基于V2X車聯(lián)網(wǎng)信息平臺關(guān)鍵技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn)

劉大力

摘要：本文主要分析了V2X車聯(lián)網(wǎng)信息平臺關(guān)鍵技術(shù)相關(guān)內(nèi)容，然后闡述了V2X車聯(lián)網(wǎng)發(fā)展情況，最后對明確平臺系統(tǒng)需求、明確平臺系統(tǒng)架構(gòu)、明確平臺總體框架設(shè)計等進(jìn)行總結(jié)，主要目的是，保證V2X車聯(lián)網(wǎng)信息平臺能夠?qū)崿F(xiàn)自身正常運(yùn)行，并將關(guān)鍵技術(shù)優(yōu)勢發(fā)揮出來，為我國交通事業(yè)更好發(fā)展打下良好基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：V2X;車聯(lián)網(wǎng);信息平臺;關(guān)鍵技術(shù)

1、V2X車聯(lián)網(wǎng)發(fā)展分析

在如今物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)快速發(fā)展背景下，V2X車聯(lián)網(wǎng)屬于物聯(lián)網(wǎng)面向應(yīng)用的一個重要概念延伸，V2X車聯(lián)網(wǎng)主要是指針對D2D技術(shù)的深入研究過程，是車與車通信、車與人通信、車與其他物之間的通信。對車輛上的無線射頻識別技術(shù)、傳感器以及攝像頭等進(jìn)行合理應(yīng)用，從而獲取車輛實(shí)時情況信息、自身運(yùn)行狀態(tài)信息以及周邊道路環(huán)境信息等。與此同時，在車輛位置信息獲取中，需要使用衛(wèi)星定位?？梢岳肈2D技術(shù)將此類信息進(jìn)行端對端傳輸，促使整個系統(tǒng)信息功效能夠得以實(shí)現(xiàn)。針對獲取到的數(shù)據(jù)信息能夠進(jìn)行全面分析處理，并對駕駛員進(jìn)行警告與路況匯報，從而將交通擁堵問題以及交通事故問題避開。在現(xiàn)如今V2X通信技術(shù)中主要包含兩大線路，分別是DSCR與LTE-V2X。IEEE 802.11p底層通信協(xié)議以及IEEE 1609系列標(biāo)準(zhǔn)能夠構(gòu)成車用環(huán)境無線存取技術(shù)，以及專用短程通訊技術(shù)。在如今社會快速發(fā)展背景下，5G技術(shù)、DSCR技術(shù)逐漸成熟。這對于V2X車聯(lián)網(wǎng)發(fā)展、智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展、智慧交通發(fā)展，能夠起到良好帶頭作用。

2、基于V2X車聯(lián)網(wǎng)信息平臺關(guān)鍵技術(shù)

2.1明確平臺系統(tǒng)需求

從當(dāng)前我國社會發(fā)展中不難看出，城市化進(jìn)程正在不斷推進(jìn)，人們對汽車的需求也不斷提升，這使得汽車消費(fèi)正在逐漸提升，市場規(guī)模逐漸擴(kuò)大。隨著汽車保有量速度的不斷提升，消費(fèi)者對于有關(guān)車輛交通導(dǎo)航、社交娛樂、道路安全方面的需求不斷提升。在這一過程中，要對先進(jìn)技術(shù)手段進(jìn)行合理利用，通過大數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，車聯(lián)網(wǎng)不僅可以幫助汽車制造商開發(fā)出更好的汽車產(chǎn)品，而且能夠?qū)Ⅰ{乘者各類需求在最大程度上滿足，這對于政府部門管理與規(guī)劃工作的落實(shí)能夠起到良好推動作用，從而創(chuàng)造更多社會效益。

在車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中V2X車聯(lián)網(wǎng)信息平臺是其中的重要組成部分，同時也是未來車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)力的重要途徑。在車聯(lián)網(wǎng)信服務(wù)平臺中包含很多不同先進(jìn)技術(shù)，比如，北斗衛(wèi)星定位技術(shù)、無線通信技術(shù)、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、云計算技術(shù)等。利用車載智能終端、路側(cè)設(shè)備以及相應(yīng)服務(wù)平臺，可以為交通部門、運(yùn)營商提供有效方案，促使各項服務(wù)質(zhì)量可以得到提升，創(chuàng)建更加完善、有效的服務(wù)體系，這對于車輛網(wǎng)的落實(shí)能夠起到良好促進(jìn)作用。因此，針對V2X車聯(lián)網(wǎng)信息平臺建設(shè)工作，需要相關(guān)工作人員能夠給予更多重視，在此基礎(chǔ)上，落實(shí)車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用服務(wù)。

