车联网总体技术要求

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1、通讯标准类技术报告YD/T xxxx xxxx车联网总体技术要求Gen eral Tech ni cal Requireme nts of Vehicle Networki ng(征求意见稿)xxxx - xx _xx 发布中国通信标准化协会修订记录1范围2规范性引用文件3缩略语14术语与定义25车联网概述25.1 车联网主要的相关标准组织情况 25.2 车联网相关概念区别35.3 车联网通信类型45.3.1 车与车通信45.3.2 车与路通信55.3.3 车与人通信75.3.4 车与应用平台通信85.3.5 车内通信96 车联网网络架构106.1 网络架构106.1.1 终端设备域106.1

2、.2 网络应用域116.2 主要功能实体116.2.1 车载区域设备116.2.1.1 车载终端116.2.1.2 车载电子标签 126.2.2 道路区域设备126.2.2.1 路侧单元126.2.2.2 其他道路设施136.2.3 用户区域设备 136.2.3.1个人通讯设备 136.3.3.2其它便携设备146.3 接口 146.3.1 车载区域与车载区域接口 146.3.2 车载区域与道路区域接口 146.3.3 车载区域与用户区域接口 146.3.4 车载区域与业务支撑层接口 156.3.5 车载区域与车身区域接口 156.3.6 用户区域与业务支撑层接口 156.3.7 道路区域与业

3、务支撑层接口 157 车联网网络要求157.1 总体要求157.2 技术要求167.2.1 车载区域与车载区域通信要求167.2.2 车载区域与道路区域通信要求177.2.3 车载区域与用户区域通信要求 178 网络安全功能要求188.1 车载区域与车载区域通信安全188.2 车载区域与道路区域信安全188.3 车载区域与用户区域通信安全 188.4 车载区域与业务支撑层通信安全 18附录A (资料性附录)附录A20车联网作为物联网的重要应用之一,本技术报告将分析车联网中以车为中心的通信场景以及通信技术的要求,主要研究车与车、车与路、车与人、车与应用平台之间的通讯需求,以及车联网应用中终端设备

4、的基本能力需 求。随着技术的发展及新业务的产生,后续还将对本技术报告进行不断的完善和补充。本标准有通信标准化协会提出并归口本部分起草单位:中兴通讯股份有限公司、中国联合网络通信有限公司、中国电信集团公司本部分主要起草人:车联网总体技术要求1范围本技术报告研究了车联网的应用及技术要求,包括:车联网(包括车与车、车与路、车与人、车与应用应用平台的通信 网络)的主要应用场景、网络架构,以及接口、终端设备(车载区域设备、道路区域设备、用户区域设备)的基本能力、安 全等要求。注:车联网应用中对道路区域设备的管理不在本研究范围内。本报告适用于车联网建设的指导。2规范性引用文件下列文件中的条款通过本部分的引

5、用而成为本技术报告的条款,凡是注日期的应用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或本修订版均不适用本技术报告,然而,鼓励根据本技术报告达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本技术报告。YD/T xxxx-xxxx通信网支持智能交通系统总体框架(vl.2.1)YD/B xxxx-2010泛在物联应用汽车信息化业务需求和总体框架YD/T xxxx-xxxx3缩略语些列缩略语适用于本报告:CAN-BUSCon troller Area Network-BUS控制器局域网总线技术DSRCDedicated Short Rang

6、e Communi cati ons专用短程通信GSMGlobal System for Mobile Communi cati on全球移动通信系统LTELon g-Term Evolutio n长期演进RFIDRadio Frequency Identification射频识别SIPSessi on In itiati on Protocol会话初始化协议SLAService Level Agreeme nt服务水平协议SMSShort Message Service短消息服务:SOAPSimple Object Access Protocol简单对象访问协议TCPTran smissi

7、on Con trol Protocol传输控制协议UDPUser Datagram Protocol用户数据报协议USSDUn structured Suppleme ntary Service Data非结构化补充数据业务WiFiWireless Fidelity无线保真WiMAXWorldwide in teroperability Accessfor Microwave全球微波互联接入4术语与定义泛在网:引用泛在网术语物联网:引用泛在网术语车联网:是指通过装载在车辆上的传感器、车载终端及电子标签提供车辆信息,采用各种通信技术实现车与车、车与人、车与路互连互通,并在信息网络平台上对信息进

8、行提取、共享等有效利用,对车辆进行有效的管控和 提供综合服务。车载终端:是指车联网中安装在车辆上,具备计算、存储及输入、输出人机交互接口并集成通信模块,能够为驾驶员和乘客提供信息服务及控制车辆的电子设备。5车联网概述5.1车联网主要的相关标准组织情况车联网相关研究已有多年的积累,欧美和日韩在车联网方面研究颇具成效。国内外有不少标准组织、研究机构、社会团体从事车联网相关研究。主要车联网相关标准组织情况介绍表如下:表1标准组织情况介绍表标准组织名称情况介绍ISO(Intern ati on orga ni zati on forStandardization ,国际标准化组织)TC204是最早制定

9、车联网相关标准的组织,主要以国家为单位,包含 各国政府的交通部分,其中也汽车厂商、电子制造商、系统集成商、研究咨 询机构等单位参与。TC204 中 的 WG1 负责 CALM( Communication Access for Land Mobiles,陆地移动访问通信)的标准制定,定义了蜂窝网络(2G/3G)、WiMAX红外、微波等通信技术支持车联网应用的通用体系架 构、网络协议和空中接口。WG1组下有8个子工作组从事架构、媒介层、网络层、应用管理、安全等标准研究,标准内容主要包含 实现车联网通信业务的通用架构、网络协议及接口。CAL隐统抽象出各种接 入技术,使车联网应用不受限于一种接入技术

