基于IOV的车队管理车联网解决方案

1 引言

车队管理(Fleet management)[1]，即管理公司的运输车队，包括商业机动车辆，如轿车、面包车、卡车及轨道车等。车队(车辆)管理包括一系列的功能，如汽车融资、汽车保养、汽车远程信息处理(跟踪和诊断)、驾驶员管理、速度管理、燃油管理及健康和安全管理。车队管理可以使依赖于运输业务的公司消除或尽量减少与汽车投资相关的风险，提高效率和生产力并减少整体运输和人员成本。

我国大多数企业车辆调度缺乏统筹规划，车辆使用状态不清楚，公司急需用车时，还要一一询问哪辆车可用，有时还会出现多辆车走重复路线的现象，造成严重的时间和资源浪费;对车辆档案信息及车辆相关事务的管理通过手工记录或人工记忆，在很大程度上造成资料建立不完善，查找困难，有效保存时间短暂等问题;以员工的个人素质与职业道德来约束，不能避免出私车、干私活、偏离正常工作范围等行为，各种费用的真实性也无证可查(如谎报过桥费、加油费、维修费等);发生交通事故责任归属不明确(如无法认定是由于本企业的司机违规还是对方违规)，给企业带来经济损失和声誉损失[2]。

随着全球定位系统技术的不断成熟和完善，市场上层出不穷的GPS车队管理系统的竞争也日渐白热化。但由于市场上的产品大多都是单一的GPS功能模块[3]，一些企业苦于找不到一款能集成GPS定位和车队日常信息管理、油耗统计、故障诊断等功能于一体的产品，结果只能逐一购买不同功能的产品分别使用，这样既增加了成本(除购买外还包括管理人员及维护费用)，也不能实现高度的兼容。车队管理的信息化不单是能够实现定位监控这些基本的功能需求，而更多的应该关注车队运营的一体化管理。

为从根本上解决企业车队管理中存在的问题，真正实现车队运营的一体化管理，提高效率并减少成本，本文提出基于车联网(IOV)的解决方案。首先给出IOV的体系架构——端管云，然后在该体系架构基础上提出车队管理的框架及解决方案，最后从四个方面分析此方案可以为企业车队管理带来的主要效益。

2 车队管理的车联网解决方案

车联网(IOV：Internet of Vehicle)是移动互联网、物联网向业务实质和纵深发展的必经之路，是未来信息通信、环保、节能、安全等发展的融合性技术[4]。车联网是指车与车、车与路、车与人、车与传感设备等交互，实现车辆与公众网络通信的动态移动通信系统。它可以通过车与车、车与人、车与路互联互通实现信息共享，收集车辆、道路和环境的信息，并在信息网络平台上对多源采集的信息进行加工、计算、共享和安全发布，根据不同的功能需求对车辆进行有效的引导与监管，以及提供专业的多媒体与移动互联网应用服务。

未来人们对信息消费的需求，反映在技术和设备层面，可解析成对Processor、Sensor、Storage、Security、Service和SaaS(Software as a Service)的需求;在解决方案层面，可以归结为未来信息通信与消费的世界是一个“终端-网络-业务”三者缺一不可的世界，或者称之为“端(Client)-管(Connection)-云(Cloud)”协同的世界[5]。

2.1 车联网的“端-管-云”体系架构

由车联网的概念，可以归纳出车联网必备的三层要素，如图2.1所示。

图2.1 端-管-云体系架构图

第一层(端系统)：端系统是汽车的智能传感器，负责采集与获取车辆的智能信息，感知行车状态与环境;是具有车内通信、车间通信、车网通信的泛在通信终端;同时还是让汽车具备IOV寻址和网络可信标识等能力的设备。端系统应该包含两类的终端：车载智能终端以及手机、PC等智能客户端。

车载智能终端

IOV最核心的技术之一是根据车辆特性，给汽车开发了一款GID (Global IDentificaTIon)终端。GID改进了传统RFID (Radio Frequency IDenTIficaTIon)单向、短程、低速、被动、无智能、无感知、无通信、覆盖面积小、高成本、非标准、易丢失毁坏等问题。它是一个具有全球泛在联网能力的通信网关和车载终端，是车辆智能信息传感器，同时也具有全球定位和全球网络身份标识(网络车牌)功能。GID将汽车智能信息传感器、汽车联网、汽车网络车牌三大功能融为一体，具体表现为：

1) 车辆状态的信息感知功能：GID与汽车总线(OBD、CAN等)相连，内嵌多种传感器，可感知和监控几乎所有车辆的动态与静态信息，包括车辆环境信息和车辆状态诊断信息等;

2) 泛在通信功能：GID具有V2V、V2I和自组网(SON、移动Ad Hoc、AGPS等)的能力，具有车内联网以及多制式之间的桥接与中继功能，具备全球通信、全球定位与移动漫游能力;