結(jié)合車聯(lián)網(wǎng)具體需求與特點(diǎn)情況，要在車輛信息、路側(cè)設(shè)備信息基礎(chǔ)上，做好開發(fā)建設(shè)工作，為車聯(lián)網(wǎng)、其他部門服務(wù)提供保障?；诖耍梢詮牟煌瑧?yīng)用需求角度出發(fā)，比如，從汽車企業(yè)角度出發(fā)、從駕駛員角度出發(fā)、從交通管理部門角度出發(fā)等，提供的具體應(yīng)用：

提供車輛技術(shù)管理服務(wù)。該項服務(wù)主要是能對車輛實(shí)時信息、歷史數(shù)據(jù)信息等進(jìn)行查詢，同時掌握車輛遠(yuǎn)程診斷信息以及已經(jīng)信息等，為車輛駕駛安全打下良好基礎(chǔ)。

提供駕駛員管理服務(wù)。該項服務(wù)主要是對駕駛員行為進(jìn)行全面監(jiān)控，確保出行安全的同時，能夠盡量減少交通事故的出現(xiàn)，促使交通效率能夠得到提升，提供駕駛安全服務(wù)與便捷服務(wù)。

提供車輛運(yùn)行管理服務(wù)。該項服務(wù)能夠?qū)崿F(xiàn)車輛防盜，對車輛行駛軌跡進(jìn)行查看，并對車輛位置進(jìn)行管理。

提供智能交通管理服務(wù)。該項服務(wù)通過對車聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，對路段車輛流量情況進(jìn)行實(shí)時監(jiān)督，對車輛行駛路徑進(jìn)行全面優(yōu)化，并做好交通堵塞疏導(dǎo)工作，保證交通運(yùn)行效率可以得到提升。

提供社會信息發(fā)布服務(wù)。該項服務(wù)通過對信息服務(wù)平臺的應(yīng)用，為社會機(jī)構(gòu)提供信息共享接入訪問接口，并對訪問權(quán)限作出明確規(guī)定，規(guī)范信息發(fā)布，將信息發(fā)送給指定路段車輛。比如，可以向駕駛員發(fā)送旅游信息、餐飲信息以及車輛服務(wù)信息等，為駕乘人提供高質(zhì)量大服務(wù)。

結(jié)合V2X車聯(lián)網(wǎng)信息平臺具體功能應(yīng)用需求情況，在實(shí)際平臺設(shè)計工作開展中，要對不同方面問題進(jìn)行全面考慮與分析。比如，要擁有能夠與用戶、設(shè)備進(jìn)行信息交互的應(yīng)用服務(wù)器，可以根據(jù)相應(yīng)規(guī)則，做好車載終端數(shù)據(jù)處理以及路側(cè)設(shè)備處理。為促使V2X車聯(lián)網(wǎng)信息平臺的易操作性、安全可靠性以及可移植性能夠得到保障，在具體應(yīng)用服務(wù)器開發(fā)過程中，要使用在J2EE平臺上給予Java語言的Spring+Hibernate框架。與此同時，對于V2X車聯(lián)網(wǎng)信息平臺中的大量數(shù)據(jù)、雜亂數(shù)據(jù)以及冗余數(shù)據(jù)等，要設(shè)計出一個數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，該服務(wù)器能夠?qū)崿F(xiàn)對海量信息的存儲與分析。

2.2明確平臺系統(tǒng)架構(gòu)

V2X車聯(lián)網(wǎng)實(shí)際上是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能交通實(shí)現(xiàn)中的典型應(yīng)用，屬于移動互聯(lián)網(wǎng)中智能生活發(fā)展的落腳點(diǎn)。V2X車聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用能夠常見出人-車-路的智能信息交互平臺，是未來車輛安全發(fā)展、環(huán)保發(fā)展，以及道路利用效率發(fā)展的主要研究方向。在V2X車聯(lián)網(wǎng)信息平臺系統(tǒng)中包含不同組成部分^[1]。比如，端系統(tǒng)、管系統(tǒng)與云系統(tǒng)，在端系統(tǒng)中包括車載終端與路側(cè)設(shè)備，車載終端屬于在車上的智能設(shè)備，而路側(cè)設(shè)備屬于放在道路上的智能設(shè)備，主要工作就是對車輛自身數(shù)據(jù)信息、環(huán)境數(shù)據(jù)信息進(jìn)行獲取。管系統(tǒng)主要是更好解決車與車、車與路之間存在的無線通信問題。云系統(tǒng)屬于V2X車聯(lián)網(wǎng)信息平臺中的大服務(wù)平臺，擁有很多不同數(shù)據(jù)信息，全部數(shù)據(jù)信息都要匯集到該平臺中。平臺能夠?qū)崿F(xiàn)對數(shù)據(jù)信息的全面分析，并做好應(yīng)用開發(fā)工作，例如，車輛遠(yuǎn)程監(jiān)控開發(fā)、路側(cè)設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控開發(fā)等。

