隨著科技的進(jìn)步和人們對信息獲取和信息共享的熱切需求，傳統(tǒng)的通信的技術(shù)已經(jīng)向更寬廣的ICT（Information Communication Technology）技術(shù)轉(zhuǎn)型，物物相聯(lián)的大物聯(lián)網(wǎng)時代已經(jīng)逐步走入了人們的生活。同時，迅猛發(fā)展起來的移動互聯(lián)網(wǎng)，讓隨時隨地的信息互聯(lián)、共享和應(yīng)用成為了人們的生活習(xí)慣和方式。

　　車聯(lián)網(wǎng)正是物聯(lián)網(wǎng)和移動互聯(lián)網(wǎng)融合的產(chǎn)物，依托互聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、專用通信等等通信技術(shù)和大數(shù)據(jù)、云計算、數(shù)據(jù)挖掘等信息處理技術(shù)，形成的車與車、車與人、車與路側(cè)全面互聯(lián)的動態(tài)的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。而在移動互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)時代，最重要的資源就是信息入口和流量。據(jù)有關(guān)機(jī)構(gòu)預(yù)測，到2015年，中國汽車年產(chǎn)量規(guī)劃將達(dá)2500萬輛。巨大的汽車用量將帶來大量的信息入口和流量，車聯(lián)網(wǎng)必將迎來巨大的發(fā)展機(jī)遇。

　　一、ETC系統(tǒng)在車聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的探索現(xiàn)狀

　　傳統(tǒng)的ETC系統(tǒng)，定位于不停車電子收費功能，采集設(shè)備層面由OBU車載標(biāo)簽和RSU路側(cè)閱讀器兩部分組成。OBU作為車輛信息生態(tài)系統(tǒng)的一部分，自然應(yīng)該成為車聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分。目前OBU的功能主要完成車輛的身份識別和高速過站費用交易，功能明確集中。同時，交通部規(guī)劃，到2015年，ETC用戶達(dá)到二千萬，未來3年必將是ETC大爆發(fā)和普及的時期。

　　面對ETC發(fā)展的大趨勢和眾多的潛在客戶，如何使傳統(tǒng)的OBU在車聯(lián)網(wǎng)時代突破現(xiàn)有使用框架、發(fā)揮更多的功能、帶來更好的用戶體驗，成為車聯(lián)網(wǎng)信息入口，從而使傳統(tǒng)ETC市場與車聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)市場對接，帶來更多的利益爆發(fā)點，成為每個ETC設(shè)備廠家面臨的重要課題，也是下一代標(biāo)簽設(shè)計的核心需求。

　　目前業(yè)界許多ETC設(shè)備廠家都在考慮這個問題，有些廠家提出車載終端的概念，在OBU上集成娛樂、電子地圖、社區(qū)、多媒體等擴(kuò)展功能。但從實際用戶角度，如果每個人每天平均有2個小時在車內(nèi)，其中80%的時間會是集中精力的駕駛活動，并不會耗費太多的時間在行駛中進(jìn)行社交和多媒體活動。況且駕駛?cè)藛T最可能使用的聲音媒體，車載電子已經(jīng)有了很好的集成（音樂播放和收音機(jī)等）；電子地圖、社交等功能也分別有導(dǎo)航儀、行駛記錄儀、智能手機(jī)等設(shè)備進(jìn)行實現(xiàn)。所以，在車聯(lián)網(wǎng)發(fā)展初期，各種專業(yè)設(shè)備紛呈、標(biāo)準(zhǔn)制式不開放統(tǒng)一的情況下，OBU集成地圖、多媒體、社交等功能，并不是客戶最大的痛點。

　　另外，車載標(biāo)簽還面臨前裝及與車內(nèi)電子設(shè)備網(wǎng)絡(luò)對接的問題，目前車輛內(nèi)的各種傳感器都掌握在汽車廠家自己控制的基于CAN總線的電子設(shè)備網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，而CAN總線汽車廠家目前并不對外開發(fā)，車載標(biāo)簽無法接入這個網(wǎng)絡(luò)，就還無法獲得車輛的各個細(xì)節(jié)信息，比如車速、剎車動作等行駛安全信息，從而進(jìn)一步形成信息傳遞和共享。車載標(biāo)簽作為車輛內(nèi)部細(xì)節(jié)信息收集節(jié)點要在車聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，還有待車聯(lián)網(wǎng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和制度的逐漸完善，汽車廠商和智能設(shè)備廠商合作模式的逐步建立和成熟，才能逐步得以實現(xiàn)和解決。