10、活网络协议,优化使用各种资 源。回时,ISO TC204与其他国际标准组织、各国相关标准组织合作进行车联网相关标准研究。ETSI(European TelecommunicationsStandards Institute ,欧洲通讯标准化组织)2007年,经过ISO TC204 WG1多位专家的积极推动,ETSI成立了 TC ITS,其目的是将ISO CALM标准转化为欧洲标准并联合开发新的 标准。ITS有5个工作组分别从事应用、架构、网络、接入技术及安全的标准 研究。ITS参与多个欧洲车联网研究项目的合作,如CVIS、SAFESPOT COMeSafetly等,同时也与其他国际标准组织合作

11、协调标准工作。ITU(Intern ati onalTelecom muni cati on Union,国际通信联盟)ITU-T目前主要有3个工作组在从事标准化工作。SG12成立APSC TELEMOV其他标准组织进行沟通与合作,如ETSI、ISO、AMI-C汽车多媒体节目合作组织等,并与2009年11月成立了 FGCarCOM( Focus Group on Car Communication ),主要进行汽车 安全通信(防止驾驶员分心)标准工作。SG13有研究NG下车联网架构的标准研究,目前该标准完成已关闭。 SG16& Q17成立了基于通信/车联网业务/应用的汽车网关平台,主要从事支

12、持V2V V2I的业务需求和网关功能的标准研究。IEEE(In stitute of Electrical andElectr onics Engineers ,美国电气及电子工程师学会)IEEE802.11p/1609主要从事车用无线局域通信协议的标准工作,应 用与车-车、车-路的中短程距离通信,解决了车用通信受限于局速移动的挑 战。IEEE 802.11p协议主要在OSI的最低两层(物理层和数字链路层), 实现针对车辆环境中的移动操作、切换机制、增强安全、Peer-to-peer认证等功能。IEEE1609是以IEEE802.11p为基础的高层协 议,主要工作是系统架构、资源管理、网络通讯

13、、安全机制等标准研究。5.2 车联网相关概念区别智能交通、Telematics、车联网出现于不同的时期,智能交通于20世纪70年代在日本开始研究,Telematics最早出现于20世纪90年代,车联网是随着物联网的发展而受到广泛关注,三者概念有重合也有各自的特点。三者概念及区别如下表所示:表2概念区别对比表名称描述区别智能交通系统智能交通系统是指将先进的信息技术、数据通讯传输技术、电子传感技术、电子控制技术以及计算机处 理技术等有效地集成运用于整个交通运输管理体系,而建 立起的一种在大范围内、全方位发挥作用的,实时、准确、高效的综合运输和管理系 统。智能交通系统范围包含了车辆及道路上 各种交通

14、设施,强调了系 统平台通过智 能化方式对交通环境下的车辆及交通设 施的智能化管理和控制,同时也提高交 通效率。TelematicsTelematics是远距离通信的电信(Telecom muni cati ons )与信 息科学(In formatics )的合成词,按字面可定义为通 过内置在 汽车、航空、船舶、火车等运输工具上的计算机系统、无 线通信技术、卫星导航装置、交换文字、语音等信息的互 联网技术而提供信息的服务系统。也就是说通过无线网 络,随时给行车中的人们提供驾驶、生活所必需的各种信息。目前,Telematics的交互性主要体现在车载终端与后台系统之间的交互,提 供交通出行信息化服

15、 务为主,以及远程 车辆诊断、失窃车辆报警及跟踪、紧急 救援等基本服务,还提供丰富的娱乐化 服务。车联网基于泛在网络的车联网是以车为中心,通过有线 与智 能交通以及Telematics相 比,车/无线通信技术将车与车、车与路、车与人、车与应用平联网在集成了二者的主要功能的基础上, 台连接起来。更注重了感知延伸层以车为中心的网络连接,全 面感知车辆信息,扩展了更丰富 的应用,使行车过程更舒适、行车效率更高。5.3 车联网通信类型车联网网络由车与车、车与路、车与人、车与应用平台及车内网络组成。通过车联网网络,车辆可获取各种信息并使用 车联网应用,以提高用户的行车安全和效率,缓解城市交通压力,并提供

16、用户各种商务和娱乐,使行车过程更智能舒适。车辆通信类型可根据通信对象不同划分,包括五种类型:车与车通信、车与路通信、车与人通信、车与应用平台通信、 车内通信。5.3.1车与车通信车与车通信主要是指通过车载终端进行车辆间的通信。车载终端可实时获取周围车辆的车速、车辆位置、行车情况告警等信息,车辆间也可以构成一个互动的平台,实时交换各种文字、图片、音乐和视频等信息等。车与车 通信主要应用于避免和减缓交通事故、车辆监督管理、生活娱乐等,同时基于公共网络的车与车通信,还应用于车辆间的语音、视频通话等。车与车通信网络如下图所示:图1车与车通信网络车与车通信的主要场景如下表所示:表3车与车通信主要场景描述

17、主要场景描述通信方式要求行车情况预警车辆主动或被动接收周围车辆 行车消息(如将要进 行或正在 进行减/加速、刹车/停车、变 道、超车、拐弯等行为的相应 消息,和正常状态下行车消 息),避免或减缓交通事故, 并可辅助车辆驾驶。周期性广/组播 短距离无线通信1、车辆间可支持点对点、点对多点通信,并可回时支持多种通信技术,可根据不回的通信距离采用不回通信技术;2、车辆间可在相对静止或运动的环境下 进行通 信;3、车辆支持灵活的路由方式,主要通过自组织 网络进行任意车辆的通信;4、车辆可主动或被动获取车辆及车辆发送的信 息,如车牌信息、位置信息、告警信息等;5、车辆间通信需要进行认证授权,车辆可根据相

