解析智能交通车联网中以太网的作用

2013-06-08 09:29 作者：ly 浏览量：

近年来，随着国民经济高速发展，汽车工业作为支柱产业在不断高速发展中。汽车已经变成普通商品进入寻常百姓人家。然而，任何事物发展过快都是一把双刃剑，巨大车流已经给老百姓正常生活带来极大不便。为解决这个问题，目前，我国一方面加大基础设施建设（高速公路、公交交通），同时也逐步提高现在的交通智能化水平。

    今日，我国交通问题的重点和交通的主要压力来自于城市道路拥堵。道路拥堵给每个城市管理者带来巨大压力的同时，也给企业带来机遇和挑战。智能交通通过几年的高速发展，目前已经在系统平台、视频识别算法、交通信号控制、网络配套等相关技术和设施上已经达了一个较高水平。但车辆本身作为最基本信息源，并未有效地实现车与地、车与车、车与人通信。智能交通要进一步发展，车联网必将作为目前智能交通重点发展的方向，其发展潜力也逐步凸显出来。

    目前国内车联网现状

    伴随物联网高速发展，智慧城市概念的提出，车联网技术给我们的城市管理者、各相关企业、广大车主带来了更多的遐想。如今国内不少汽车制造厂的试产，也不断地将梦想照进现实。不过，车联网距离我们到底还有多远呢？一些从事相关研究的专业人士指出，由于目前我国车联网的概念依然处在一个比较新鲜的理念阶段，并且我国车联网的产业发展也几乎没有成型。所以市场的整合仍将会在很长一段时间内持续下去。而在这段时间中，我们注定还要为车联网的发展付出更多的学费。

    实际上，车联网发展的最大困境，还是在于对于周边环境的把握。从目前的应用情况来看，当前我国车联网的相关产品已经很好地解决了车内的问题，即车与人之间的问题目前已得到比较好的解决。可是当走出车门后，我们就会发现车与车，车与道路，或者车与环境的问题中还没有很好解决。这导致了国内车联网行业的发展还只是相对初级阶段，虽然有很多基于GPS定位技术、3G移动通信应用，但多各自为政，各类资源并没有有效整合。在今后的发展中，政策，资金，以及涉及更加广泛的领域技术，还都是需要政府部门、汽车厂商、ITS交通集成商、相关技术厂商共同努力，一步一步把各门槛迈过去。

    客观地说，车联网的作用，用一举多得来形容恐怕也是绝对不足为过的。这是需要各种技术的混合搭配使用，才能不断发展车辆的信息反馈能力，同时也使城市的整体管理能力有个巨大的突破。但如今全球的车联网仍然都处于一个相对初级的阶段，实现车联网成规模成熟应用的几乎是少之又少。

    在笔者看来，车联网指利用现有的先进传感技术、网络技术、计算技术以及控制技术等，对道路和交通实现全面的感知，实现多个系统之间的大范围和大容量之间的数据交换，并且对每一辆汽车，每一条道路进行的全面控制，从而提供更高的交通效率和交通安全为主的网络与应用。

    从技术的角度来说，车联网总共分为两个技术部分，即以车载应用为主的RFID技术，以及交通管理为主的ITS智能交通管理技术。但从车联网体系构架图看（如图），在除了上述车载应用为主的RFID技术（感知层）和TS智能交通管理技术（应用层）之外，还有通信技术（网络层）。首先，我们来说RFID（感知层），熟悉RFID的朋友大多都清楚，RFID的最大特点在于它的无触识别能力，从而可以使物体在快速经过时，即使不停留也能够实现对物体的统计和管理。这对于交通管理来说，无疑是最方便也是最可靠的。其次，对于ITS（应用层）来说，它是将当前最先进的传感技术、通讯技术、数据处理技术、自动控制技术以及信息发布技术等有机的整合到现有的交通管控体系当中。

    通信技术（网络层），相对来说，大家接触比较多。比如3G无线通信、无线电、因特网、以太网、WIFI等名称，经常出现在工作生活的方方面面。但对于车联网和智能交通整合这种全新的道路交通管理模式来说，虽然从直观上来讲，它们是两个不同的系统来实现的。但是从它的工作过程与效果来看，车联网绝对不止是单一的一个网络或者一个部门，而是需要一个技术高端并且高效的网络工作组。在工作中，首先要加强传感器的操作，让交通、道路监视器、路况信息，甚至是天气状况等多方面的信息汇集到一起，从而实现行车与辅助措施的完美融合。

    工业以太网对车联网重要性

    尤其在遭遇极端天气的情况下，这样的信息互通与管理则显得更加的重要，也使对信息的应用达到一个更加深化、充沛、及时的效果。特别是对于当前道路状况日益复杂，机动车保有量越来越多的趋势下，城市交通的优化需要朝着一个更加及时、更加准确，又更宏观的管理方向发展。

    而对于车辆的个体来说，车联网技术的引入，不但可以使车辆在通行的过程中变得更加顺畅，同时就车辆自身的信息化水平和车辆的信息交流水平也是一个极大的提升。这里既包括车辆数据之间的交流，同时也包括人员之间的交流。在这样的技术支撑下，无论是车辆的安全管理能力，还是车况管理能力，或者是车辆在互动性，娱乐性的应用上，都是一个非常大的补充。

