù)統(tǒng)計，2013年車聯(lián)網(wǎng)滲透率為6%，而2015年達(dá)到了9.3%[1]，但在車聯(lián)網(wǎng)發(fā)展過程中還有很多問題尚未解決。文中旨在對現(xiàn)今國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，指出目前車聯(lián)網(wǎng)發(fā)展過程中遇到的一些問題與阻礙。

1 車聯(lián)網(wǎng)的基本概念

根據(jù)中國物聯(lián)網(wǎng)校企聯(lián)盟的定義，車聯(lián)網(wǎng)（Internet of Vehicles）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GPS、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；通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，所有車輛可以將自身的各種信息傳輸匯聚到中央處理器；通過計算機技術(shù)，這些車輛的信息可以被分析和處理，從而計算出不同車輛的最佳路線，并及時匯報路況、安排信號燈周期。

簡言之，車聯(lián)網(wǎng)是以車、路以及道路的基本設(shè)施為節(jié)點組成網(wǎng)絡(luò)，用以實現(xiàn)車與車，車與人，車與路的信息交換[2]，利用先進(jìn)的技術(shù)包括網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、傳感器技術(shù)、控制技術(shù)、計算技術(shù)、智能技術(shù)等，實現(xiàn)安全防護(hù)、智能駕駛、車輛售后服務(wù)、位置服務(wù)，最終達(dá)到提高交通效率、提升道路通行能力、降低交通事故的目的。車聯(lián)網(wǎng)的基本架構(gòu)如圖1所示，車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用示意圖如圖2所示。

2 國內(nèi)外車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀

2010年10月28日，中國國際物聯(lián)網(wǎng)（傳感網(wǎng)）博覽會暨中國物聯(lián)網(wǎng)大會在無錫開幕，車聯(lián)網(wǎng)一詞被提起。2013年8月27日，中國汽車工程學(xué)會成立了“車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟”，該聯(lián)盟包括15家整車場在內(nèi)的30家單位。成員涵蓋了移動通信運營商、汽車制造商、軟件服務(wù)提供商、硬件設(shè)備制造商及有關(guān)科研院所。

2015年1月9日，在美國拉斯維加斯結(jié)束的國際消費電子展（CES）上，奔馳發(fā)布了無人駕駛的概念車。這款概念車可以向前后車輛傳遞“慢行”、“停止”等信息，可以和人進(jìn)行交互，識別行人，當(dāng)行人想要過馬路時，可以向車輛揮手示意，此時不僅汽車可以自動停下，甚至可以用激光投射技術(shù)在街道上投射出一條臨時的人行橫道。

2015年8月，谷歌申請了一項關(guān)于路面坑洞追蹤的專利。該技術(shù)借助目前較為普及的車載GPS導(dǎo)航系統(tǒng)及其它一些配套的傳感器實現(xiàn)，谷歌公司通過GPS系統(tǒng)和傳感器采集數(shù)據(jù)，將其整合后放在一個固定的數(shù)據(jù)庫當(dāng)中，這樣司機就可以通過這套數(shù)據(jù)庫來選擇路段，以繞過一些不好的路段以防止意外發(fā)生。

2016年3月16日，樂視舉行了“前所未見”樂視車聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略發(fā)布會，發(fā)布會上展示了樂視車聯(lián)研發(fā)的樂視行車記錄儀，除了在外觀上進(jìn)行了美化創(chuàng)新之外，在功能上也改變了傳統(tǒng)行車記錄儀單一的錄像功能。它在方向盤上安裝了一個快鍵抓拍按鈕，通過快鍵可以及時抓拍到行駛過程中遇到的一些有意思的場景或者一些不文明行為，通過WiFi連接手機后，可以在手機上隨時查看行車記錄儀視頻。除此之外，在發(fā)布會上還發(fā)布了一款名為“樂視輕車機”的產(chǎn)品，該產(chǎn)品由樂鍵、樂車盒以及樂視輕車機App三部分組成，可以很好地實現(xiàn)人車交互功能，解決了一些行車過程中存在的問題。

2016年4月10日，2016中國車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用產(chǎn)業(yè)大會在杭州濱江舉行，本次以“車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用與發(fā)展”為主題，旨在深入探討車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)化技術(shù)應(yīng)用如何提升社會總體效益，關(guān)注車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)大生態(tài)圈的共建、共享、共創(chuàng)、共贏。值得一提的是在展覽現(xiàn)場展示的搭載有“那狗N2”的模擬智能汽車，當(dāng)駕駛員偏離車道以及前方出現(xiàn)障礙車輛時會發(fā)出警告，同時該系統(tǒng)還具有車輛碰撞后自動聯(lián)系救援、疲勞駕駛預(yù)警、行人識別、車輛遠(yuǎn)程監(jiān)控、尋車、一鍵拍錄等功能。

