汽车企业做车联网的设计实施经验分享

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行业内做车联网的背景

随着云计算、大数据、人工智能(AI)等技术的不断发展与更新,物联网得到了飞跃式的发展,其覆盖范围也已渗透到各行各业,如传统制造业、医疗机构、智能穿戴设备等等。

车联网作为物联网的重要衍生,自2010年在中国兴起以来,已经有8年的发展历程。智能车载终端、网联车、互联网汽车、自动驾驶等关键词也成为人们搜索及关注的热点话题。无论是传统的汽车制造商,还是BAT等互联网巨头,都在积极布局车联网市场,可见车联网正在进入产业爆发的新阶段。那么车联网究竟可以给我们带来什么呢?我举一个简单的例子,在将来,汽车不仅仅只是一个代步工具,更是一个可以载人移动的“电脑”。通过它可以实现人车互联、人人互联及车车互联。人们可以在车里上网听歌看电影,通过车内导航系统实现地图查看及位置定位;通过与芯片技术结合实现车体健康探测及指令控制;通过云计算、大数据及人工智能实现自动驾驶、自动泊车及智能道路选择等功能。

车辆在行进过程中,人们只需要通过语音或者按钮,就可以坐在车里体验这种全新的“驾驶”模式,这就是车联网可以带来的好处,也可能随着技术的发展不限于这些功能。

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汽车做车联网的初衷

从欧美发达汽车区域及中国车联网发展进程来看,整车企业将主导车联网未来的发展,之前我写了相关的文章已经针对此话题做了评论。由于整车厂能够实现车联网与整车电子电器及整车结构的深度集成,在整车数据采集与控制方面有先天优势,而且车联网产品前装能够保障整车可靠性、稳定性、安全性,比后装有先天优势。作为商用车的领导者,我们的技术和眼光一直走在行业的前列。

车联网概念进入大家视野已经近10年,随着技术的发展和成熟,车联网被越来越多的车企定位成当下及未来发展的重要领域,企业的重要发展策略之一。建立商用车车联网的初衷是“构建企业与客户互联互通的新桥梁”。通过车联网平台的实施,可实时监控车辆产品的运营状况,实现对车辆的全生命周期的服务管理,并建立起与客户互联互通的新桥梁,为客户提供增值性服务,增强客户的粘性;同时利用车联网大数据的分析,进一步提升整车企业、经销商、服务商及供应商的产品质量和服务水平。

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汽车做车联网的进展

车联网作为物联网的重要衍生系统,是以车内网、车际网和车载移动互联网为基础,按照约定的通信协议和数据交互标准,在车、路、人及互联网等之间,进行无线通讯和信息交换的系统网络,是能够实现智能化交通管理、智能动态信息服务和车辆智能化控制的一体化网络,是物联网技术在交通系统领域的典型应用。

为了实现车体数据与车联网平台的及时沟通与反馈,车联网大体是采用以下框架进行考虑和设计。

数据采集

车是一个复杂的构成,由上万个零部件组成。车联网的主要目的就是负责车、人、路的协同与互联互通。为了获得车内各种设备的数据,需要通过车内传感器对数据进行收集,提供车体当前的实际情况。

车载终端是车辆监控管理系统的前端设备,一般安装在各种车辆内,主要负责人机交互的处理工作。当前,很多老款的车载终端并不适合“车联网”的发展, 主要是因为其采用了非开放的,不够智能的终端系统平台。使用不开放、不够智能的终端系统平台是很难被打造成网络生态系统的,改造成本太高。最新的车联网的用户终端主要以IOS、安卓为主,车联网的终端系统平台必须能搭载与Android、iPhone平台载体,只有开放的系统平台才能更好的为用户服务。

数据传输

有了数据就需要将数据实时传送到平台,所以说车联网平台也是移动互联网技术的体现之一。目前主要采用和移动运营商的合作,通过4G、GPS等技术将车体大部分数据进行实时回传,少量进行间接回传。由于车体移动速度较快,所以对移动通信技术的要求也较高。随着5G技术的普及与应用,车联网可能是5G的另一个应用的战场。

数据存储

我们每年要生产数万量级的商用汽车,并销售到全国各地。车载设备作为默认组件已经被内置,在车体运行过程中实时传输数据或者接受指令。每天会产生数十GB的车载数据。所以我们采用IBM GPFS分布式存储加云对象存储等解决方案,用于数据的收集和存放。其特点是扩展方便、部署灵活及开放的应用的接口。

数据分析

在数据分析方面,我们采用自开发的车联网平台通过开放的API接口从Hadoop大数据平台获取数据进行模型分析,挖掘最具价值的数据。由于企业的汽车品牌较多,分析模型必然不同,针对不同的品牌,不同的业务需求。针对数据分析,建议采用性能较好的硬件平台,因为其对磁盘I/O、CPU及内存都有较高的要求。SSD已经很普及了,建议IT部门可以适当考虑SSD与HDD混合方案,提升整体的磁盘I/O,具体的性能调优不在本文讨论范围内。