3) 汽车网络车牌功能：GID从汽车、网络、用户中提取天然属性，生成汽车的“网络身份证”，使得每辆汽车在网络中都具有一种天然、唯一性的身份标识，它不是一个标签，而是网络可信标识与寻址技术。

手机、PC等智能客户端

手机、PC等智能客户端也是必不可少的一部分，其存在价值在于增加用户良好的体验。车辆所有的物理信息以及感知信息都存于云平台中，云平台为客户提供各种各样的服务，如个人车辆信息档案(车辆档案、保险档案、购车档案、驾照、行驶证、维修记录等)、全方位安全服务(电子栅栏、区域设防、擦碰维修、快速理赔、事故报警、事故定位、辅助防盗、紧急救援、拖车、状态报警、车辆监控等)、车辆网络在线服务(年检、罚单通知、保险到期提醒、4S店服务、车厂召回、互联网服务应用等)、关注车辆行驶信息(位置、轨迹、速度、车况、油耗等)。而最终还是通过手机、PC等智能客户端呈现给客户，它是车辆与人相连接的桥梁，很好地体现了SoLoMo(Society、LocaTIon、Mobility)互联网服务及其互操作性。

第二层(管系统)：解决车与车(V2V)、车与路(V2R)、车与网(V2I)、车与人(V2P)等的互联互通，实现车辆自组网及多种异构网络之间的通信与漫游，在功能和性能上保障实时性、可服务性与网络泛在性，同时它是公网与专网的统一体。

第三层(云系统)：车联网是一个云架构的车辆运行信息平台，它的生态链包含了ITS、物流、客货运、危险特种车辆、汽修汽配、汽车租赁、企事业车辆管理、汽车制造商、4S店、车管、保险、紧急救援、移动互联网等，是多源海量信息的汇聚，因此需要虚拟化、安全认证、实时交互、海量存储等云计算功能，其应用系统也是围绕车辆的数据汇聚、计算、调度、监控管理与应用的复合体系。

车联网相关的云服务，主要分为三类。

1) IaaS(Infrastructure as a Service)基础云服务：基于云框架，提供车联网与交通相关的基础计算服务，如车辆/交通状态数据存储、车辆区域监控、车辆安全状态监控、道路交通实时分析、接入计费与结算等;同时，作为一种核心能力，以开放性接口API提供给任何第三方应用开发商使用，帮助他们快速构建相关的应用服务。

2) PaaS(Platform as a Service)平台云服务：提供海量GPS数据和GID数据处理、云存储、信息挖掘与分析、信息安全、数据总线等功能。

3) SaaS应用云服务：基于基础云服务的能力和第三方的服务资源，任何开发者可开发出特定的支持车联网特性的应用，并能发布和支持多种用户终端(特定终端、PC浏览器、手机等)。

IOV云系统是具有资源整合能力的车联网移动云计算平台，为车联网产业链开放性提供基础。它提供的服务平台包括：基于SoLoMo的先进服务平台，如基于位置的快速搜索、车辆在线诊断、车辆轨迹跟踪、快速找车租车等;“车辆与使用者”的位置数据库平台，如基于位置的数据挖掘与分析、具有通信指纹功能的“智能会员卡”等;基于车辆租赁、4S服务的信息链，如汽车租赁业务、车辆社区与产业链跟踪等。其典型且独特的服务有虚拟电子栅栏，汽车黑匣子，车辆网络车牌，隐私管理，租赁物体、物流、两客一危车辆管理等[6]。

值得注意的是，目前GPS+GPRS并不是真正意义上的车联网，也不是物联网，只是一种技术的组合应用，目前国内大多数ITS试验和IOV概念都是基于这种技术实现的。简单基于这样的技术来发展车联网，并不能很好地体现车联网的真正优越性。GID的出现将汽车智能信息传感器、汽车联网、汽车网络车牌三大功能融为一体，为整个车联网的发展带来了革命性的进步。

2.2 基于IOV的车队管理解决方案

传统的车队管理方法在其效益和成本等方面有很大的局限性，多年以来，这为中小企业的发展带来了许多困扰。中小企业由于规模与资金等种种因素的制约，花费高额资金投入到建立一个实时在线的监控系统并不现实。而车联网的诞生，将从根本上解决所有这些问题。车辆具备了连接互联网的能力，就像手机、电脑，车与车、车与人的互连互通变成理所应当的事。而唯一需要做的就是为车辆配备车载智能终端GID。

针对传统车队管理的局限性，本文借助车联网的端-管-云架构设计出动态的车队管理系统[7]，包括三部分：GID信息收集，云平台资源整合以及实时在线监管。基于IOV的车队管理系统框架如图2.2所示。