　　二、ETC車載標(biāo)簽在車聯(lián)網(wǎng)時代應(yīng)用分析

　　針對目前情況，接下來筆者就車載標(biāo)簽如何應(yīng)對車聯(lián)網(wǎng)時代，如何提升用戶體驗，進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新和拓展進(jìn)行一些分析——

　　1.車載標(biāo)簽與智能手機(jī)結(jié)合

　　智能手機(jī)作為移動互聯(lián)網(wǎng)時代最重要的信息終端，已經(jīng)成為人們生活的必備品。通過智能手機(jī)進(jìn)行信息收集、互聯(lián)和共享，依托于3G/4G等網(wǎng)絡(luò)，可以一定程度回避政府交通信息控制和汽車廠商信息控制的限制。如今在智能手機(jī)上有越來越多交通應(yīng)用APP，人們越來越關(guān)心自己的出行，指尖的應(yīng)用逐漸走進(jìn)智能交通。

　　對于傳統(tǒng)的ETC車載標(biāo)簽可以有以下幾種與智能手機(jī)結(jié)合的方式——

　?。?）獲取標(biāo)簽信息和自己的道路消費信息。

　　車載標(biāo)簽存儲的信息主要有兩類：一是身份信息，包含標(biāo)簽的發(fā)行方、序列號、生效日期、失效日期、車輛信息等；一是交易信息，包括目前通行IC卡中的余額，近期交易的時間、站點、金額等信息。

　　車載標(biāo)簽和智能手機(jī)之間可以通過藍(lán)牙或者NFC技術(shù)進(jìn)行無線連接通信。同時可以引進(jìn)安全認(rèn)證的機(jī)制，保障信息傳輸?shù)谋Ｃ苄院屯暾?。通過專門設(shè)計的ETC應(yīng)用APP，向車載標(biāo)簽發(fā)送獲取信息請求，車載標(biāo)簽在完成身份校驗后，向手機(jī)發(fā)送標(biāo)簽內(nèi)部存儲的相關(guān)身份信息和消費信息，ETC應(yīng)用APP獲取信息后顯示給用戶，并可以就余額不足、有效期失效、交易記錄異常等信息進(jìn)行告警提示。

　　ETC應(yīng)用APP用戶可以分為兩類：（1）普通用戶，一般車主可以查詢自己的基本信息和消費信息；（2）授權(quán)用戶，一般交通監(jiān)管者或其他授權(quán)用戶，可以連接交管等運營平臺的云端查詢車輛長期的行駛和消費情況。

　　（2）完成ETC標(biāo)簽的自我發(fā)行。

　　目前ETC標(biāo)簽的安裝和發(fā)行都要到高管局、營運點辦理，對于路程遠(yuǎn)或者時間緊的車主很不方便。如果車主得到標(biāo)簽后可以自己完成安裝和發(fā)行，將給車主帶來很大便利。安裝可以通過詳細(xì)的安裝指導(dǎo)書和更簡便的安裝設(shè)計來讓車主獨自完成，但發(fā)行過程涉及標(biāo)簽密鑰系統(tǒng)的更新和文件信息的寫入，這是一個需要安全認(rèn)證的過程，這樣我們可以使用手機(jī)ETC應(yīng)用APP，通過3G或者4G網(wǎng)絡(luò)連接高管局的云端加密機(jī)服務(wù)器，來進(jìn)行標(biāo)簽的密鑰生成、傳輸、導(dǎo)入并同時進(jìn)行系統(tǒng)信息和車輛信息的更新。

　　需要高管局統(tǒng)一分配的信息，比如發(fā)行方標(biāo)識、合同序列號、生效日期、失效日期等需要后高管局的云端生成通過ETC應(yīng)用APP寫入標(biāo)簽；車主可以自己輸入的信息，比如車牌號、車輛顏色等由車主自己輸入ETC應(yīng)用APP再寫入標(biāo)簽。這樣通過智能手機(jī)作為發(fā)行媒介，替代高管局或營運點的專用發(fā)行設(shè)備，既方便了車主，也降低了ETC標(biāo)簽的管理運營成本。

