基于移动互联网的车联网一体化运营综合解决方案
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编 者 按
自2015年总理在政府工作报告中明确提出“互联网+”行动计划以来，“互联网+”已经影响及改造了多个行业，而在此进程中也浮现出诸多问题，如物联网、大数据等新技术该如何融合创新、传统产业该如何推动产业的转型与变革、电信运营商如何借助“互联网+”之力打造新的增长点等。因此，本期专题既提出了针对物联网、车联网等的解决方案，也探讨了“互联网+”在医疗、国土资源管理等领域的应用，并对运营商如何推进“互联网+”的体系架构及其转型策略进行了分析，希望借本次专题回顾“移动互联网+”在过去几年的技术研究和应用成果，同时也对其发展方向与前景进行展望。
【摘 要】为了探讨如何解决目前车联网行业发展的信息化问题，首先分析了车联网发展的现状，并针对当前阻碍车联网行业发展的行业解决方案欠缺的瓶颈问题，提出了一种基于移动互联网的集云应用、管道、应用终端的一体化综合解决方案。该方案的实施旨在为运营商带来新的经济效益增长点，同时为城市智慧交通建设提供一种有效的解决方案，为绿色低碳城市建设做出积极贡献。
【关键词】移动互联网 车联网 智慧交通 绿色低碳
[Abstract] To discuss how to solve the informationization problem of the vehicle networking industry， this paper analyzed the development status of the vehicle networking， and in view of bottleneck problems of the lack of solutions hindered the development of the industry， it used a set of integrated and comprehensive solutions for cloud applications， pipelines， application terminals， based on mobile internet. The program not only brought operators significant new financial growth point， but also provided effective solutions for urban intelligent transportation construction， making a positive contribution to green low-carbon urban construction.
[Key words]mobile Internet vehicle networking intelligent transportation green low carbon
1 项目背景
1.1 国内外车联网发展现状
随着全球智能汽车行业的高速发展，当今车联网技术也进入前所未有的高速发展时期。美国与日本等国家已经通过建立车辆和道路之间有效的信息通信实现智能交通的管理和信息服务。相关统计数据显示，在未来五年内，全球车联网市场规模将突破3000亿元，并且至2020年将会达到90%的车型配置车联网技术。
我国在2010年将“车联网”列为国家重大专项第三专项的重要项目，并在同年提出两项涉及车联网的关键技术的项目；在2011年明确提出物联网在智能交通、智能物流等领域率先部署；2012年指出重型载货汽车和半挂牵引车应在出厂前安装卫星定位装置，并接入道路货运车辆公共监督平台；2013年交通部推进“两客一危”车辆安装北斗兼容车载终端，并接入全国道路货运车辆公共监管与服务平台；2014年正式实施《道路运输车辆动态监督管理办法》。
当前国内互联网汽车市场发展非常迅速。在地图领域开发方面，腾讯通过12亿元购买四维图新股份成为第二大股东，而阿里巴巴也以11亿美元收购高德；在硬件与接口开发方面，腾讯拥有路宝盒子，阿里推出智驾盒子，淘宝网开始涉足汽车维修O2O，百度也推出了开放车联网协议Carnet。
1.2 车联网信息化发展的需求
至2016年3月，我国的机动车保有量达2.83亿辆，目前，缓解交通拥堵与减少交通事故成为智慧城市建设发展急迫需要解决的问题，车联网的提出成为智慧城市发展中的一个重要环节，它将引领智慧城市的发展方向。车联网的组成以车内网、车际网和车载移动互联网为基础，以规定的通信协议和数据交互标准，实现车与车之间、车与路人之间、车与人之间、车与互联网之间的连接，从而达到车辆控制智能化、信息服务移动化、交通智能化的智能交通物联网络。
构成车联网产业链的组成部分包括车辆制造商、服务提供商、设备提供商、内容提供商、移动网络运营商等，涵盖汽车、计算机、物联网、通信等多个行业，这决定产业链条的发展需要产业链上下游企业的协同发展与应用整合。
