主頁（http://m.by236.com）：車聯網概念及熱點技術和應用前景分析

　　車聯網并非單純的網絡概念，而是一個包含了汽車、通信網絡和諸多相關應用與服務的產業生態。車聯網技術將圍繞著智能化、網聯化兩條路線同步演進，并最終走向融合。

　　文章從端、管、云、信息安全四個方面對車聯網熱點技術進行分析總結，對以自動駕駛、主動安全、共享經濟為代表的車聯網重要應用進行了梳理和討論。

　　1. 車聯網概念和內涵

　　車聯網是信息化與工業化深度融合的重要領域，具有應用空間廣、產業潛力大、社會效益強的特點，對帶動汽車、電子、信息通信、交通等行業的產業轉型升級具有重要意義。

　　隨著技術發展和研究的深入，車聯網概念不斷演進。現階段對車聯網的定義是：借助新一代信息和通信技術，提升汽車智能化水平，實現車與外部(人、車、路、服務平臺)的全方位網絡連接，打造汽車和交通服務新業態，從而提高交通效率，改善汽車駕乘感受，為用戶提供智能、舒適、安全、節能、高效的綜合服務。

圖 1 車聯網總體示意

　　汽車智能化、網絡連接、服務新業態是構成車聯網的三個核心要素。圖 1 給出了車聯網總體示意圖。值得指出的是，車聯網并非單純的網絡概念，而是一個包含了汽車、通信網絡和諸多相關應用與服務的產業生態 [1]。

　　2. 車聯網熱點技術分析

　　車聯網發展的熱點技術逐步聚焦，分布在端、管、云和信息安全四個層面：

　　「端」：指的是車載終端、路側終端以及手持終端等。各類終端的智能化、網聯化進程加快，車載操作系統、汽車電子成為產業各方力量積極布局的焦點。

　　「管」：是指通信網絡。目前 LTE-V 和短距離無線通信(DSRC：Dedicated Short Range Communications)等無線通信技術在車聯網的應用逐步走向成熟，基于 5G 技術的車聯網應用進入探索階段。

　　在「云」方面，車聯網大數據和云服務平臺功能逐漸多樣化，同類型的運營平臺將由分散走向集中。

　　總體來說，車聯網技術圍繞著智能化、網聯化兩條路線同步演進，并最終走向融合。

　　2.1 「端」——我國汽車電子和軟件整體處于競爭劣勢

　　終端設備包含軟、硬件兩個層面。軟件以車載操作系統和控制軟件為主。

　　操作系統的智能化給手機產業帶來了顛覆性變化，傳統手機巨頭諾基亞忽視了這一變革，一夜之間被市場淘汰。如今，智能操作系統又開始影響汽車的駕駛和操控方式。未來車載操作系統將主要朝著云服務和自動駕駛兩個方向發展。云服務主要基于車載操作系統的多樣化 App 應用，而自動駕駛將融合傳感器、圖像技術、通信技術和人工智能技術做出分析決策。

　　目前，底層操作系統仍然以 QNX、Embedded Windows 和 Linux 為主，其中 QNX 占據市場份額的 50% 以上。應用平臺近年來發展迅猛，這些平臺的出現為應用開發提供了框架和開發工具，使得應用的開發越來越獨立于底層的操作系統。該類產品的代表有阿里巴巴推出的基于 Linux 的 YunOS，搭載了自主設計、架構、研發的系統核心虛擬機，為開發者提供便利，是我國自主操作系統躋身車聯網操作系統領域的重要契機。

圖 2 車用傳感與雷達市場情況

　　硬件主要是高性能環境感知傳感器以及微處理器，我國總體處于競爭劣勢。從市場格局看，博世、英飛凌、恩智浦分別以 20%、12%、10% 位列汽車傳感器收入份額前三，前 10 名中沒有中國企業 [2]。車用傳感與雷達市場情況如圖 2 所示。

　　在處理器方面，搭載人工智能的 GPU 芯片推動自動駕駛發展。由 ARM、Qualcomm 及 Imagination 所主導的 SoC 陣營，在 GPU 技術中應用最廣，市占率達到 70% 以上，英特爾、AMD、Nvidia 緊隨其后。汽車領域正成為芯片廠商新藍海，消費電子產品廠商也將業務領域向汽車電子產品拓展。

　　2.2 「管」——V2X技術路線選擇存在競爭

　　信息網聯技術包括 V2X 專用短距離通信技術，以及 3G/4G/5G 的蜂窩網技術。

　　V2X 是車車通信(V2V：Vehicle to Vehicle)、車路通信(V2I：Vehicleto Instruction)、車輛與行人通信(V2P：Vehicle to Pedestrian)等統稱。通過 V2X 可以獲得實時路況、道路信息、行人信息等一系列交通信息，是實現主動安全、自動駕駛等一系列應用的重要技術手段。

