车载通信系统——物联网和下一代ITS中的关键技术 摘要：交通由人、车、路三者所组成，车载通信通过ITS技术、传感器网络技术手段，将物联网与道路交通有机地结合，实现人车路三者的互联互通。开展对车载通信系统的讨论和开发，是ITS领域讨论的前沿热点，是物联网和下一代ITS中的关键技术，将促进ITS的进展，对改善交通和提高行车平安、实现节能减排、带动产业进展都有着重大的推动作用。 ? ?????? 关键词：ITS 车载通信 无线通信网络 物联网 ? ? ? 1.前言 ? ?????? 智能交通以交通需求为导向，以信息技术为手段，通过全面提升交通平安、效率和服务品质为目的，充分采用交通的、空间的、时间的和移动的资源，形成人车路协同进展的新交通系统。 ? ?????? 在“九五”、“十五”、“十一五” 我国科技攻关方案关于智能交通项目实施基础上，在城市道路交通方面，北京实施了‘科技奥运’智能交通应用试点示范工程，广州、中山、深圳、上海、天津、重庆、济南、青岛、杭州等作为智能交通系统示范城市也各自进行了有益的尝试；在高速大路方面，我们我国内地大多数省区实现了省区内不同范围的收费系统联网。同时，一批涉及城市和城间道路交通管理的智能交通关键技术及共性技术讨论以及车载信息装置、交通信息采集设施、车辆平安帮助驾驶、专用短程通讯设施以及RFID技术等都进行了不同程度的开发和应用。 ? ?????? 尽管我们我国的ITS研发和应用取得了很大的进展，但是目前仍有不少改进的空间。例如，大部分系统都是单一的系统，在实际运行中总是各自为政，彼此缺乏沟通意识和协作机制，造成了大量功能和数据被闲置，导致了ITS的智能化程度无法进一步深化。此外，交通系统作为一个由人、车、路三者共同组成的大系统，三者之间的沟通发挥着越来越重要的作用。随着信息技术尤其是无线通信技术的进展，如何采用信息技术和ITS的讨论成果，形成以人为本、车路互通的交通传感网络，进一步改善城市交通的管理和服务水平是目前一个迫切需要讨论的问题。 ? ????PA视讯平台?? 在如何进一步进展ITS应用的问题上，世界各国不约而同的将留意力集中在车载通信系统上。所谓车载通信系统，是在智能交通系统、传感器网络技术进展基础上，在车辆上应用先进的无线通信技术，实现交通高度信息化、智能化的手段。通过进展车载通信系统，可以有效的填补交通系统中车辆缺乏沟通力量的空白，从而实现车辆对道路环境的感知，以及行人和掌握中心对车辆运行状态的感知，这个进展方向与目前炙手可热的物联网概念不谋而合，正是物联网与道路交通结合的详细表现。开展车载通信系统的讨论和开发，是当前ITS领域讨论的前沿热点，将促进下一代ITS的进展，对改善交通和提高行车平安、实现节能减排、带动产业进展都有着重大的推动作用。 2.国内外讨论现状 ? ?????? 近几年来，欧美、日本等发达我国间续将大量人力物力投入到车载通信和下一代ITS的相关研发中。 ? ?????? 欧盟和欧洲各国政府极为重视汽车平安和智能交通，资助了多项关于道路驾驶平安的讨论项目。这些项目大部分都建立在车载通信的基础上，包括为驾驶者供应平安帮助信息的SAFESPOT[1]，讨论道路监测设施网络信息供应的COOPERS[2]，以解决无线自组网信息平安问题为主的SeVeCom[3]，和专注于驾驶平安技术集成的PREvent[4]等等；类似的项目还有GST[5]、FleetNet[6]、Network on Weels[7]、CarTalk2000[8]等。欧盟以及汽车制造业代表还成立了相应的组织，以解决车载通信的研发和部署中所遇到的相关问题。 ? ?????? 美国由政府交通部发起，多个州的交通部门和汽车及通信产业机构共同参加的IntelliDrive[9]讨论方案，其前身为Vehicle Infrastructure Integration（即车路一体化）项目，讨论内容主要涵盖了车载通信及其平安应用等方面，为美国实施下一代ITS的重要战略目标打下了基础。除了此外，也开展了其他相关课题的讨论，例如马里兰高校的基于车辆自组网的交通监控设施TrafficView[10]，采用移动自组网络和车辆间通信技术，将车载通信平台作为交通信息的采集手段和发布媒介；在此基础上，又构建了StreetSmart的交通堵塞发觉与信息发布系统[11]。 ? ?????? 日本在98年左右，就建成了基于UMTS系统的VICS（车辆信息通信系统）服务，这项服务由政府免费供应，市民只需要支付导航器的费用，就可以享受到无偿的交通信息服务。目前，日本政府以及相关产业正着手研发下一代的智能交通系统SMARTWAY[12]，方案用5年的时间在重要道路上掩盖路况认知传感器，构建智能汽车系统、智能道路系统、车路间协调系统，并通过光纤网络与互联网连通，实现交通信息的实时发布。 ? ?????? 我们我国现在已有一部分高校和讨论机构开展了相关的讨论，例如，我国科技攻关专题“智能大路技术跟踪”，我国863课题“智能道路系统信息结构及环境感知与重构技术讨论”、“基于车路协调的道路智能标识与感知技术讨论”等，在车载通信方面也已有一些讨论 [13]。然而，与国外相比，我们我国目前的讨论仍处于较初级的阶段，大部分讨论都较为零散而交叉，所需要完成的工作还比较多；启动相关的科研攻关方案，并配以肯定的政策引导，对该ITS领域的进展有着重要的意义。 ? ? ? 3.主要讨论内容及关键技术 ? ?????? 作为一项涉及到多门学科的技术，车载通信具有相当丰富的讨论内容，既需要信息通讯技术的背景学问，也要求讨论者对城市交通尤其是微观交通特性有充分的了解。在构建基于智能数据处理和车载通信的车路协同技术框架基础上，目前，车载通信讨论的热点以及所需解决的问题主要集中在以下几个方面： ? ?????? 车用传感技术 汽车传感器是交通物联化的基础，是车辆感知自身运行状态的重要信息源，包括驾驶操控状态、运行环境和特别状况等信息都需要通过它们来采集。车用传感技术目前正处于高速进展阶段，磁敏、气敏、力敏、热敏、光电、激光等各种传感器层出不穷，一辆新出厂的家用轿车将安装接近上百个传感器。这些传感技术都源于国外，要进展我们我国自主的车用传感器研发和制造事业，还需要大量科研和生产阅历的积累。 ? ?????? 车辆自组网VANET 车与车通信是车载通信系统中的一项重要技术，通过交换运行状态信息，可以构建包括驾驶平安信息等多方面的应用服务。目前车车通信的难点集中在无线网络的实现上，讨论人员在参考了通信领域中移动自组网(MANET)的基础上，提出了
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