随着车联网行业信息化的发展，可以通过实现道路利用情况的动态实时反馈与掌握各类车辆的驾驶行驶状况的方式，达到合理分配利用城市道路资源、监管各类车辆驾驶状态的目的，最终实现缓解城市道路交通拥堵问题、优化车辆行驶路线、减少汽车尾气排放污染及发现与排除车辆安全隐患等，实现城市交通的透明化管理。
车联网的信息化将会带动智能交通技术，可以实现智能公交管理、智能停车场管理、车流量监测与管理、智能信号管理等功能，以做到合理疏导和调度道路车辆行驶，提高道路通行能力与利用率，降低交通事故发生率与交通堵塞，降低城市能耗以促进绿色低碳城市的建设。
2.1 技术架构介绍
图1为车联网一体化运营综合解决方案技术结构。该解决方案的技术架构由“云、管、端”三个部分组成。“端”主要由感知终端组成，由个人PC、手机终端、行业终端、企业信息终端以及车载Wi-Fi等组成；“管”是实现车联网通信的承载移动网络，由GSM/WCDMA/LTE移动网络、专线APN（Access Point Name，接入点）、共享APN与Wi-Fi组成，同时搭配防火墙、AAA（Authentication、Authorization、Accounting，验证、授权和记账）认证与DDOS（Distributed Denial of Service，分布式拒绝服务）防护等技术；“云”部分由车载音乐、实时路况、位置服务平台、车联网辅助分析平台以及微信客户端等组成，并由云数据中心实现对所有云应用的承载。
2.2 关键功能架构描述
车联网一体化运营综合解决方案从纵向划分为云服务+智慧管道+行业应用终端，横向划分为车载音乐+实时路况查询+位置服务+辅助分析+专网Portal服务+微信客户端等应用，通过横纵结合发力，构建基于“云应用+网络运营+多元终端”的车联网综合解决方案。
（1）云应用
“云”端由自建平台或者与第三方合作建设的平台共同组成，包括位置服务平台、路况查询服务平台、物联网自辅助分析平台、微信平台、音乐平台、视频空间、语音对讲、支付平台及其他应用平台，如图2所示。
1）位置服务平台：位置综合服务平台（LCS）采用了LBS和GPS两种定位技术，以提高GIS并发能力及综合处理能力，并可以在LCS基础上建设位置通等其他业务系统。平台实现在位置服务的基础上建设面向车联网的位置服务共享应用平台与GPS定位平台，并提供扩充地理信息系统的标准开放接口。
2）交通服务平台：通过与深圳市智能交通信息系统平台合作建设的交通服务增值服务平台，实现城市路况、高速路况、公交出行、地铁出行等多项功能，结合高速3G WCDMA与4G FDD-LTE移动网络为用户提供便捷出行功能。
3）物联网自服务分析平台：物联网自服务分析平台提供“贴身的”增值服务给迫切需要部署物联网应用的车联网企业，平台由几大功能块组成，涵盖了用户管理、账户查询充值、流量预警、充值和机卡分离控制、漫游控制、报告报表等功能，从而实现了车联网企业的自服务平台系统。
4）微信服务平台：面向车联网客户提供专属的官方微信，实现用户设备与卡号码的绑定关系，为车联网客户端提供基础服务功能，包括登录、查询、充值、转套餐、报失等基本功能。
5）专用Portal平台：通过提供专网Portal，面向客户提供免费享用Wi-Fi上网服务的同时，提供多种增值服务，包括业务查询、支付等专网通道。通过广告引入消费环节，将普通Wi-Fi设备升级成为商用广告Wi-Fi，实现多元营销。
6）音乐平台：与三方音乐平台合作提供客户音乐定制下载业务。
7）语音对讲：与三方语音对讲平台合作开发基于IP的对讲平台，通过车载电子设备实现车友间的对话和群聊功能。
8）语音识别：与三方语音识别平台合作开发实现通过语音识别技术对车辆下达操作指令。
9）支付平台：通过三方充值平台实现用户充值功能，支持微支付、支付宝、银行卡以及充值卡的用户个人充值方式。
（2）智慧“管”道
移动互联网智能“管”道主要从移动网络与安全网络机制两方面实现：
1）移动网络：依托高速与成熟的WCDMA/LTE无线网络技术，并利用APN技术提供的安全机制与接入手段，实现车载终端用户的无线数据的传输功能。
公众网：采用普通公网卡，实现与所有网络的互联互通，具备高速、开通便捷的特点。
共享APN：行业客户所有的APN卡采用共享的域名，其内部网络通过公共互联网（有固定IP地址）与公网GGSN设备相连，实现车载终端与行业客户内部网络的互联互通，具备低成本、开通方便快捷的特点。
专线APN：行业客户所有的APN卡采用特定域名，其内部网络通过专线（MSTP（Multi-Service Transfer Platform，基于SDH的多业务传送平台）、SDH（Synchronous Digital Hierarchy，同步数字体系））与公网GGSN（Gateway GSN，网关GSN）设备相连，实现车载终端与行业客户内部网络的互联互通，具备安全性高、高质量保障特点。
2）安全网络机制：对于行业安全性需求较高的客户，提供企业级的硬件防火墙、AAA认证服务器及DDOS防护设备与系统等安全防护体系。