18、应的权限获取各种信息;需要保障通信安全,提供各种安全策略,敏感数据可进 行加密处理;6、车辆支持对获取的信息进行分析处理,可通过语音、图像等方式想车内人员发布信息, 也可以向车辆发送控制指令;7、车辆支持本地存储信息,并保障信息安全;8、不回的应用场景支持不回的通信要求,如涉及车辆安全的告警信息实时性高,多媒体娱乐信息的实时性较低,支持根据不回通信要求选择不回的通信技术;9、支持大数据量的传输;可按数据的优先级进 行传输,并且可选择不同的通信技术;异常告警车辆部件出现异常(如刹车失 灵、爆胎等),车辆发生碰 撞、堵车等突发异常情况时, 影响驾驶安全,向周围车辆发 送相应的消息告警,避免或减 缓

19、交通事故,并可辅助车辆驾 驶。周期性广/组播 短距离无线通信车辆监管车辆获取周围车辆的信息(如车主信息、车辆临时存 储信息等),对车辆违规、失 窃等进行监督和控制,如发送 违规提醒信息、控制引擎启动 等。单播、组播短距离无线通信实时通信两辆或多辆车之间可进行语音 或视频的实时通话。单播、组播任何 距离无线通信信息共享两辆或多辆车之间传送 / 交互各种文字、图片、音 乐和 视频等信息(包含实时交通信 息),并可进行 联机游戏等。单播任何距离无线通信532 车与路通信车与路通信是指车辆区域设备与道路区域的设备(如:红绿灯、交通摄像头、路侧单元等)进行通信,道路区域设备 获取附近区域的车辆信息并发布

20、实时的各种信息,其中,路包括室外道路和室内道路。车与路通信主要应用于实时信息服务、车辆监控管理、不停车收费等。车与路通信网络如下图所示:图2车与路通信网络车与路通信的主要场景如下表所示:表4车与路通信主要场景描述主要场景描述车辆管理道路区域设备获取一定区域内车辆 信息(如车主信息、车辆违规/失窃 记录等),确定或授权车辆身份, 对车辆进行监管和控制,并可实时 掌握该区域车流量等交通情况。信息服务道路区域设备根据权限向一定区域 内车辆提供信息服务,包括实时的 道路交通情 况(如红绿灯情况、车 流量情况、车祸等)、兴趣点通知 /预订、媒体下载、地图更新、软/ 固件更新等服务。车辆收费车辆与道路区域

21、设备信息交互,进 行本地支付,如不停车收费、停车 场收费等。通信方式要求单播短距离无线通信1、道路区域设备与车辆间可支持点对点、 点对多点通信;车辆可通过单 跳或多跳与 道路区域设备通信;部分 道路区域设备需 要通过道路区域设备中的路侧单元作为媒介进行通信;支持 一定区域范围的通信,并可回时支持多种 通信技术;2、车辆与道路区域设备间可在相对静止或 运动的环境下进行通信;3、车辆与道路区域设备通信支持灵活的路 由方式,主要通过自组织网络 进行通信;3、道路区域设备与车辆的通信需要 进行认 证授权,并根据权限获取车辆信息;需要 保障通信安全及个人隐私,提供各种安全策略,如敏感数据可进 行加密处理

22、;4、道理区域设备可依据车辆用户提供不同 的交通信息,如提供公交车辆的调度信 息;车辆可根据权限获取不广播、组播、单播短距离无线通信单播短距离无线通信同的交通及其他服务;5、道路区域可对获取的车辆数据或其他道 路区域设备采集的数据进行分析处理;支 持通过语音、图像等方式向车辆发布消 息;也可以根据权限向车辆发送控制指 令;6、车辆和部分道路区域设备支持获取信息 的存储,并保障信息安全;7、不回的应用场景支持不回的通信 要求, 如实时性局的交通信息发布、实时性较低 的兴趣点通知,支持根据 不回通信要求选 择不回的通信技术;8、支持数据的优先级进行传输,并且可选 择不回的通信技术;533 车与人通

23、信车与人通信是指人使用用户区域的设备(如:手机、笔记本电脑、多功能读卡器等)与车辆区域的设备进行通信。车 与人通信主要应用于智能钥匙、信息服务、车辆信息管理等。车与人通信网络如下图所示:图3车与人通信网络车与人通信的主要场景如下表所示:表5车与人通信主要场景描述主要场景描述通信方式要求车辆控制用户使用具有控制权限的用户 区域设备向指定车辆单播任何距离无线1、车辆与用户区域设备支持点对点、点对多 点的通信,并可回时支持有线发送指令消息,控制车辆状态 (如开/关门、加/解锁、启动 等)。通信和无线等多种通信技术,可根据不回的通信 距离采用不回通信技术;2、用户区域设备和车辆可在相对静止或运 动的情

24、况下通信;用户区域设备 可以在车内 或车外进行通信;3、用户区域设备对车辆的访问需要经 过认 证授权,根据权限获取车辆信息,或对车辆 发送控制指令;进行车辆控制时,车辆授权 的权限在一定时间内失效;需要保障通信安 全及个人隐私,提供各种安全策略,如对指 令进行加密处理;4、用户区域设备与车辆之间支持实时高速 的数据传输;车辆监管具有车辆信息获取权限的用户域 设备,获取车辆信息(如车主信 息、车辆违规/失窃/缴费信息 等),进行车辆违规提醒、失窃 车辆限制引擎启动等管理。单播、组播短距 离无线通信实时通信用户使用用户区域设备与车载终 端进行音频或视频的实时通话, 也可与车载终端数据交互共享用 户

