“VOICE”车联网解决之道

　　1885年，德国人本茨和戴姆勒分别完成了装有高速汽油发动机的机车和装有二冲程汽油发动机的三轮车，并使之规模生产、销售。自此，人类社会进入汽车时代。1897年，尼古拉•▪特斯拉发明的无线通信系统获得了美国专利。自此，人类社会进入了无线通信时代。无线电以光速传播，极大地缩短了人与人之间的通信距离，具有不可估量的社会推动作用。随着社会的发展，同样诞生于19世纪末的汽车技术和无线通信技术在21世纪初出现了融合的趋势。无线通信技术能够连接大量的汽车、基础设施和行人，组成一种大范围、全方位发挥作用的，准确、高效的综合运输和管理系统，有效提升驾驶安全，提高交通运输效率，提高驾乘人舒适度。这种综合运输管理系统称为智能交通系统（ITS，Intelligent Transportation System）。而车联网就是智能交通系统最基础的组成部分。

车联网五大核心需求

　　为什么近几年智能交通系统和车联网的需求越来越迫切？

　　据公安部交管局统计，截至2015年底，中国机动车保有量达到2.79亿，平均每百户有31辆私家车。汽车保有量的剧增，使得有限的承载空间与迅猛增长的道路交通需求的矛盾日益加剧，交通拥堵、行车安全监管困难、停车难等问题严重制约城市功能发挥和社会经济发展。在北京、上海、广州、深圳等超级大城市，这种情况更加严峻。车联网成为解决以上痼疾的有效技术手段。

　　针对上述问题，车联网需要满足五大核心需求：车辆安全管理、城市交通拥堵治理、车辆行驶安全、公众出行服务，以及与服务提供商合作的车联网数据分析，帮助第三方创造新的商业模式，实现数据变现。

　　●   车辆安全管理：假套牌车稽查；治安卡口监控与管制；违法车辆查证及历史回溯；车辆被盗追踪和监控。

　　●   城市交通拥堵治理：交通流量监测；交通诱导；区域拥堵收费；限行区域车辆监控。

　　●   车辆行驶安全：车辆安全距离控制；车辆超速疲劳驾驶等；安全提示。

　　●   公众出行服务：实时路况信息发布；智能交通诱导信息发布；停车位查询预订；智能停车场。

　　●   车联网数据分析：汽车保险行业分析数据支撑；运营汽车行业数据分析；其他行业数据关联分析产生价值。

车联网设计策略

　　经分析，车联网各方面的客户和应用场景对时延、吞吐量、连接密度、安全性等技术要求大相径庭，传统的通信技术很难满足所有这些要求。结合中兴通讯M-ICT2.0战略，我们认为车联网的设计需要从以下几个方面考虑：

　　●   虚拟化（Virtualization）

　　这里包含网络切片和VR/AR两大类技术。不同的车联网业务需求通过不同的网络切片支持，网络切片结合虚拟化技术，可以根据客户和场景的需求，灵活定制网络能力，并实现业务数据的隔离和安全保护，从而在一张网络上同时实现对多种客户需求的支持。

　　VR/AR等交互式技术的使用，能够帮助驾乘人员、车辆管理及交通管理人员身临其境，实现快速反应。

　　●   开放与重构（Open）

　　车联网作为跨界融合的产物，需要从原来以车为中心封闭的产业链，转向更加开放丰富的生态系统：开放的技术、开放的平台，甚至开放的数据，更广泛的合作伙伴，做大蛋糕，创造更丰富的商业模式。

　　●   智能（Intelligence）

　　数据共享是智能的基础。随着人工智能（AI）技术的发展，应用AI技术，已经可以实现自动泊车，接下来车辆管理、车辆行驶的智能化也将有长足的发展。自身车载传感器采集到的环境感知数据、车内状态数据，通过其他联网车辆、联网行人、联网路边设备获得的周边数据、通过联网获取的云端服务器数据，都是车辆行驶智能化的数据来源。车辆驾驶将更加安全、高效、舒适，为自动驾驶、无人驾驶奠定坚实的基础。