数据呈现及反馈

按照相关模型或者业务需求处理好的数据,将通过互联网传输到相关系统或者合作伙伴处。用户请求的指令将通过移动互联网发送到车体,完成用户的要求。主要采用就是传统的Web技术以及队列技术,整个传输要确保链路的稳定性,一般采用加密的通道进行传输。对于特殊的指令,将通过前期拟定的工业标准进行传输,确保数据可以准确、快速的发送到目标地。根据目前的大数据架构,可以容纳至少500T数据的量。每天实时处理至少数十亿条数据量。为了满足如此大的数据要求,存储架构上采用“动”、“静”分离的模式。“动”则是说采用大数据的hbase进行动态数据的实时处理与分析,“静”则是说采用DB2数据库作为后台的warehouse数据池,提供非实时的历史数据查询。通过这种“动、静”分离的架构,结合数据库高可用模型,实现数据的有效存储与处理,符合业务的实时性和有效性。

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经验以及给同行们的建议

目前我们已经在车联网探索的路上走过了4个春秋,从研究到计划、从设计到实施、从数据收集到产出、从小白到有一定的积累。本文主要是起到抛砖引玉的作用,简单分享一下在这个过程中的一些经验,希望可以和大家多交流。简要的做了一下归纳,主要分为以下两大方面:

技术开放性

车联网作为人、车、路互联互通的物联网,技术上的要求是非常严格和严谨的。在选择上,我们是基于支持云部署的高性能分析与AI平台,以及支持多云的云对象存储,合理的将资源分配到更适合的平台,以达到最优的实践效果。结合高速并行存储和海量数据平台,提供统一的、永远在线的数据访问满足数据采集、存储、整理和不同应用接口的需要。合理的应用Redis及Kafka等开源技术,实现各个平台和数据的无缝粘合。建议企业也要在技术研发上多投放资源,确保车联网的技术快速更新,稳定发展。

车联网信息安全

安全是个永恒的话题,在这方面我们主要从两个方面进行加固。一个是“密”,一个是“封”。

“密”主要是说从数据的收集、传输到存储均采用加密方式。确保整个链路不会被恶意植入或者破坏。同时在系统侧,我们采用服务器安全加固策略,启用严格的系统防护规则、防火墙和安装企业级杀毒软件,确保系统安全稳固。

“封”主要是说通过技术手段封闭不必要的端口,仅保留通信所需的必要端口被开放,通过防火墙和安全策略加固通道。不同的车载设备需要的协议和端口自然不同,从长远考虑,建议车企还是固定用几种不同的设备,便于管理和维护。同时也方便后期各种衍生系统的接入和监控。

除此之外,还有一条给同行们的建议,关于UI设计:

通过上面的介绍,大家知道车联网是通过移动互联网技术进行通信的。为了让用户更好的体验车联网带来的益处,必然要注重用户体验,产品UI自然是用户与汽车对话的第一道门槛。题外话,个人认为APP整体风格尽量互联网化,基于安卓系统或者IOS系统设计的车载终端在整体图标设计和排列上要做到简单明快,个人比较喜欢流线设计风格。UI设计一般是由多个设计部件组合而成,包括尺寸、分辨率、文字、颜色、图标、控件、用户体验等,外部因素对界面设计的影响也至关重要,包括屏幕摆放方式、位置、角度、光照等。只有充分考量外部因素,合理有效的组合设计零部件,才能确保内容优先、良好的易读性、精准点击、快速响应以及优秀的用户体验。

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典型的车联网应用场景

说了这么多的理论知识,以下部分将主要介绍几个典型的车联网应用场景,更直观的看一下车联网在现实中的实际应用,当然不限于以下场景。

针对用户侧

车联网在用户侧的应用场景最丰富,比如用户可以通过车内终端系统进行导航、娱乐节目选播、远程控制及车体各部件功能自检。同时车企一般会与第三方的平台合作,丰富车载终端界面,比如足不出车实现外卖、道路救援、各种查询功能等。这种以个人消费者为中心的车载服务模式,未来将成为主要的盈利点。

针对政府机构侧

车联网的属性就是人、车、路互联互通。政府通过大数据平台、通信服务设施、车载数据搜集等方式对市内交通、车辆状况进行进程诊断和监控,智能判断路况信息,构建智慧交通。

针对物流侧

对于物流方面应用更是广泛。以车队管理为中心,各种物流公司可以通过数据平台、车载硬件、通信等技术对车辆安全状况、运营成本、物流调度等进行监控,降低车辆管理成本。

针对金融保险侧

保险业也是车联网的主要应用之一,通过车载硬件对驾驶员驾驶行为、车辆事故情况进行采集,通过历史数据对比车辆的整体运行情况。将数据体现在整体的保费差异化上。通过这种差异化分析,可以对次年的保费进行相应的调整,从而实现技术辅助业务,一切用数据说话。

作者:张志强,某汽车制造企业从业者。多年的云计算、虚拟化架构设计、企业信息化建设、自动化运维经验。熟练掌握X86、Power、存储、虚拟化等硬件设备调优与配置。拥有丰富的混合元架构及管理经验,信息安全及网络架构的设计与运维。

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