25、区域设备应用。单播、组播任何 距离无线通信/短 距离有线通信网络共享车载终端与用户区域设备 互连, 可通过用户区域设 备连接公共网 络支持车载终端应用。单播短距离无/有线通信534车与应用平台通信车与应用平台通信是指车载终端通过接入/核心网络与远程的应用平台建立连接,应用平台与车辆之间进行数据交互,并对获取数据进行存储和处理,提供远程车辆交通/娱乐/商务服务和车辆管理等应用。车与应用平台通 信主要应用于车辆导航、车辆远程监控、紧急救援、信息娱乐服务等。车与应用应用平台通信网络如下图所示:图4车与应用平台通信网络车与应用平台通信的主要场景如下表所示:表6车与应用平台主要场景描述主要场景描述通信方

26、式要求车辆远程管理车辆通过公共网络与应用平台交互 车辆信息(如车辆位 置信息、车辆 各部件指标信息、业务请求等), 应用平台依据车辆上传或存储的信 息进行车辆监控、远程诊断、软/固 件升级更新、违规/缴费提示等。组播、单播远距离无线通信1、应用平台与车辆间支持点对点、点对多 点通信,并回时支持多种通信技术;不同的 车联网业务支持不同的通信方式;2、车辆与应用平台可在相对静止或运动的 环境下进行通信;3、车辆与应用平台通信需要经过双向认证 和授权;车辆可主动(手动或自动)或被动 的向应用平台发送车辆信息;应用平台根据 不回用户的需求及 权限向车辆发送交通、娱 乐等消息;应用平台可根据权限向车辆发

27、送 控制指令;4、可根据通信数据及信令的安全要求不 同,提供加密处理;应用平台提供 车联网应 用的安全管理;5、可按数据的优先级进行传输,并且可选 择不回的通信技术;交通信息服务应用平台依据从远程的车载终端获 取的用户订阅信息、用户请求信 息、车辆定位信息等,提供车辆路 径诱导及导航、交通状况实时发 布、出行信息服务、个性化信息服 务等。广播、组播、 单播远距离无 线通信车辆安全服务车辆发生意外/故障时,车载终端即 时上传信息到应用平台,应用平台 提供紧急救援、故障帮助等服务。单播远距离无线通信535 车内通信获取车辆数据并车内通信是车载终端与车内的传感器和电子控制装置之间连接形成车内通信网络

28、,可发送指令对车辆进行控制。车内通信主要应用于车辆检测、车辆系统控制、辅助驾驶等。车内通信的范围覆盖整个车辆内部,是在一个相对静止的环境中进行通信。车内通信的主要场景如下表所示:表7车内通信主要场景描述主要场景描述通信方式要求车辆信息获取车载终端与车辆电子控制装置和车 身传感器连接,获取车辆内部各种 参数数据(如车辆速度、胎压检测 数据等)和车身周围信息(如车尾 图像等),并将数据传送到应用平 台或呈现给用户,提供 车辆检测、 辅助驾驶等服务。短距离有线/无线通信1、车载终端通过有线或无线方式与车辆电 子控制装置和车身传感器连接;2、车载终端按一定自动的周期获取车辆内 部各种数据,也可以根据实

29、时需要获取;3、车载终端可以存储 定时间内的车辆数 据,对于敏感数据可进行加密存储;4、车载终端可授权鉴权用户及应用平车辆控制车载终端依据用户/应用平短距离有线/台的操作指令,向电子控制 装置发 送对应的指令进行车 辆的系统控 制。无线通信台,用户或应用平台根据权限对车载终端发送指令;5、车载终端可解析用户及应用平台的操作指 令;6车联网网络架构6.1网络架构车联网网络架构分为感知延伸层、网络层、业务支撑层和应用层,如图5所示。应用层车载终端路侧单元车道区信息牌读卡器 路车载终端域摄像机交通设施域车载电子标签中央门锁电动窗控制组合仪表:控制单元单元控制单元:引擎控制其他控制单车载传感单元元 器

30、感知延伸层图5车联网网络架构车联网网络架构可划分为终端设备域和网络应用域,终端设备域对应架构中的感知延伸层,网络应用域包含架构中的网络层、业务支撑层和应用层。终端设备域根据终端设备的类型、应用场景等不同划分为四个子区域:车载区域、车身区域、道路区域和用户区域。6.1.1 终端设备域车联网终端设备域中,车载区域设备与道路区域、用户区域和车身区域的设备使用短距离通信技术通信并实现感知 延伸网络的组建,通过中长距离通信技术接入网络层与业务支撑层、应用层互通,多种 异构网络构成了车联网网络。车载区域:包括车载终端、车载电子标签等,该区域设备安装或放置在车辆上,车辆可通过车载区域设备能直接 通过短距离通

31、信技术直接与其他车载区域和道路区域、用户区域和车身区域设备进行通信,实现车辆安全、车辆控制和交 通信息服务等车联网应用;也可通过车载区域设备接入网络层与其他车载区域、用户区域和业务支撑层进行通信,实现交 通信息服务、车辆监管等车联网应用。同时,车载设备可与部分用户区域设备互联互通实现对外界设备和系统的通信共享。车身区域:包括车身传感器及控制车内部件的各种控制单元,如:中央门锁控制单元、电动窗控制单元、引擎控制 单元、组合仪表控制单元等。控制单元通过CAN-BU总线与车载区域的车载终端连接,进行数据交互并根据指令控制车内各部件。道路区域:包括路侧单元、信息牌、读卡器、摄像机以及交通设施等设备,该

