淺談車載系統應用需求及我國車載技術的研究

        隨著經濟的快步發展，智能交通技術已深入各個城市，為城市交通管理作出巨大的貢獻，如智能車載技術。車載系統是實現交通運輸管理的重要組成部分，它既能為相應的ITS子系統，如交通管理、貨運管理、公交管理等提供所需要的信息源，也是各相關管理及服務提供子系統向車輛發送控制或誘導指令的目標執行地，這類信息包括：車輛部件狀態信息，道路基礎設施狀態信息，運輸與貨物狀態信息，電子不停車繳費信息，以及車輛預碰撞告警信息等。因此，對ITS車載系統結構的技術研究極為重要。

　　一、車載系統應用需求分析

　　隨著我國經濟的持續發展及人民生活水平的不斷提高，人們對交通的需求與日俱增。安全、高效、節能及環保成為對交通的基本需求，其中，交通安全及高效又成為重中之重。通過快速獲取交通及貨物的實時數據，并根據這些數據對交通進行必要調整，可以大大提高交通運行的安全及效率。車載系統是為交通系統提供數據及執行交通策略的重要設施之一。

　　交通客戶大體分成三類，即交通監管部門、運輸管理行業和車輛使用人員。根據對交通應用的需求不同，決定了車載設備為每類用戶提供服務所需要的系統功能及性能也不同。

　　1.交通監管部門可分為政府監管部門及交通管理部門，前者關心道路基礎設施及道路運輸的宏觀數據，包括道路基礎設施的運營狀態、重要車輛（如特殊車輛是否違章等）的運營監控等；而交通管理部門更關心道路運營的實時狀況，以便調整相應的交通管制策略。

　　2.運輸管理行業關心的是其所管轄的車輛及承運貨物的安全狀況及運營效率，道路為其提供的服務效率（如電子篩選、電子通行證等），以及駕駛員的工作狀況的動態監督等。

　　3.車輛使用人員包括駕駛員和乘客，駕駛員關心的是車輛本身運轉及其周邊環境的實時狀態等，旅客則關心旅行途中為他們提供的信息及娛樂服務等。

　　用戶對車載系統的不同需求在系統上的體現就是應用子系統對車載系統、網絡以及主機等功能及性能需求的差異。

　　上述用戶對車載系統的性能需求是不一樣的。如對時延的需求，政府監管需求可能長達數分鐘，交通管理可能需要數秒鐘；運輸管理對時延的要求隨著應用不同而異，對運輸過程管理（如運輸路線的偏移）的需求可能數秒鐘，而高速運行下的電子不停車收費的需求僅在毫秒級；駕駛員所需要的車輛碰撞預警信息必須在毫秒的范圍內發出及接收。車載系統多樣化的用戶應用需求決定了車載系統的實現技術極其復雜。

　　二、車載系統在ITS結構中的位置

　　智能交通系統（ITS）是通過使用計算機技術、電子傳感器技術、信息技術、通信技術等技術，結合交通行業對人、車、路的管理策略及規則，能為行業用戶（政府、交通管理部門、運輸組織以及出行用戶等）提供實時的道路信息及控制的系統，這些信息包括道路使用狀況、事故處理狀況、車輛部件運行狀況等信息，這些信息經相關應用子系統處理后，可以通過調控交通信號或標志的方式，對交通流進行實時控制或誘導，在保證交通安全的基礎上保持交通的順暢，進而提高交通基礎設施的效率。目前已實施的電子不停車收費系統ETC即為一例。

　　隨著交通網絡的不斷擴大，對路段間、地區間甚至省際間的交通協調，以及不同部門（如交通、安監、公安、醫療和救援等）對交通事件處理的協調（如組織大型活動、事故處理、應急搶險等）的需求與日俱增。這就要求ITS的實施必須按照頂層設計，使用系統工程的方法進行，否則，必然為后續的全局交通運營管理造成困難，甚至可能導致嚴重的前期投資失誤。

　　智能交通系統（ITS）的框架結構為智能交通系統的設計提供了一個公共的框架。它既不是一個系統設計也不是一個設計理念，它僅僅為開發設計方案提供框架標準。該結構定義了用戶服務功能；實現這些功能的物理實體(子系統)，物理實體之間聯系的接口及信息流；支撐這些信息流交換的通訊系統結構。

　　按照用戶服務功能，歸納出若干個物理實體（子系統）。根據實體所處的位置劃分成四種類別，即用戶、中心、路邊及車載設備。隨著電子技術及信息技術的飛速發展，IT車載設備已從過去的單一應用向多功能轉化。因此，用車載系統代替傳統車載設備的提法可能更確切。

　　三、我國車載系統應用現狀

　　目前，我國對車載系統的研究及應用處于初期階段，由于單一的車載設備只能用在單一的應用系統，因此更確切地說，我國目前并沒有出現支持多功能的車載系統，只有功能單一的車載設備，即單一的車載終端服務于單一的系統應用。

　　我國目前實施的需要車載設備支持的應用系統包括如下幾個方面。

　　1.電子不停車收費系統（ETC）在全國已部署了較長時間，盡管使用的技術及標準隨著技術的快速發展，可能需要進一步更新。

　　2.交通運輸部最近實施的“兩客一危”（長途客車、旅游客車和危險品車輛）車輛監控系統。“兩客一危”車輛監控系統的管理層次為四層：國家層、省（直轄市，自治區）層、企業（運輸服務運營商或大型企業運輸管理部門）層以及車輛層。系統主要功能是為政府監管部門對兩客一危車輛進行實時監管服務。平臺及終端的硬件及通信標準包括：JT/T794、JT/T796、JT/T808和JT/T809。其中，JT/T794定義車載終端硬件標準；JT/T７９６定義管理系統平臺硬件標準；JT/T808定義車載終端與上級平臺的通訊標準；JT/T809定義不同層次管理平臺之間的通訊標準。

　　3.近期潛在使用車載設備的應用系統可能包括交通運輸部治理超載超限系統以及城市公共交通管理系統等。

　　四、結束語

　　我們知道，對ITS車載系統結構的技術研究既不能孤立地研究車輛本身，把車載系統應用范圍限制在車輛內部，成為與ITS整體系統無關的孤島，也不應孤立地研究單個子系統。而是，必須采用系統工程的思想，從ITS整體結構出發，分析使用車載系統的各個應用需求，共享車載系統及通信系統的硬件資源，形成一體化的體系結構。逐步改變我國當前使用車載設備的應用系統（如ETC、治超等），不同應用子系統在同一臺車內，配備不同物理車載設備的狀況。
 

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