　　（3）完成ETC標(biāo)簽的手機(jī)充值。

　　像上面描述的智能手機(jī)對ETC標(biāo)簽的查詢、發(fā)行功能一樣，也可以通過智能手機(jī)完成ETC標(biāo)簽的手機(jī)充值。這主要是對儲值卡用戶來說的，智能手機(jī)通過3G/4G網(wǎng)絡(luò)，一方面連接支付寶等用戶開通的金融賬戶，對充值金額進(jìn)行確認(rèn)，并給高管局金融管理平臺進(jìn)行轉(zhuǎn)賬；一方面連接高管局云端加密機(jī)服務(wù)器，在確認(rèn)銀行賬戶轉(zhuǎn)賬完成后，來完成ETC標(biāo)簽儲值卡充值的認(rèn)證計算。

　　為了保障智能手機(jī)在ETC應(yīng)用的安全性，可以引入PKI/CA認(rèn)證機(jī)制，對手機(jī)和高管局云端服務(wù)平臺進(jìn)行安全認(rèn)證。同時，ETC標(biāo)簽中密鑰體系和高管局云端加密機(jī)中的密鑰體系，也保證信息的安全性和合法性。另外，手機(jī)和ETC標(biāo)簽的傳輸中引入認(rèn)證和重傳等機(jī)制來保障通信的可靠性。從而，在多重角度，保障智能手機(jī)和ETC標(biāo)簽結(jié)合應(yīng)用的安全性。

　　2.車載標(biāo)簽與車載標(biāo)簽的結(jié)合

　　車車互聯(lián)（V2V）是車輛網(wǎng)實現(xiàn)的核心，也是難點。只有實現(xiàn)車車互聯(lián)，路上車輛實時的組成局域網(wǎng)，才能形成真正的車聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)一輛車可以及時知道周圍車輛的駕駛情況，比如剎車、轉(zhuǎn)彎、加速等動作，才能更好的形成預(yù)判和反應(yīng)，避免交通事故的發(fā)生。如果車車互聯(lián)再與自動駕駛結(jié)合，將真正實現(xiàn)車輛最優(yōu)路徑選擇、最及時應(yīng)急反應(yīng)，比如左轉(zhuǎn)時間預(yù)警、前車急剎預(yù)警、闖紅燈預(yù)警等，大大提高出行的安全性。美國交通運輸部已經(jīng)推出新規(guī)，要求新車必須安裝V2V系統(tǒng)，預(yù)計每年會阻止2.5萬至59.2萬起交通事故。

　　雖然目前國內(nèi)汽車廠商還沒開放CAN總線系統(tǒng)，無法真正通過ETC標(biāo)簽傳遞汽車駕駛的全部信息，但通過標(biāo)簽互聯(lián)建立車車的路面網(wǎng)絡(luò)，卻是各智能設(shè)備廠商、交通設(shè)計部門需要提前考慮鋪墊和搶占的事情。只有真正核心的路面網(wǎng)絡(luò)成熟了，才能推動車聯(lián)網(wǎng)整個系統(tǒng)的快速發(fā)展。

　　車路通信可以借用現(xiàn)有的3G/4G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)或者ETC5.8G、433MHz等成型技術(shù)，但車車通信具有更高的實時性和復(fù)雜性要求，具有組網(wǎng)單元快速切換、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜途W(wǎng)絡(luò)密度快速變化、對時延敏感等特點，傳統(tǒng)的無線通信技術(shù)并不適合其組網(wǎng)。

　　目前比較成熟的車輛組網(wǎng)技術(shù)是WAVE（Wireless Accessinthe Vehicular Environment）技術(shù)，也叫IEEE802.11p。物理層采用OFDM調(diào)試方式；MAC層采用異步競爭機(jī)制CSMA/CA并去掉了主動掃描、關(guān)聯(lián)認(rèn)證等流程，縮短處理時間，減少時延；同時引入了多信道協(xié)作機(jī)制，以達(dá)到更高的傳輸速率；還采用IEEE802.11e中的EDCA模式，提高了服務(wù)質(zhì)量（Qos）。