32、区域设备安装或放置在道路周围,采 集、分析交通信息并向车辆发布,以及通过短距离通信方式直接向车辆提供商务、娱乐等其他信息。同时,道路区域通 过接入网络层与业务支撑层互通。用户区域:包括手机、电脑、PDA及其它便携设备等,该区域设备直接或通过接入网络层与车载区域通信,实现车 辆信息获取及车辆控制等车联网应用。同时,用户区域部分设备可与车载终端互联互通共享网络。6.1.2 网络应用域网络层:包括各种有线/无线的公共通信网络、互联网及其形成的融合网络、网络管理系统等,支持多种接入技术, 实现感知延伸层与业务支撑层之间数据的有效传送。网络层按照通信网络层次划分包含接入网和核心网。网络层的具体技 术要求

33、参考通信网支持智能交通系统总体框架vl.2.1。业务支撑层:由业务管理平台和数据中心组成,提供终端管理、用户管理、应用管理等业务管理功能,也提供采 集数据、终端数据、业务数据等各种数据的存储、处理、分发、安全等管理功能,为车联网应用提供开放的能力支撑。业务 支撑层的具体技术要求参考通信网支持智能交通系统总体框架vl.2.1。应用层:包含各种车联网应用,主要提供交通信息服务、车辆管理、车辆安全等提高交通效率、行车安全及便利类应 用。6.2 主要功能实体6.2.1 车载区域设备6.2.1.1车载终端车载终端可集成通信、定位、信息服务等多项功能,具有业务调度和数据处理能力。车载终端主要具有通讯功能、

34、协 议适配功能、数据获取及存储功能、人机交互功能,可具有定位功能、管理功能、控制功能等。通讯功能支持与车辆区域、道路区域、用户区域、车身区域以及业务支撑层的通信。根据不同的应用和通信对象支持不同的 通信方式,可通过有线方式与用户区域和车身区域进行通信,也可以是通过无线方式与其他车辆、道路区域设备、用户 区域设备等进行通信,也可以通过有线或无线的方式与应用平台等进行通信。车载终端可支持无线通信方式:GSM/GPR、SCDMA2000/WCDMA/TD-CD、MLATE、WiMAX、DSRC、UWB、蓝牙、红外、卫星通信等,可支持的有线通信方式:CAN总线、双绞线、USB接口等,车载终端可同时支

35、持一种或多种通信方式,并可根据不同的应用及数据优先权选择不同的通信方式。协议适配功能车载终端可同时存在多种方式的通信,支持与车辆区域设备、车身区域控制单元、道路区域设备、用户 区域设备及业务管理平台通信协议和格式的双向适配。定位功能车载终端支持通过接收GPS1星传输的信息、采集所处的小区识别号(Cell-ID)或周围的图像信息等进行车辆定 位;提供实时的经度、维度、速度和方向等定位状态信息,存储在车载终端或直接上传至业务管理平台。管理功能支持与业务支撑层、用户区域、道路区域的注册、授权等功能;支持车载设备的固/软件更新、远 程维护及配置等功能;支持系统管理功能,包括故障管理、性能管理、配置管理

36、等。安全功能支持车载终端的密钥管理、访问控制等安全功能;各终端区域设备及业务管理平台与车载终端支持双向认证,并根 据权限获取车辆信息;支持车载终端与各终端区域及业务支撑层的通信安全;支持车载终端存储的数据安全。数据获取及存储功能支持终端设备区域及业务支持层通信信息及发布数据的获取及存储,如交通信息存储、电子地图存储等;支持车载设备的外置设备(如麦克风、摄像头)采集的信息的获取及存储;支持车辆个性信息、车载系统信息、车载 货物等信息的获取及存储;支持车载设备系统的数据存储。控制功能车载终端与电子控制单元连接,可直接发送指令或通过解析应用平台的指令等对车辆进行控制,如控制车辆的速度、车辆的空调启动

37、、车门的开/闭锁等。人机交互功能车载终端应具有人机交互功能,与用户进行信息交互。车载终端可通过语音报读或显示屏等向用户提 供信息,车内人员可通过按键或触摸屏或遥控器等方式操作车载终端。6.2.1.2 车载电子标签车载电子标签主要是基于RFID技术,每辆车的标签具有唯一的电子编码,并记录车辆以及车载物品的信息,主要具有数据存储功能和通信功能。数据存储功能电子标签中的信息存储介质主要存储了车辆的个性信息和车辆的运营信息,如车辆的型号、车辆的号码、车主信息等;同时,对车载的物品信息进行存储,主要用于货物跟踪、危险品跟踪等。通信功能支持通信距离范围内与道路区域的读卡器、用户区域的便携设备(含读卡器功能

38、)的通信。6.2.2 道路区域设备6.2.2.1 路侧单元路侧单元是指设置在道路边上,进行交通信息的收集、分析、发布等的设备,可与车辆区域设备和道路区域的部分设 备进行通信。路侧单元主要具有通信功能、应用功能、管理功能以及信息发布功能等。通信功能支持与车载区域、道路区域和业务支撑层的通信;与车载区域通信主要通过近距离的无线方式,与道路区域通信可 通过近距离的无线或有线方式,与业务支撑层通信通过中长距离的无线或有线方式。路侧单元支持无线通信方式:GSM/GPR、SCDMA2000/WCDMA/TD-SCD、MLATE、WiMAX、DSRC/WAV、 EWiFi、蓝牙等,也支持有线通信方式:xDS

39、L xPON等,路侧单元可同时支持多种短/中/长距离通信方式,并可 根据不同的应用及数据优先权选择不同的通信方式。管理功能支持与车载区域和业务支撑层的注册、授权等管理功能;支持设备升级、固件更新、远程维护及配置等功能;支持故 障管理、性能管理、配置管理等系统管理功能;支持对道路区域的交通设施、摄像头等设备状态、设备信息的管理功能, 并能对这些设备进行简单的控制,或根据业务管理平台的指令对设备进行管理控制。安全功能支持路侧单元的密钥管理、访问控制等安全功能;支持与车载区域和业务支撑层的双向认证,路侧单元根据权限获 取车载区域信息;支持路侧单元与车载区域及业务支撑层的通信安全;支持路侧单元存储的数