    正是在这种一静一动两个模式，再加上在稳定高效通信网络共同的作用下，使交通管理在稳妥中即将进入一个新的时代。

    工业以太网对车联网重要性

    有人会问，在车联网车与地、车与行人、车与车之间通信都是用三大移动运营商（电信、移动、联通）蜂窝无线通信技术（GSM\3G）和卫星定位GIS技术（GPS、北斗）解决。怎么会和工业以太网有联系？我们先了解下车联网关键技术之一，“组网与互联技术”具体包括哪些部分。

    1、传感器组网

    主要是通过无线通信、卫星定位技术，将传感器采集行驶车辆、行人信息，传送到信息中心。

    2、节点间信息交互

    主要是车辆、道路、行人主要节点信息之间信息交换。

    3、车联网与集成网络互连

    主要是车联网本身与公共信息网络互连（如城市ITS信息中心、运营商网络、公安专业网络等）。

    4、网络安全及可靠性

    主要在车联网大量无线通信技术网络安全问题；以及前端通信设备自身稳定性。

    以太网对车联网的重要性

    这其实蜂窝无线通信（GSM\3G）只是完成少量关于车、行人传感器的联网工作。车、人、道路等信息在前端采集需要用到无线技术的同时，还需要用到大量有线通信技术，其中就包含工业以太网技术。工业以太网技术直接或间接存在于“传感器组网”、“节点间信息交互”、“网络安全及可靠性”、“车联网与集成网络互连”等车联网组网技术中。

 车联网的可靠性

    例如传感器组网中，主要使用运营商无线通信（3G通信），其通信基础设备其实就是无线基站和直放站。在基站或直放站与运营商中心数据通信虽然没有使用工业以太网技术，但在运营商监控中心与基站或直放站设备监控数据通信中，往往会选用工业以太网技术。主要原因是一般基站都安装在户外，甚至很多在野外，环境很复杂（高温或低温、空气湿度大、电磁干扰大）。无人值守，维护极度不方便。所以为保证基站设备正常工作，会有大量监控设备（如摄像头、红外线、备用发电机等仪器设备）通过性能可靠、设备稳定的工业交换机、串口服务器、串口转E1等工业通信设备做为前端设备数据采集，并与运营商监控中心通信，保证相关技术管理人员是实时、准确的监控到各基站工作情况，出现紧急情况可以预先了解，并做及时处理，保持无线基站正常高效工作。

    在“节点间信息交互”和“车联网与集成网络互连”方面，从应用角度其实是指对道路车辆驾驶行为、车流量、行人异常行为进行有效检测监控，以及道路交通情况信息及时发布（对人、车、现场道路）。车联网从广义上讲是对车、人、道路、公共信息平台之间信息广泛交互通信。其中涉及城市交通交通型号控制系统、高清电子警察系统、高清卡口系统等智能交通系统。近几年电子警察、卡口系统得到高速的发展。电子警察在应用方面要求除闯红灯抓拍外，在逐步发展对驾驶员行为检测（吸烟、打电话、安全带）及副驾驶安全带检测；高清卡口系统除能准确拍摄识别车型、车牌信息外，也逐步需要拍摄前排驾驶乘坐人员面部特征。这就对前端路口摄像头的技术要求越来越高。摄像头的视频检测技术和摄像头IP化发展的同时，不断增加摄像头的像素（300w\500W\800w），以获得清晰视频图像。

    所以对前段路口用于连接摄像头、检测器等设备通信设备，要求也越来越高。一般情况下ITS行业内集成商在做这类项目配套选用前段路口通信设备时，首选工业以太网交换机方案。主要原因，工业以太网交换机自身安装方便（导轨式）、环境适应性（高低温、湿度）、抗干扰的特性，很好解决了通信设备稳定性问题；而工业以太网交换机端口数量适中4（一般5-10个端口）、高带宽（支持千兆）、光电灵活转换（支持光口、单模多模可选、单纤双纤可选）等特性，很好解决了摄像头接入并与后台通信、上行端口带宽压力问题等实际问题。

    车联网的可靠性

    在“网络安全及可靠性”，工业以太网交换机其设计生产初衷就是为工业通信领域提供安全可靠以太网通信网络。工业以太网通过特有环网通信协议（如三旺通信SW-RING环网通信协议）以及各种网络安全协议保障网络构架和网络数据安全性；以及设备在工业以太网交换机在产品设计考虑工业环境下各种复杂环境（高低温、湿度大、腐蚀性、干扰大、震动）可能对设备正常工作，并都针对性设计解决方案来保证工业以太网交换机设备本身可靠性。

    工业以太网交换机不像普通通信设备（如手机、商用交换机）广泛普遍，可以让大家直接能关注到。其实它更像一个幕后英雄，默默的工作在整个智能交通网络通信最前线。

    结束语

    在智能交通和车联网发展的洪流中，安防企业要结合自己特点，为车联网技术发展做出自己应有贡献，实现企业社会价值和责任，为智能交通、智慧城市添砖加瓦！