2016年4月16日，國內(nèi)首個長距離行駛無人駕駛汽車順利抵達(dá)終點。從重慶到北京行程總長2 000公里，為期4天的測試完滿結(jié)束。在測試過程中，長城無人駕駛汽車可以實現(xiàn)多次超車變道、減速、掉頭等動作，完成高速公路、隧道等道路場景的變換。最高時速可達(dá)120公里。

汽車制造商豐田將增強現(xiàn)實（AR）技術(shù)運用到車載系統(tǒng)中。如AR擋風(fēng)玻璃，在汽車前方搭載一塊增強現(xiàn)實的抬頭顯示器，顯示器通過反射原理將儀表盤數(shù)據(jù)和汽車當(dāng)下的速度、轉(zhuǎn)向角度顯示在擋風(fēng)玻璃上，同時豐田還利用兩個攝像頭來獲取其他更多信息，可用前置攝像頭確定車道，用內(nèi)置攝像頭跟蹤駕駛員的視野，汽車速度越快駕駛?cè)藛T看到的視野也會更加寬廣，以此來顯示當(dāng)前的實時路況，防止汽車行駛偏離車道發(fā)生危險。

保時捷加入蘋果智能車載系統(tǒng)Carplay，推出AppleWatch應(yīng)用，在AppStore中可以下載一款名為“Porsche Car Connect”的應(yīng)用，最新版本已經(jīng)兼容App Watch，通過這款軟件，車主可以隨時查看愛車的平均速度、行駛時間、油耗等數(shù)據(jù)。車門、天窗的閉鎖情況也可以很方便的查看，甚至進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。

3 車聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用前景

3.1 智能化的生活感受

車載社交網(wǎng)絡(luò)是目前車聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的一個重要方向。車輛搭載娛樂信息顯示屏使車主可以很好的與汽車進(jìn)行互動。屏幕可以顯示GPS導(dǎo)航路線，進(jìn)行影音播放，顯示車輛安全監(jiān)測數(shù)據(jù)等。網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用使車輛連接到網(wǎng)絡(luò)后可以獲取實時新聞、實時交通、天氣報告[3]。將駕駛員從緊張、疲勞、乏味中解救出來[4]，使駕駛過程變得充實有意義。

將手機與車輛相連，通過一款A(yù)pp可以遠(yuǎn)程控制車鎖，調(diào)整車內(nèi)空調(diào)。當(dāng)車主忘記上鎖時會進(jìn)行智能提示，因此車主再也不會因忘記鎖門而煩惱。手機移動互聯(lián)車聯(lián)網(wǎng)的基本架構(gòu)如圖3所示。

3.2 道路安全的重要保障

因道路交通事故而引發(fā)的死亡人數(shù)居高不下，近年來我國每年死于交通事故的人數(shù)均超過10萬人[5]。通過如此龐大的數(shù)目可知，傳統(tǒng)的汽車出行不足以保障我們的安全，車聯(lián)網(wǎng)的一個重要應(yīng)用是碰撞回避，防撞技術(shù)大致可服務(wù)于碰撞警告和駕駛援助[6]。通過附近車輛檢測、道路檢測和車輛緊急制動手段，消除由于人為錯誤（分心、注意力不集中、高速行駛等）造成的事故，大量減少碰撞的可能性，可以使安全事故率減少20%左右，交通事故死亡人數(shù)下降30%～70%，大大降低了車禍發(fā)生的概率。當(dāng)有意外車禍發(fā)生時，可以通過特定按鈕及時發(fā)出求救信號，利用全球衛(wèi)星定位技術(shù)查找到車輛的確切位置，給救援工作節(jié)省時間，還能將車主的財產(chǎn)損失降到最低，同時將事故信息發(fā)送給周圍車輛，方便周圍車輛及時做出避讓措施，防止更大范圍的事故發(fā)生[7，8]。

3.3 防止交通堵塞

交通監(jiān)控和管理必不可少，最大限度地提高道路通行能力，避免交通擁堵尤為重要。據(jù)調(diào)查顯示，北京高峰擁堵延時指數(shù)為2.06，平均車速為22.61公里/小時。即在高峰期要花2倍時間才可以到達(dá)目的地。現(xiàn)今，擁堵已經(jīng)不再是一線城市的“專利”，二三線城市的交通擁堵也屢見不鮮。在交叉路口車輛的通行率很低，車聯(lián)網(wǎng)可以通過智能調(diào)節(jié)紅綠燈來緩和這一現(xiàn)狀，使司機在交叉路口盡可能順暢行駛，提高車輛的吞吐量并減少旅行時間。除此之外，還可以根據(jù)當(dāng)前的路況、天氣狀況與以往采集到的道路車流量情況來預(yù)計未來一段時間內(nèi)的道路擁堵情況，選擇一條最便捷、省時的行走道路，優(yōu)化司機的行駛路線，避免所有車輛聚集在一處造成擁堵[9]。智能交通應(yīng)用的基本框架如圖4所示。