40、据安全。数据存储与处理。路侧单元支持存储道路区域设备获取的车辆信息、采集的交通数据及业务支撑平台传送的数据,并将获取的数据传 送到数据中心或发布到通信范围内的车辆;支持对交通及车辆信息等数据的智能处理,提供道路交通情况、车辆辅助定位 等。信息发布功能支持通过广播或组播方式向通信范围内的车辆发送道路交通和商务信息等;支持根据不同的通信情况、信息优先权及交通情况等发布信息。6.2.2.2其他道路设施其他道路设施包括读卡器、信息牌、摄像机、交通设施(如红绿灯、交通指示牌等)、红外传感设备、激光探测设备 等,主要用于数据采集、信息发布及商务娱乐等。其他道路设施主要具有通信功能、数据采集功能和控制功能。

41、通信功能可以与路侧单元通信,也可以通过路侧单元与车辆区域设备通信,也可以直接之间与车辆区域进行 通信,同时,这 些设备可以通过路侧单元或直接接入网络层与业务管理平台通信。支持有线的通信方式,也支持无线的通信方式,也支持有线与无线混合的方式。可支持无线通信方式: GSM/GPRSCDMA2000/WCDMA/TD-SCDMATE、WiMAX DSRC/WAVE 蓝牙等,可支持的有线通信方式:光纤、双 绞线等,其他道路设施同时支持一种或多种通信方式。数据采集功能支持采集道路交通信息(如车流量、路面信息等)、道路周边天气情况(如能见度、道路积水量等)、车辆信 息(如车速、车辆个性信息等),信息的采集

42、要保证实时性。管理功能可接收业务管理平台或路侧单元等下发的指令,根据解析指令的内容修改、控制设备的状态、参数 配置等;支持其 他道路设备的远程维护、故障管理、配置管理等;。6.2.3 用户区域设备6.2.3.1 个人通讯设备个人通讯设备主要包括手机、PDA电脑等,主要完成与车载终端的通信并获取车辆信息或提供车载终端各种数据,根据权限通过车载终端发送控制指令操作车辆控制单元。个人通信设备主要具有的通信功能和应用管理 功能。通信功能支持与车载终端和业务管理平台的通信,与车载终端或业务管理平台通信通过有线或无线方式接入网络层完成,与车 载终端的通信也可通过短距离直接通信方式完成。个人通讯设备可支持无

43、线通信方式:GSM/GPRSCDMA2000/WCDMA/TD-CDMLATE、WiMAX、WiFi、蓝牙、红外等;也可支持有线通信方式:xDSL、USE等,个人通讯设备同时支持多种短/中/长距离通信方式。应用管理功能支持与车载设备和业务管理平台的注册、授权、鉴权等安全相关功能,支持密码设置、验证等;支持个 人通讯设备的软件升级、配置管理等系统管理。6.3.3.2其它便携设备其他手持设备主要是带读卡器功能的专用多功能终端,通过无线通信方式获取车辆信息,直接或通过接入网络层传送信息到业务支撑层对车辆进行监管。通信功能支持与车载区域和业务支撑层的通信,与车载区域通信通过短距离无线通信方式完成,与业

44、务支撑层的通信通过中 长距离无线方式接入网络层完成。其他便携设备支持短距离无线通信方式:DSRC/WAV、EWiFi、蓝牙、红外等;支持中长距离无线通信方式:GSM/GPRSCDMA2000/WCDMA/TD-CDMATE、WiMA溥。其他便携设备同时支持短/中/长距离的通信方 式,并可根据不同的应用及数据优先权选择不同的通信方式。6.3 接口6.3.1 车载区域与车载区域接口车载区域与车载区域的通信主要是车载设备之间的相互通信,具有读写功能的车载设备可与车载电子标签进行通信。 车载区域与车载区域设备可通过短距离通信技术直接通信,主要使用行车预警等车辆安全及车辆管理等应用,车辆通信接口支持RF

45、ID、DSRC/WAVEWiFi等;也可通过接入网络层完成通信,主要使用实时通话及信息共享等应用,接入网络层的通信接口支持GSM/GPR、S CDMA2000/WCDMA/TD-SCD、MWAiMAX、 LTE 等。传输层接口支持TCP UDP及其他专用传输协议等。应用层接口支持SIP、SOAP HTTP其他专用协议等。6.3.2 车载区域与道路区域接口车载区域与道路区域通信主要指车载设备与路侧单元的相互通信,车载设备也可与具有通信功能的信息牌、交通设施等相互通信,车载电子标签可与具有读写功能的道路区域设备进行通信。车载区域与道路区域通过短距离通信技术直接通信,主要使用交通信息的发布及车辆管理

46、等应用, 通信接口支持DSRC/WAVERFID、红外、WiFi等。传输接口支持TCP UD及其他专用传输协议等。应用接口支持SIP、SOAP HTTP其他专用协议等。6.3.3 车载区域与用户区域接口车载区域与用户区域通信可分为两种情况,一种是用户区域设备在车外与车载区域设备通信,主要支持无线通信方 式;一种是用户区域设备在车内与车载区域设备通信,支持有线和无线的方式。车载区域与用户区域可通过短距离通信技术直接通信,主要使用车辆管理及车辆控制等应用,通信接口支持RFID、 WiFi、蓝牙、红外、USBAn等;也可通过接入网络层完成通信,主要使用车辆监控及实时通话等应用,接入网络层的通信 接口