　　WAVE最高傳輸速率可以達(dá)到27Mbps，傳輸范圍達(dá)1Km，支持高達(dá)500Km/h的運動速度。目前一些ETC設(shè)備廠家已經(jīng)開始在研制基于WAVE的車載標(biāo)簽原型機(jī)。

　　3.車載標(biāo)簽與定位系統(tǒng)的結(jié)合

　　位置信息是移動互聯(lián)網(wǎng)和車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的核心要素之一。很多移動應(yīng)用都基于用戶的位置信息從而進(jìn)行地圖導(dǎo)航及周邊娛樂、餐飲、購物等生活信息的推送。對于車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，當(dāng)確定車輛的位置信息后，可以進(jìn)行路況提醒、加油站及維修站導(dǎo)航、故障營救、車險推送等服務(wù)。

　　作為車聯(lián)網(wǎng)核心架構(gòu)的車車網(wǎng)絡(luò)，位置信息也尤為重要，這里位置信息有兩個感念：

　?。?）絕對位置，即車輛位置的經(jīng)緯度，可以通過車載GPS等設(shè)備獲得，但很多時候路側(cè)沒有相應(yīng)設(shè)備，位置信息需要車車多次傳遞之后再傳到路側(cè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行發(fā)送及相關(guān)服務(wù)請求。絕對位置也是WAVE協(xié)議中的網(wǎng)絡(luò)切換觸發(fā)的重要條件之一；

　?。?）相對位置，車車網(wǎng)絡(luò)中一個關(guān)鍵信息就要知道本車輛和周邊車輛之間的相對距離，從而進(jìn)行行駛行為處理。比如兩車距離過近，會進(jìn)行報警提醒等。上述兩類位置信息的需求，都要求車載標(biāo)簽具備定位系統(tǒng)的能力。

　　目前全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS/NAVSTAR）已經(jīng)相當(dāng)成熟。中國擁有自主知識產(chǎn)權(quán)系統(tǒng)的北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)也開始成熟，并在2013年逐步轉(zhuǎn)入民用市場。車載標(biāo)簽上集成定位系統(tǒng)模塊是一個必要嘗試。至于相對位置的獲取，可以基于接收信號強(qiáng)度技術(shù)、雷達(dá)相控陣技術(shù)、位置指紋定位技術(shù)等定位技術(shù)來實現(xiàn)。

　　4.車載標(biāo)簽與車載供電的結(jié)合

　　一切復(fù)雜的車載標(biāo)簽應(yīng)用，包括核心的車車互聯(lián)組網(wǎng)等，都需要標(biāo)簽有長時間的電量支撐。而目前傳統(tǒng)的ETC標(biāo)簽都是電池供電，滿足不了復(fù)雜應(yīng)用的需求。這樣，外接車載供電就成為了必須的設(shè)計。在目前大多數(shù)車輛沒有開放統(tǒng)一的取電口的情況下，車載標(biāo)簽像許多其他車內(nèi)電子設(shè)備一樣使用外接車載充電器，在點煙口取點是一個比較好的選擇。

　　車載標(biāo)簽本身使用充電電池，平時可以正常工作，當(dāng)進(jìn)行電量告警時，車主進(jìn)行車載充電。解決供電問題后，車載標(biāo)簽才可以進(jìn)行更多的應(yīng)用，也為以后可能出現(xiàn)的車載統(tǒng)一終端打下基礎(chǔ)。

　　三、結(jié)語

　　車聯(lián)網(wǎng)時代已經(jīng)到來，只有充分遵循互聯(lián)網(wǎng)思維，抓住用戶的痛點，提升用戶的體驗，打破傳統(tǒng)設(shè)計的桎梏，敢于創(chuàng)新和應(yīng)用，充分找到傳統(tǒng)ETC系統(tǒng)與移動互聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合點，ETC設(shè)備廠商才能保持良性的不斷發(fā)展。車車互聯(lián)、車人互聯(lián)、車路互聯(lián)的大時代已經(jīng)到來，通過交通部委、設(shè)計機(jī)構(gòu)、汽車廠商、智能交通設(shè)備廠商、電信/互聯(lián)網(wǎng)運營商、內(nèi)容提供商等的共同努力，人們必將享受到更加綠色、便捷、安全的出行體驗。

　　文/天津中興智聯(lián)科技有限公司 陳冬

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