防火墙：提供包括过滤防火墙、应用网关防火墙、状态检测防火墙以及复合防火墙等多类产品，为行业客户提供不同层次需求的防火墙设备。
AAA认证服务器：AAA认证提供给行业客户APN接入的二次认证管理平台，完成认证、授权、审计三项功能，实现对用户身份合法性的认证授权，控制用户的不同服务访问权限。通过AAA认证服务器平台能够满足APN用户的安全认证需求，并能提供业务管理和系统管理等功能。通过与APN产品结合，为企业提供AAA认证服务，既能为客户提供更完善的无线通信安全解决方案，也能增强传统APN产品的竞争实力。
DDOS防护设备/系统：通过在骨干网络为行业客户部署DDOS检测处理设备，通过把控正常数据流量的通行与攻击流量的清理过滤，实时检查用户流量安全。通过部署DDOS防护设备/系统，为行业客户提供安全性高的互联网络。
（3）多元终端
实现包括手机类终端、PC类终端、企业信息终端、SIM卡芯片嵌入的车载终端的多元云接入解决方案，打造“云服务+多元终端+车联网沃”的一体化解决方案。
1）手机类终端：支持目前主流的IOS操作系统、安卓操作系统的智能手机接入。
2）个人PC类终端：支持目前Windows操作系统、苹果Mac OS操作系统、Linux操作系统的电脑终端接入，同时支持IE、Google、Safari等主流浏览器的登录。
3）车载类终端：支持安卓类操作系统的车载类终端接入。根据不同厂家设备将会对兼容性做进一步扩展。
4）行业应用终端：提供特定厂家（中兴、华为）芯片模组的网络接入，并根据市场需求将会进一步支持更多行业应用终端。
5）车载Wi-Fi：实现车载类Wi-Fi的访问，实现车内移动终端免费上网功能。
随着车联网一体化运营管理系统的规模放大，将会不断扩大终端的支持数量与内容。
2.3 方案关键技术描述
（1）实现面向企业与用户的一体化服务平台
车联网一体化运营综合解决方案打造面向企业级（B2B）与面向用户级（B2C）的免费的增值服务平台，并实现个人渠道的充值系统平台。通过一体化服务平台建设，不仅向企业提供强自服务平台，并且向个人客户提供贴身的个性化服务平台，从而强化企业之间合作的深度与用户的使用黏度。
（2）实现从“传统SIM”至“机器专用M2M卡”的转变
针对汽车环境因素所具备的温差变化大、潮湿、强振动等各种因素，满足车联网企业特殊要求，量身打造专用芯片和汽车专用模组。
方案使用工业级的车载设备专用M2M异型芯片卡取代传统消费级的SIM卡，具备耐高温、防尘、防潮的特点，并可集成于汽车专用通信模组，达到低成本、更长的使用寿命以及高集成度产品的目的。
（3）基于大数据挖掘的分析方式
通过对每天50 TB左右的原始话单与位置定位数据进行采集分析，参照3GPP通信协议规范挖掘原始数据中的CELLID、IMEI、IMSI、流量等所需字段信息，并按需求制定分析与统计规则，实现机与卡对应匹配、位置定位与流量统计等相关应用分析。
（4）多源定位技术
通过LBS与GPS两位定位技术的结合，并支持AGPS定位技术，实现精确度达到5 m的精准定位。同时结合凯立德实时路况数据，为车载用户提供多元定位服务。
3 项目意义
车联网一体化运营综合解决方案对车联网产业链上下游整合发展、城市智慧交通发展，以及绿色低碳城市建设都有积极的意义：
（1）车联网产业链上下游整合发展。车联网产业链的构成包括车厂、内容提供商、设备提供商、网络提供商、服务提供商等，涵盖汽车、计算机、物联网、通信等多个行业，这些应用要求相关行业的协同发展，这将会带动这些行业的企业进行科技创新与应用整合。在中国经济转型建设创新型社会的过程中，将会对经济效益和社会效益起到重要作用。
（2）城市智慧交通发展：通过车联网运营项目可以动态实时地掌控道路利用情况、各种车辆的驾驶行驶状况等，由此实现对道路资源的合理分配与利用、监管（营运、私家）车辆的驾驶行驶状态，可以有效缓解道路交通拥堵、减少车辆尾气污染、及时发现和排除车辆安全隐患、优化车辆行驶路线等，实现了交通、车辆的及时透明化管理。
（3）绿色低碳城市建设：通过车联网运营项目带动了智能交通技术，可以实现智能公交管理、智能停车场管理、车流量监测与管理、智能信号管理等功能。这些能够在现有的道路交通基础上，对道路上的行驶车辆进行合理疏导和调度，最大限度地发挥道路的通行能力，有效减少交通事故的发生，减少道路交通堵塞，降低燃料消耗，提高经济性，提高道路的利用率。
4 结束语
车联网一体化运营综合解决方案旨在实现运营商对物联网行业应用市场开拓进程的一次强有力推进。本项目融合车联网行业发展需求，采用“云+管+端”技术架构，再结合运营商网络资源等几大要素，符合现代城市交通未来发展的方向，实现了城市交通“低碳环保”和“科学管理”等系统目标。希望通过该方案促进城市智慧交通的建设，并且有效带动车联网行业的发展，为车联网上下游企业带来一定的经济效益。
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