47、支持GSM/GPRSCDMA2000/WCDMA/TD-SCDMAiMAX LTE 等。车与人的传输接口支持TCP UDP协议等。车与人的应用接口支持SIP、SOAR HTTF协议等。6.3.4 车载区域与业务支撑层接口车载区域与业务支撑层的通信存在两种方式,一种是通过直接接入网络层与业务支撑层连接,接入网络层的通信接 口支持GSM/GPRS CDMA2000/WCDMA/TD-SCDMWiMAX LTE等;一种是通过与道路区域 的路侧单元连接,再通接 入网络层与业务支撑层连接。这里主要考虑直接与应用平台连接的情况。车与应用平台的传输接口支持TCR UDR USSD SMS WD协议等。车与应

48、用平台的应用接口支持SIP、SOAP HTTP协议及RESTful接口等。6.3.5 车载区域与车身区域接口车载区域与车身区域通信主要是车载设备通过CAN-BUSS场总线与车身区域的控制单元通信,控制车辆的启动门窗开关等,并且获取车速胎压油量等信息;同时,车载设备也可通过无线方式与部分车身传感器通信。这 里主要考虑通过CAN-BUS!接的情况。车与CAN-BUS八通常车载终端本身不带CAF接口,要求车载终端通过接口卡(如:USB-CA接口卡)把现有的通讯接口(如PCI、US等)进行适配转换成为CAN-BUS八口,实现与CAN-BU现场总线物理接口。车载终端与CAN-BUS八物理层接口支持ISO

49、11898、ISO11898-1、DecviceNet物理层协议。车载终端与CAN-BUSA数据链路层接口支持CA协、议。车载终端域CAN-BUS应用层接口支持CANOpe协议、DeviceNet协议。6.3.6 用户区域与业务支撑层接口用户区域通过接入网络层进行与业务支撑层的通信,接入网络层的无线通信接口支持GSM/GPRSCDMA2000/WCDMA/TD-SCDMW/iMAX LTE 等,有线通信接口支持 xDSL、xPOf 等。传输接口支持TCP、UDP USSD SMS WD协议等。应用接口支持SOAP SIP、HTT胁议及RESTful接口等。6.3.7 道路区域与业务支撑层接口道

50、路区域与业务支撑层通信主要是路侧单元摄像头等设备将采集数据通过网络层传送到业务支持层,以及业务支撑层 对道路区域设备的管理及信息的发布。接入网络层的无线通信接口支持GSM/GPRS CDMA2000/WCDMA/TD-SCDMW/iMAX LTE等,有线通信接口支持xDSL xPON等。道路区域设备与应用层传输接口支持TCR UD协、议。道路区域设备与应用层之间的应用接口支持SOAP SIP、HTT胁议及RESTful接口等。7车联网网络要求可伸缩性:终端设备可随时接入或者离开车联网网络,并动态改变网络拓扑结构;对于接入网络的终端设备能够在 应用层层面进行终端管理,保证终端设备的正常运行。7.

51、1总体要求可靠性:提供较强容错能力,要求终端设备的工作稳定、可靠;提供网络接入的高可靠性和网络故障快速诊断与恢复。安全性:提供网络安全保障;终端设备能够根据自身的访问权限和控制权限进行严格的限制,以及网络对设备访问 权限也进行限制。异构性:车联网网络支持多种组网技术,并支持混合组网。抗干扰性:车联网网络存在多种网络重合,终端设备的组网可能是多种技术的叠加,并且周围存在多种电子设备, 因此网络中的设备应避免受到其他网络或设备的干扰,并且也要避免干扰其他网络或设备。一致性:车联网网络支持多种传输控制协议、接口协议和数据格式,通过协议适配与转换统一协议及消息格式,实 现异构多系统间的互联互通、资源共

52、享。实时性:感知延伸网络的拓扑结构变化快,各区域终端设备的数据实时传输及实时更新。连通性:车辆节点具有高速 移动和分布密度不均等特点,应保持终端节点可实时的接入网络。服务质量(QoS保证:对不同级别的车联网业务要求及用户要求,支持基于服务的质量保证策略控制。7.2 技术要求车联网网络主要包括车与车、车与路、车与人通信的多种形式网络,采用中短距离的通信方式。7.2.1 车载区域与车载区域通信要求通信方式基于车载区域间的通信网络支持多种通信技术,包括DSRC/WAV、E ZigBee、WiFi、红外等;支持单播、组播和广播的通信方式,单播常用于车辆与其他指定车辆通信、大数据传输、交互式娱乐等,组播

53、或广播常用于交通安 全告警、信息发布、车辆监管等;同时,基于不同的应用有相应的服务质量保证通信质量,支持多通信方式的切换。组网模式车载区域间通信网络的组网主要支持无线方式;支持一定通信范围内车辆间的网络连通;采用平面 或分级的网络结 构;组网或入网时,需要建立同步信息,保证网络中节点间的时间同步;支持节点的快速切换。标识分配车载区域间的通信网络中的标识具有唯一或局部唯一性,支持对设备的辨识、寻址、路由和访问,不同的设 备类型的标识编码格式可以不相同;网络结构变化频繁的区域或安全要求较高的业务,终端设备可采用临时标识,增加安 全性和隐私,提高可操作性。信道资源分配基于车载区域间的通信网络,不同的

54、通信技术分配不同的信道资源,无线信道可划分为控制信道和服 务信道,采用控制信道与服务信道协作的方式进行数据传输;支持时分复用(TDMA、频分复用(FDMA或码分复用(CDMA方式将无线信道划分为多个子信道,进行多节点并发传输;支持静止或动态方式将信道资源分配给用户,同时也支持信道资源的预约;支持灵活的介质访问控制机制(如轮询方式、竞争方式等),避免信道冲突,保证资源的负载均衡;支持按数据优先级及服务质量(QoS要求分配信道资源,保证接入访问的Qo腔制。路由寻址车载区域间的通信支持灵活的寻址方式和路由模式;支持广播、区域组播和单播等多种寻址要求;路由协议针对不同 网络负载、车辆节点移动性、网络模