　　早期信息網聯主要形態是實現汽車和外界環境的基礎信息交互，如 Telematics 業務等，主要實現衛星定位導航、道路救援、車載多媒體娛樂等應用，這些應用對通信系統的實時性和高可靠性要求不高。隨著 LTE、5G 等通信技術的不斷發展，許多依賴低時延、高可靠性的新應用有了發展空間，使得基于 V2X 通信的智能輔助駕駛(ADAS：Advanced Driver Assistant System)及自動駕駛成為可能。

　　國際 V2X 專用短距離通信技術包括兩條技術路線：

　　一是美國、日本采用的基于 IEEE 802.11p 的 DSRC 通信標準 [3]，由 IEEE在 10年前制定。由于標準發布較早，實驗測試較為充分，高通、恩智浦均已推出基于 802.11p 的 V2X 無線通信芯片。

　　二是我國參與推動的 4.5G LTE-V2X技術，目前由大唐、華為等通信設備企業抓緊研發。

　　與 802.11p 相比，LTE-V2X 具有技術后發優勢，且支持公網輔助模式，能滿足更高的業務需求，又可以利用成熟的蜂窩網絡覆蓋和芯片、終端產業基礎，很有可能后來居上，成為另一項車聯網主流技術。LTE-V2X 技術隨著需求的發展有清晰的技術演進路線，且逐步向 5G V2X演進，對以存量為主的汽車市場意義重大。車聯網各技術環節存在不同競爭主體，將推動車聯網技術的成熟和生態的構建。

　　2.3 「云」——車聯網大數據和云服務平臺蘊含巨大商機

　　隨著車輛聯網的普及和車聯網大數據的完善，各種效率出行、資源調度、信息服務類的新型平臺將不斷涌現，實現更加科學、綠色、高效的智能交通系統。

　　未來車聯網大數據和云服務平臺的應用必將是「混合云」的發展模式。基于「混合云」模式，用戶既可以將相應隱私數據存放在私有云中，同時又可以獲得公有云的計算和服務資源：

　　公有云提供各類信息娛樂導航服務，例如視頻、音頻、地圖導航、社交等服務，互聯網公司將是主要的服務提供商;

　　私有云包括用戶個人數據、政府監管、行業、企業等私有數據，例如用戶的位置信息、運營車輛車內音頻或視頻監控信息、汽車廠商收集的相應 CAN 總線信息等。

　　隨著車聯網的普及，這些服務平臺的運營項目和模式也將更加多樣化，背后蘊含著巨大的產業機遇，也必將成為未來商業競爭的焦點。

　　2.4 汽車信息安全隱患凸顯

　　車聯網技術的發展使汽車從架構和技術上產生了極大的變革與創新，同時，技術的融合發展也帶來了新的隱患和風險。目前，演進過程中車內網絡架構信息安全防護能力存在差異，大多數車型的車內網絡架構安全防護能力十分薄弱，一旦走向開放亟需進行安全設計。隨著智能控制應用的增加，汽車上越來越多的部件可以被黑客攻擊，甚至被非法控制 [4]。

圖 3 智能網聯汽車可能的攻擊入口

　　圖 3 列舉了一些智能網聯汽車可能存在的攻擊切入點。信息安全目前面臨的主要威脅集中在 CAN 總線、OBD 接口設備以及部分遠程收發部件，如通訊模塊 T-BOX、移動端 App 以及云端平臺等。

　　黑客對車輛信息接口的攻擊，會造成車輛信息泄露甚至汽車控制系統癱瘓，進而引起事故，后果不堪設想。目前急需加快推進息安全標準、規范的編制，規范行業安全管理，加強信息安全技術研發和測試認證平臺建設，提高技術支撐保障和市場服務能力。

　　3. 車聯網應用前景

　　3.1 自動駕駛

　　自動駕駛是通過車載傳感系統以及車與外界的通信，感知周圍環境，規劃行車路線并控制車輛行駛。主要包含環境感知、網絡通信、駕駛決策、執行控制等幾大板塊。

　　目前自動駕駛技術的發展方向日趨明確，技術體系基本形成，ADAS 已經成為自動駕駛商業化的切入點，如前向碰撞預警、車道偏離預警、障礙物預警、智能泊車等技術已經開始廣泛使用并得到認可。2013 到 2017 年，智能輔助駕駛市場規模以每年 33% 的速度增長。

　　車聯網為自動駕駛的實現提供保障。自 2010 年谷歌開始布局自動駕駛車輛研發測試后，日本、歐洲、中國也緊跟其步伐，加入自動駕駛研發大軍。除了谷歌、百度等互聯網企業，還有奔馳、沃爾沃、長安等車企，以及博世、西門子等汽車零部件供應商都參與其中。