本文主要闡述的是云系統(tǒng)部分內(nèi)容，就是V2X車聯(lián)網(wǎng)信息平臺。V2X車聯(lián)網(wǎng)信息平臺是由不同部分組成，包括調(diào)度器、應(yīng)用服務(wù)器等，具體系統(tǒng)框架如圖一所示。從圖一可以了解到，V2X車聯(lián)網(wǎng)信息平臺有用戶中心、路側(cè)設(shè)備以及車載終端等部分構(gòu)成。在端系統(tǒng)中，V2X車聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分包括車載終端與路測設(shè)備，此類設(shè)備與駕乘人員之間直接接觸，其功能主要是能夠?qū)④嚶?lián)網(wǎng)功能更加直觀展現(xiàn)出來。在系統(tǒng)中車載終端要與駕乘人員直接接觸，對車輛數(shù)據(jù)信息進(jìn)行全面采集。在北斗定位以及GPS衛(wèi)星定位基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)信息采集。利用GPRS無線網(wǎng)絡(luò)能夠與平臺之間創(chuàng)建TCP連接，并實(shí)現(xiàn)對采集數(shù)據(jù)信息上傳。路側(cè)設(shè)備的主要功能是，利用傳感器對車輛信息數(shù)據(jù)進(jìn)行獲取，與此同時，在數(shù)據(jù)信息獲取中，還可以通過DCRS實(shí)現(xiàn)，并利用蜂窩移動網(wǎng)與后臺創(chuàng)建相應(yīng)的TCP連接或者IP連接，實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)信息的事實(shí)上傳。信息平臺能夠?qū)β穫?cè)數(shù)據(jù)信息、車載終端數(shù)據(jù)信息進(jìn)行收集與整合，并對其進(jìn)行分析、解析促使相應(yīng)功能可以得到進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。

2.3明確平臺總體框架設(shè)計

對于V2X車聯(lián)網(wǎng)信息平臺總體框架設(shè)計，本文主要從以下幾點(diǎn)進(jìn)行闡述與分析：

通信服務(wù)器設(shè)計。通信服務(wù)期的主要功能是，對車載終端、路側(cè)設(shè)備與應(yīng)用服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。在具體數(shù)據(jù)服務(wù)器設(shè)計過程中，要對其應(yīng)該具備的數(shù)據(jù)接收功能、數(shù)據(jù)解析功能、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)調(diào)用功能以及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功能進(jìn)行充分考慮與分析。比如，數(shù)據(jù)接收功能主要是對車載終端以及路側(cè)設(shè)備獲取的車輛信息進(jìn)行獲取，在獲取到車輛數(shù)據(jù)信息后，要結(jié)合數(shù)據(jù)重要程度做好分類處理工作，并對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行打包，通過UDP等方式，將數(shù)據(jù)信息發(fā)送到通信服務(wù)器中^[2]。再如，數(shù)據(jù)解析功能主要是通信服務(wù)器在接收到車載終端以及車載設(shè)備發(fā)送的數(shù)據(jù)信息之后，能夠根據(jù)提前設(shè)定完畢的數(shù)據(jù)格式，做好數(shù)據(jù)解析工作。

調(diào)度器設(shè)計。調(diào)度器的主要功能是確保車輛終端、路側(cè)設(shè)備與V2X車聯(lián)網(wǎng)信息平臺接口的穩(wěn)定性與有效性。這樣就可以為車輛與路側(cè)，提供更加穩(wěn)定接口，還可以將其用作服務(wù)交換器，在車輛、路側(cè)設(shè)備中，做好數(shù)據(jù)分發(fā)工作與語音分發(fā)工作。調(diào)度器在信息交換過程中，要使用規(guī)定的消息格式，與載體之間要保證無關(guān)性。比如，在活躍用例當(dāng)中開展載體切換處理工作，那么信息平臺后端要確保透明性。調(diào)度器可以將車輛信息、路側(cè)信息發(fā)送給組件，可以使用載體做好信息發(fā)送工作，將信息從后端位置發(fā)送給車輛與路側(cè)。

結(jié)束語：

綜上所述，針對V2X車聯(lián)網(wǎng)信息平臺建設(shè)工作，需要相關(guān)工作人員能夠有正確認(rèn)識，結(jié)合實(shí)際情況，對不同關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行合理應(yīng)用，落實(shí)調(diào)度器設(shè)計、通信服務(wù)器設(shè)計工作，為V2X車聯(lián)網(wǎng)信息平臺的正常運(yùn)行打下良好基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]周克勤，羅瑞林，云利軍，王坤.車載信息安全網(wǎng)關(guān)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)[J].云南師范大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2021，41（05）：22-27.

[2]呂群芳，王亞晶.車載智能終端與車聯(lián)網(wǎng)信息平臺的設(shè)計開發(fā)[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2019，37（01）：167+171.