浅谈车载系统应用需求及我国车载技术的研究

        随着经济的快步发展，智能交通技术已深入各个城市，为城市交通管理作出巨大的贡献，如智能车载技术。车载系统是实现交通运输管理的重要组成部分，它既能为相应的ITS子系统，如交通管理、货运管理、公交管理等提供所需要的信息源，也是各相关管理及服务提供子系统向车辆发送控制或诱导指令的目标执行地，这类信息包括：车辆部件状态信息，道路基础设施状态信息，运输与货物状态信息，电子不停车缴费信息，以及车辆预碰撞告警信息等。因此，对ITS车载系统结构的技术研究极为重要。

　　一、车载系统应用需求分析

　　随着我国经济的持续发展及人民生活水平的不断提高，人们对交通的需求与日俱增。安全、高效、节能及环保成为对交通的基本需求，其中，交通安全及高效又成为重中之重。通过快速获取交通及货物的实时数据，并根据这些数据对交通进行必要调整，可以大大提高交通运行的安全及效率。车载系统是为交通系统提供数据及执行交通策略的重要设施之一。

　　交通客户大体分成三类，即交通监管部门、运输管理行业和车辆使用人员。根据对交通应用的需求不同，决定了车载设备为每类用户提供服务所需要的系统功能及性能也不同。

　　1.交通监管部门可分为政府监管部门及交通管理部门，前者关心道路基础设施及道路运输的宏观数据，包括道路基础设施的运营状态、重要车辆（如特殊车辆是否违章等）的运营监控等；而交通管理部门更关心道路运营的实时状况，以便调整相应的交通管制策略。

　　2.运输管理行业关心的是其所管辖的车辆及承运货物的安全状况及运营效率，道路为其提供的服务效率（如电子筛选、电子通行证等），以及驾驶员的工作状况的动态监督等。

　　3.车辆使用人员包括驾驶员和乘客，驾驶员关心的是车辆本身运转及其周边环境的实时状态等，旅客则关心旅行途中为他们提供的信息及娱乐服务等。

　　用户对车载系统的不同需求在系统上的体现就是应用子系统对车载系统、网络以及主机等功能及性能需求的差异。

　　上述用户对车载系统的性能需求是不一样的。如对时延的需求，政府监管需求可能长达数分钟，交通管理可能需要数秒钟；运输管理对时延的要求随着应用不同而异，对运输过程管理（如运输路线的偏移）的需求可能数秒钟，而高速运行下的电子不停车收费的需求仅在毫秒级；驾驶员所需要的车辆碰撞预警信息必须在毫秒的范围内发出及接收。车载系统多样化的用户应用需求决定了车载系统的实现技术极其复杂。

　　二、车载系统在ITS结构中的位置

　　智能交通系统（ITS）是通过使用计算机技术、电子传感器技术、信息技术、通信技术等技术，结合交通行业对人、车、路的管理策略及规则，能为行业用户（政府、交通管理部门、运输组织以及出行用户等）提供实时的道路信息及控制的系统，这些信息包括道路使用状况、事故处理状况、车辆部件运行状况等信息，这些信息经相关应用子系统处理后，可以通过调控交通信号或标志的方式，对交通流进行实时控制或诱导，在保证交通安全的基础上保持交通的顺畅，进而提高交通基础设施的效率。目前已实施的电子不停车收费系统ETC即为一例。

　　随着交通网络的不断扩大，对路段间、地区间甚至省际间的交通协调，以及不同部门（如交通、安监、公安、医疗和救援等）对交通事件处理的协调（如组织大型活动、事故处理、应急抢险等）的需求与日俱增。这就要求ITS的实施必须按照顶层设计，使用系统工程的方法进行，否则，必然为后续的全局交通运营管理造成困难，甚至可能导致严重的前期投资失误。

　　智能交通系统（ITS）的框架结构为智能交通系统的设计提供了一个公共的框架。它既不是一个系统设计也不是一个设计理念，它仅仅为开发设计方案提供框架标准。该结构定义了用户服务功能；实现这些功能的物理实体(子系统)，物理实体之间联系的接口及信息流；支撑这些信息流交换的通讯系统结构。

　　按照用户服务功能，归纳出若干个物理实体（子系统）。根据实体所处的位置划分成四种类别，即用户、中心、路边及车载设备。随着电子技术及信息技术的飞速发展，IT车载设备已从过去的单一应用向多功能转化。因此，用车载系统代替传统车载设备的提法可能更确切。

　　三、我国车载系统应用现状

　　目前，我国对车载系统的研究及应用处于初期阶段，由于单一的车载设备只能用在单一的应用系统，因此更确切地说，我国目前并没有出现支持多功能的车载系统，只有功能单一的车载设备，即单一的车载终端服务于单一的系统应用。

　　我国目前实施的需要车载设备支持的应用系统包括如下几个方面。

　　1.电子不停车收费系统（ETC）在全国已部署了较长时间，尽管使用的技术及标准随着技术的快速发展，可能需要进一步更新。

　　2.交通运输部最近实施的“两客一危”（长途客车、旅游客车和危险品车辆）车辆监控系统。“两客一危”车辆监控系统的管理层次为四层：国家层、省（直辖市，自治区）层、企业（运输服务运营商或大型企业运输管理部门）层以及车辆层。系统主要功能是为政府监管部门对两客一危车辆进行实时监管服务。平台及终端的硬件及通信标准包括：JT/T794、JT/T796、JT/T808和JT/T809。其中，JT/T794定义车载终端硬件标准；JT/T７９６定义管理系统平台硬件标准；JT/T808定义车载终端与上级平台的通讯标准；JT/T809定义不同层次管理平台之间的通讯标准。

　　3.近期潜在使用车载设备的应用系统可能包括交通运输部治理超载超限系统以及城市公共交通管理系统等。

　　四、结束语

　　我们知道，对ITS车载系统结构的技术研究既不能孤立地研究车辆本身，把车载系统应用范围限制在车辆内部，成为与ITS整体系统无关的孤岛，也不应孤立地研究单个子系统。而是，必须采用系统工程的思想，从ITS整体结构出发，分析使用车载系统的各个应用需求，共享车载系统及通信系统的硬件资源，形成一体化的体系结构。逐步改变我国当前使用车载设备的应用系统（如ETC、治超等），不同应用子系统在同一台车内，配备不同物理车载设备的状况。
 

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