3.4 節(jié)能減排，促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展

中國是石油消耗大國，石油消耗中有40%用于交通運輸業(yè)。如今車輛日益增多，汽車尾氣排放造成的環(huán)境污染也日益嚴(yán)重，通過車聯(lián)網(wǎng)，利用車輛與路邊基礎(chǔ)設(shè)施之間采集到的信息來建議車主及時響應(yīng)，同時對車輛進(jìn)行一系列輔助控制，減少不必要的操作。據(jù)調(diào)查，對當(dāng)前交通缺乏預(yù)期和低效的減速導(dǎo)致的燃油浪費占22%，而合理的駕駛將使汽車的油耗降低15%。

3.5 輔助交通管理

輔助交通管理主要是服務(wù)于交通部門的智能化管理，實現(xiàn)逃逸車輛、超速駕駛、酒后駕駛車輛的實時追蹤，遠(yuǎn)程指揮、調(diào)度車輛，路橋電子不停車收費等。

4 車聯(lián)網(wǎng)面臨的挑戰(zhàn)

4.1 無人駕駛汽車技術(shù)不被用戶接受

密歇根大學(xué)交通運輸研究所對無人自動駕駛汽車的態(tài)度進(jìn)行了一項調(diào)查，調(diào)查結(jié)果顯示，普通的消費者更傾向于自己掌控汽車而非計算機，在505位調(diào)查對象中，大部分喜歡有人駕駛汽車，并且不太相信自動駕駛技術(shù)，同時也對自動駕駛技術(shù)表示擔(dān)憂。其中有43.8%的受訪者表示對無人駕駛技術(shù)并不信任，40.6%的受訪者表示部分信任，只有大概15.6%的受訪者完全接受并相信無人駕駛技術(shù)。

對乘坐無人駕駛汽車的感受調(diào)查結(jié)果顯示，有35.6%的受訪者表示“非常擔(dān)心”，53.5%的受訪者表示“有些擔(dān)心”，只有10.9%的受訪者表示“完全不會擔(dān)心”，此外，有96.2%的受訪者表示希望可以自己去掌控汽車的油門、剎車和方向盤等一些關(guān)鍵操作。

4.2 技術(shù)上沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)

互聯(lián)網(wǎng)的節(jié)點是PC機，操作系統(tǒng)有Windows、Mac OS、Linux，移動終端的節(jié)點是智能手機，操作系統(tǒng)是Android、iOS，各個節(jié)點可以互相連通，交換數(shù)據(jù)。

車聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)與移動互聯(lián)網(wǎng)相同，但缺少業(yè)界的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，各個廠商使用的處理器不同，操作系統(tǒng)不同，傳感器不同，導(dǎo)致車輛之間無法很好地通信。且軟硬件沒有一致的標(biāo)準(zhǔn)，廠商各自為戰(zhàn)，最終導(dǎo)致的后果是難以通用，一款軟件或者設(shè)備只能適用于一種車型。

作為一個產(chǎn)業(yè)鏈，應(yīng)該在各種汽車上形成統(tǒng)一，不論是寶馬、奧迪、勞斯萊斯還是長城、大眾、比亞迪都應(yīng)該使用一套標(biāo)準(zhǔn)，接受的指令也都大致相似。

唯有標(biāo)準(zhǔn)化才可以做大做強。沒有標(biāo)準(zhǔn)化最多算作局域網(wǎng)，無法形成真正意義上的互聯(lián)網(wǎng)[10]。

4.3 技術(shù)瓶頸難以攻破

要開發(fā)一套完整、高效的車載系統(tǒng)，技術(shù)難度非常大，其復(fù)雜程度遠(yuǎn)超于手機系統(tǒng)的開發(fā)。就交互方式而言，雖然現(xiàn)在已經(jīng)有很多高配汽車安裝了智能車載系統(tǒng)，但更多的用戶在車內(nèi)仍然選擇使用手機，他們一致的反饋是車載系統(tǒng)難用，而手機操作方便、好用。手機的操作看似簡單卻耗時，僅發(fā)一個微信表情就需要4步：找到聯(lián)系人-點擊表情按鈕-選擇表情-點擊發(fā)送。而在車載系統(tǒng)中，并沒有時間允許司機進(jìn)行如此冗長的操作步驟，根據(jù)上海統(tǒng)計局的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2014年上海由于酒駕導(dǎo)致的致死事故占酒駕事故的2.6%，而同期由于開車使用手機造成的致死事故比例高達(dá)29.6%，因此車載系統(tǒng)首先需要進(jìn)行一系列單手操作的改進(jìn)，使駕駛員單手就可以完成一系列動作，且操作步驟不能太過繁瑣。單單這一方面就有很高的技術(shù)要求。