　　在 2017 年 4 月上海車展上，百度宣布了自動駕駛「Apollo」新計劃，將免費向汽車行業開放其自動駕駛平臺，包含一套完整的軟硬件和服務解決方案，以促進自動駕駛技術的發展和普及。

　　相比于谷歌、百度等互聯網公司，傳統汽車企業對于自動駕駛保持謹慎的態度。在更大程度上，傳統車企選擇自動駕駛是互聯網企業倒逼的結果，是為了避免在新一輪的「互聯網 +」智能汽車改造中淪為互聯網公司的代工廠。當然，車企的謹慎是有原因的：

　　首先，一點一點的引入自動駕駛來升級現有的車輛安全設備有利于控制成本;

　　其次，由自動駕駛事故衍生出來的法律責任風險也是不可忽視的問題;

　　當然，最重要的是，漸進的方式不會顛覆汽車廠現有的商業模式。

　　對于未來的商業模式，互聯網公司可能并不會自己造車，而是將自動駕駛控制軟件提供給汽車廠商。這樣的商業模式被微軟(Windows)和谷歌(Android)證明是完全可行的，反倒是那些硬件廠商在苦苦找尋市場利潤。

　　3.2 主動安全

　　交通安全一直是各國政府關注的焦點。據世界衛生組織統計，每年約有 125 萬人死于交通事故，中國更是高居榜首，由此帶來的經濟損失巨大。汽車安全性正在經歷從被動安全到主動安全的變革，未來再進一步演進到智能安全。

　　現階段，ADAS 的應用在主動安全方面提供了諸多解決方案，如自動緊急剎車(AEB)，即當車輛與障礙物距離小于一定安全距離時能主動產生剎車效果;車道偏離預警(LDW)，即當車輛檢測到汽車偏離車道時，發出報警信號等。表 1 是幾種常見的 ADAS 系統功能應用。

表 1 常見的 ADAS 系統功能應用

　　目前，ADAS 產品規模化應用正在加速發展，通用、福特、豐田、沃爾沃等車企已將部分 ADAS 應用作為自己中、高端車型的標配。隨著技術的成熟和成本的下降，ADAS 產品還將逐步向中低端車型滲透。

　　目前，ADAS 市場主要被國外供應商壟斷，在乘用車市場，大陸、德爾福、電裝、奧托立夫和博世占據了約 65% 的市場 [5]，國內高校、企業也加快了自主創新步伐，積極在該領域進行布局。

　　3.3 共享經濟

　　汽車共享理念起源于德國和瑞士，最初的參與者都是熟人和朋友之間，后來開始進入商業化運作。國外經驗表明，車輛共享可以提高高峰期車輛使用效率，緩解交通擁堵。

　　從 20 世紀 70 年代開始，新加坡在交通高峰期實施通行證制度，私家如果車輛空乘會罰款。美國舊金山在早晚高峰期，如果私家車僅有駕駛員 1 人的話，需要繳納 4～5 美元的過橋費，而搭乘三人以上可以免費通行 [6]。截止到 2016 年，北京機動車保有量達到了 544 萬輛，與紐約、巴黎、東京等城市機動車規模相當，但交通擁堵程度遠超上述城市。2014 年北京交通委發布《北京市交通委員會關于北京市小客車合乘出行的意見》，鼓勵上下班、節假日私家車合乘以緩解交通壓力。

　　目前車輛共享有兩種方式：

　　一種是車輛有固定駕駛員，多名乘客具有拼乘權利，稱為「座位共享」，如 Uber、滴滴等;

　　另一種是車輛沒有固定駕駛員，車輛在不同時段被多名乘客分享，稱為「分時共享」，如綠狗、Go Fun 出行等。

　　互聯網是鼓勵分享的，在此模式下，可以合理配置閑置資源，將市場所能提供的服務和市場的需求高效匹配，實現利益最大化。目前在美國、日本、歐洲，對汽車共享都是持鼓勵和扶持的，共享經濟已經成為一種新的趨勢。

　　2016 年 7 月，隨著《關于深化改革推進出租汽車行業健康發展的指導意見》和《網絡預約出租汽車經營服務管理暫行辦法》對外公布，我國先后醞釀兩年之久的出租汽車改革及網約車新政方案終于揭開神秘面紗。方案中最令人關注的是，網約車的合法地位獲得明確。今后，滿足條件的私家車可按一定程序轉化為網約車，從事專車運營。

　　4. 結語

　　當下，世界汽車工業正在經歷一場大變革，新能源技術、信息通信技術、人工智能等將顛覆現有汽車技術體系，重塑汽車產業生態和商業模式。

　　未來汽車不再僅僅是一臺機械消費品，形成的車聯網背后是龐大的產業服務生態，蘊含著巨大的商機。我國汽車產業必須在新形勢下提前規劃布局，努力提高技術創新能力，提升產品質量，才有可能借助「互聯網 +」的東風扶搖直上，實現彎道超車。