55、型和网络大小的环境下适应,支持路由切换;支 持基于不同车联网应用的QoS路 由。MAC地址基于车载区域间的通信网络的MA地址可分为广播MA地址、组播MA地址、单播MA地址和专用MAC地址,专用 MA(地址用于对特定车辆的访问;MA地址支持空间复用,只需要保障终端节点MA(地址在传输邻居节点间是唯一的;支持车辆往内唯一性和局部唯一性两种分布式分配;车辆节点的移动性使网络拓扑结构的快速变 化,支持局部MA地址动态分配获取。拥塞控制基于不同的车载区域间的通信的QoS要求提供拥塞控制能力,支持灵活的拥塞控制机制。多协议支撑车载区域间的通信网络可支持多种通信协议及协议之间的适配;基于车辆节点的移动、拓扑

56、结构的变化、通信实时等特性,可支持跨层的网络协议;针对部分车载终端设备的低功耗、低存储、低运算等特性,支持简化的协 议栈,如轻量级IPV6、低功耗路由协议等。异构管理支持不同车载区域设备间的通信;支持车载区域间通信的异构网络的建立和管理,并提供异构网络环境下的QoS保 证。7.2.2 车载区域与道路区域通信要求通信方式基于车载区域与道路区域的通信网络支持多种通信技术,包括WiFi、红外、蓝牙、USB?;支持单播、组播和广播的通信方式,单播常用于大数据传输、不停车收费等,组播或广播常用于交通安全告警、信息发布、车 辆监管等;同时,基于不同的应用有相应的服务质量保证通信质量,支持多通信方式的切换。

57、组网模式 车载区域与道路区域通信网络的组网主要支持无线方式;支持一定通信范围内车路间的网络连通;采用平面 或分级的网络结构,组网或入网时,需要建立同步信息,保证网络中节点间的时间同步;支持节点的快速切换。标识分配 车载区域与道路区域通信网络中的标识具有唯一性或局部唯一性,支持对终端设备的辨识、寻址、路由和访 问;网络结构变化频繁的区域或安全要求较高的业务,车载终端可采用临时标识,增加安全性和隐私,提高可操作性。信道资源分配基于车载区域与道路区域的通信网络,不同的通信技术分配不同的信道资源,无线信道可划分为控制信道和服务信 道,采用控制信道与服务信道协作的方式进行数据传输;支持时分复用(TDMA

58、、频分复用(FDMA或码分复用(CDMA方式将无线信道划分为多个子信道,进行多节点并发传输,根据业务要求可划分专用的 子信道进行车路通信;支持静止或动态方式将信道资源分配给用户,也支持信道资源的预约;支持灵活的介质访问控制机 制(如轮询方式、竞争方式等),避免信道冲突,保证资源的负载均衡;支持按数据优先级及服务质量( QoS要求分配 信道资源,保证接入访问的QoS控制。路由寻址车载与道路区域通信支持灵活的寻址方式和路由模式;支持广播、区域组播和单播等多种寻址要求;路由 协议针对不同网络负载、车辆节点移动性、网络模型和网络大小的环境下适应,支持路由切换;支持基于不同车联网应用的QoS路由。MAC

59、地址基于车载区域与道路区域通信网络的MA地址可分为广播MA地址、组播MA (地址、单播MA (地址和专用MA地址,专用MA地址用于对特定车辆的访问;MA地址支持空间复用,只需要保障终端节点MA地址在传输邻居节点间是唯一的;支持车辆往内唯一性和局部唯一性两种分布式分配;车辆节点的移动性使网络拓扑结构的快 速变化,支持局部MA地址动态分配获取。拥塞控制:基于不同的车载与道路区域通信的QoS要求提供拥塞控制能力,支持灵活的拥塞控制机制。拥塞控制 基于不同的车载区域间的通信的QoS要求提供拥塞控制能力,支持灵活的拥塞控制机制。多协议支撑 车载与道路区域的通信可支持多种通信协议及协议之间的适配;基于车辆

60、节点的移动、拓扑结构的算等特性,支持简化的协议栈,如轻量级IPV6、低功耗路由协议等。7.2.3 车载区域与用户区域通信要求通信方式基于车载与用户区域通信网络支持多种通信技术,包括DSRC/WAVEWiFi、红外、蓝牙、USB等;支持单播和组播的通信方式,单播常用于车辆控制、大数据传输等,组播常用于车辆监管等;同时,基于不同的应用提供相应 的服务质量保证通信质量,支持多通信方式的切换。组网模式车载与用户区域通信感知延伸层的组网支持无线方式;支持一定通信范围内车载区域设备与用户区域设备间的网络连 通;采用平面的网络结构。标识分配 车载终端在车载区域与网络用户区域的通信网络中具有唯一标识,支持对车

61、载终端设备的辨识、寻址、路由和访问;安全要求较高的业务,车载终端可采用临时标识,增加安全性和隐私,提高可操作性。多协议支撑 车载与用户区域通信可支持多种通信协议及协议之间的适配;针对部分终端设备的低功耗、低存储、低运算等特性,支持简化的协议栈,如轻量级IPV6、低功耗路由协议等。8网络安全功能要求车联网网络安全包括车载区域与车载区域、道路区域、用户区域及业务支撑层的通信网络安全。8.1车载区域与车载区域通信安全车辆节点间能够相互确认对方的身份,能够鉴别出恶意节点,防止信息被非法的获取。可提供定位和位置验证。车载区域间的通信网CA 完全分布式CA自发布证书CA等方式。报文分组 转发和路由信息转发过程中信息不会提供密钥管理

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