車載系統(tǒng)的硬件裝置與手機也大不相同。車載系統(tǒng)選擇硬件設(shè)備時需要考慮更多的因素。高低溫的耐受能力、啟動時間、抗震能力、信號接收能力等，車載系統(tǒng)還需要和汽車本身相匹配，接入CAN總線、電源等，必須作為汽車整體的一部分。

除此之外，車聯(lián)網(wǎng)強大的信息處理能力必不可少。以智能交通為例，首先要解決車輛、人、道路基礎(chǔ)設(shè)施等方面的信息采集問題，之后要對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，車聯(lián)網(wǎng)與智能交通云計算平臺是信息化的關(guān)鍵，基于車聯(lián)網(wǎng)云計算的智能交通體系架構(gòu)框如圖5所示。在云框架下進(jìn)行車輛信息的收集、處理、發(fā)布交換、分析、利用，為交通參與者提供多樣性的服務(wù)[11]，在不同時間段內(nèi)相同路段的路況不盡相同，加上車輛行駛速度快，如果不能及時對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，就可能造成錯誤的預(yù)計[12]，難以達(dá)到預(yù)期的車輛監(jiān)管與疏導(dǎo)效果。

4.4 安全問題難以保障

當(dāng)汽車接入網(wǎng)絡(luò)之后，問題隨之而來。美國的兩位網(wǎng)絡(luò)安全專家做了一項關(guān)于“黑入”切諾吉普車的實驗，這兩位網(wǎng)絡(luò)安全專家通過筆記本電腦在家中就能控制吉普車的雨刮器、行駛速度、內(nèi)置空調(diào)和電臺等一些設(shè)備，甚至還可以將車開進(jìn)溝里。

黑客一旦將帶有病毒的軟件或程序植入車中，那么我們的安全似乎就更難以保障，黑客可以竊取車主的通話信息，可以了解車主每天的行車路線，偷走車主的愛車，遠(yuǎn)程控制汽車，甚至造成慘烈車禍。遙控鑰匙、藍(lán)牙連接、衛(wèi)星電臺、遠(yuǎn)程信息處理部件等都可能成為黑客攻擊車輛的突破口[13]，因此可能會陷入“越高配越危險”的怪圈。

車聯(lián)網(wǎng)的安全實際上就是移動終端的安全、互聯(lián)網(wǎng)的安全，如今移動終端的安全和互聯(lián)網(wǎng)的安全都難以保障，因此很多人會認(rèn)為車聯(lián)網(wǎng)的安全更加遙遙無期。

4.5 傳感器的合理應(yīng)用

傳感器是車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的核心部件，是進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、信號量轉(zhuǎn)換的裝置。汽車自動化程度越高，對傳感器的依賴程度也就越大，目前在汽車的啟動器、發(fā)動機、地盤、變速箱等系統(tǒng)中都裝有傳感器[14]。車輛使用的傳感器如圖6所示，在汽車上各個角落都可能搭載傳感器，以使汽車變得更加靈活，大大提高駕駛的準(zhǔn)確性和安全性。然而并非傳感器數(shù)目越大，汽車就越智能，使用具有何種功能的傳感器，如何合理利用排布傳感器，讓其發(fā)揮更大的作用是目前工作需要創(chuàng)新與開發(fā)的方向。

5 結(jié) 語

車聯(lián)網(wǎng)使汽車越來越智能、靈活、便利與科技化，是未來我國汽車行業(yè)的重點轉(zhuǎn)型方向。它使汽車和外界有了交互能力，可以很好地解決一些道路交通問題。但在發(fā)展的同時也有很多問題需要克服。網(wǎng)絡(luò)安全是首要問題，車聯(lián)網(wǎng)一旦遭遇黑客侵襲將可能造成難以預(yù)計的損失，除此之外，一些技術(shù)上的難關(guān)還有待攻破，現(xiàn)在一些車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品在性能與技術(shù)層面上還未能達(dá)到理想狀態(tài)，行業(yè)需要盡快建立統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，讓更多的人看到車聯(lián)網(wǎng)的未來。只有把握住這一契機，才有望改變未來汽車的產(chǎn)品形態(tài)，帶動產(chǎn)業(yè)生態(tài)格局的重塑，在汽車行業(yè)立于不敗之地。

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