　　●   云平台（Cloud）

　　车载云平台作为车联网信息交互和处理中心，为建立车联网生态圈，创新商业模式提供平台和基础（见图1）。

　　●   万物互联（Internet of Everything）

　　车联网连接的不仅仅是车，与此相关的车-人、车-路、车-网都是其中的组成部分。随着车联网衍生出各种服务，各种设备提供商都因为车联网而关联起来，所以说车联网是连接万物的一个基础媒介。

LTE车联网技术族

　　车联网围绕着“车”以及与车相关的“人”服务，那么顺理成章需要首先把车-车、车-路、车-人、车-网连接起来，这里我们简称为V2X通信技术（见图2）。然后基于这些连接，打通信息交互的渠道，基于信息交互和信息分析，为客户提供服务。

　　目前已有的V2X通信技术有基于IEEE802.11p的DSRC技术，也有基于LTE的系列技术。这里重点介绍基于LTE的车联网技术族。

　　基于LTE的蜂窝通信车联网技术包含LTE、LTE-V以及逐步演进的5G系列技术（见图3）。

　　现有的3G/4G无线通信网络已经可以支持信息娱乐和交通效率类业务，如目前广泛使用的地图导航、泊车缴费等业务。

　　但是主动安全类业务，如前车防碰撞、换道行驶等场景，因为需要比较苛刻的低时延数据传递，需要新技术的支持。LTE-V技术就在这样的背景下诞生。第一个LTE-V标准版本在2016年9月正式发布，主要针对V2V，即车-车通信技术进行了定义；进一步完善的LTE V2X标准将在2017年3月发布。LTE-V标准主要在LTE网络基础上，增加了对于主动安全类业务的支持，特别是时延要求小于100ms、特殊情况时延要求小于20ms的场景。同时无论是LTE网络覆盖内还是覆盖外，都需要实现高速移动下的车-车通信。

LTE-V车联网技术将逐步向5G车联网演进，在5G阶段，将支持自动驾驶类的各种场景，这将对系统提出更高要求：更低的时延（<1ms）、更高的传输速率（例如实现高精度地图交互与更新）、巨量用户、超高速移动等。5G将为车联网带来更广阔的应用前景。

中兴通讯车联网方案

　　中兴通讯车联网应用全景如图4所示，通过车车、车路、人车、车网信息交互和共享，实现车辆与车辆之间，车辆与行人之间，车辆和互联网、基础设施之间智能协同与配合，从而达到优化利用系统资源、提高车辆行驶安全，提高道路交通安全、缓解交通拥堵的目标，同时借助车联网产生的大量数据，还可以开发其他创新应用，创造新价值。

安全、增效、增收是中兴通讯车联网的核心价值定位。

　　如前所述，中兴通讯车联网整体方案（见图5）基于“VOICE”五大策略设计：在传感与网络层，通过LTE、LTE-V，以及未来的5G等无线通信技术提供V2X连接，打通数据交互的管道，并能根据客户需求利用网络切片针对性提供定制化的V2X连接管道；云端平台提供能力开放、数据治理和运营支撑等平台级服务；应用层与第三方合作帮助提供车联网数据交互与大数据分析，为各种应用服务。

　　目前，随着车联网技术不断地发展和成熟，以及技术的实践验证，一些关键问题也涌现出来，例如：

　　●   在网络层，需要在任何时刻任何地点保证通信的可靠性，这意味着一方面蜂窝网络需要不断地加强有效覆盖，保证用户可接入数据可传递，另一方面在没有蜂窝覆盖的场景，也需要提供相应的通信技术保证信息可传递。

　　●   信息数据的安全，如何保证联网后，用户数据不被恶意破坏，用户数据的私密性如何保证，用户数据如何安全传输，这些都需要更完善的解决方案。

　　可以预见，随着车联网技术验证的逐步推进，越来越多的运营问题会出现，中兴通讯车联网团队目前已经参加北京基于宽带移动互联网的智能汽车与智慧交通应用示范区、深圳车联网示范区等示范区的建设，并与车厂、IT互联网厂家、路政公司等业界合作伙伴建立了紧密的联系，共同致力于车联网建设与实践，问题与解决方案的研究，探索真正满足客户需求的车联网解决之道。