图2.2 基于IOV的车队管理系统框架

GID信息收集的主要功能是收集车辆所有静态与动态的信息，并实时上报。它与车辆内部CAN总线相连，可以感知车辆任何动态运行信息，包括车门，水温，油耗，电压，车速等数据，还包括车辆可年检数据，车辆VIN解析，车辆数字基因的生成，车辆其它传感器的感知数据，完全实现了车辆的全方位实时感知。其次，GID具备泛在通信能力，具有车内联网以及多制式之间的桥接与中继功能，具有全球通信、全球定位与移动漫游能力。最简单的方式就是使用现有的蜂窝网络，实现车车，车人的互连互通。它是公网与专网连接的桥梁。最后，GID还具备汽车网络身份证功能，如前所述，它从汽车、网络、用户中提取天然属性，生成汽车的“网络身份证”，使得每辆汽车在网络中都具有一种天然、唯一性的身份标识，它不是一个标签，而是网络可信标识与寻址技术。GID的网络身份证功能的重大突破在于实现了真正意义上的车辆唯一性标识。它从汽车的物理属性、网络、用户等方面提取汽车的天然属性，如同人的DNA一样，唯一地标识汽车。车辆在安装GID之后，企业就可以对车辆的实时使用情况进行监管，记录车辆的行驶轨迹。在遇到紧急情况时，也可以及时了解事故车辆的属性，并实时报警。

云平台的功能可以概括为信息储存以及资源整合。云平台中具有企业车辆独特性能的数据库。车辆档案数据库，存储车辆网络身份证、车辆功能档案、保险档案、行驶证、维修记录等，能够快速通过此数据库获取车辆的功能属性信息(隶属企业、用途、当前公干任务等)。位置数据库，存储车辆的实时位置、轨迹、速度、到达时间等动态数据，以实现车辆的实时监管，轨迹回放等。CAN数据库，存储车辆的自然属性信息。

有了GID收集信息的强大功能以及云平台的资源存储整合功能，企业的车辆监管不再是难题。云平台的IaaS基础云服务可以向第三方应用开发商提供开放性接口API，企业只需定制其所需的应用服务即可，而免去了漫长而昂贵的车队管理系统的研发过程。

目前，第三方应用开发商提供的应用服务大部分是基于手机、PC的客户端。企业的管理人员可以通过此类客户端实时跟踪出行车辆的轨迹、车况、台账等。同时，根据实时的监控对车辆进行安排和路线规划，以提高企业车辆的运行效率、降低运营成本。

基于IOV的企业车队管理方案从根本上解决了企业车辆管理难的问题，车辆的运营变得透明化。从企业的角度看，有利于车队的规划调度，提高企业效率;避免了某些员工出私车、干私活、谎报运行费用等不良行为。从社会的角度看，车辆的信息可以及时地被获取到。例如，车辆(如危险品货车)在发生意外事故之后，其相关信息(货物性质、应急措施等)可以被快速地获取到，这样有利于相关人员采取有效的应急措施。接下来将论述基于IOV的车队管理方案对中小企业带来的效益。

3 经济效益

一个注重自身管理(车队管理是其中一部分)的企业会使整个公司高效运作，创造出更多的经济和社会价值，也利于内部员工形成对本企业文化的认同感，进而带动其他企业最终促使整个社会效率提高。下面我们主要分析基于IOV的车队管理方案可以为中小企业带来的各种效益。

3.1 灵活调度，节约时间和资源

目前大多数企业对自己的车辆不能做到很好的统筹安排。就算可以定位到车辆的当前位置，但由于不清楚车辆的使用状态和目的地，也无法进行合理的调度。基于IOV的车队管理方案不仅可以使管理者通过PC端或手机客户端在地图上精确定位到每辆车的当前位置，还能了解每辆车的使用情况(如已有任务或等待安排)以及设定的目的地。当有新的用车需求出现时，管理者可以指定与之邻近的等待安排车辆接收此任务，或者查看邻近的已有任务车辆的目的地，若两次任务的目的地距离较近或在同一条路线上，可以将新任务也安排给该车辆，以节约时间和资源。

3.2 有效监控，节省开支

时下公车私用俨然成为社会的热点话题，无论是政府单位还是公司企业，公车私用已成诟病，“两会”再次聚焦公车改革。那有没有切实的措施减少公车私用呢?答案是肯定的，除了制定严格的公车管理制度外也需要借助科技手段。基于IOV的车队管理方案精确统计行驶里程和油耗，可以避免公车私用、盗油等一系列问题，减少开支。以当前的保险理赔车辆试用情况来看，一天的车程可降低1/6~1/8，按照一天70公里，每公里1.50元人民币油费计算，每天节省大概15元，100辆车的情况下，每天就可省下1500元，一年就省下54万，这还未将省下的车辆使用磨损费、维修费和过路费等计算在内。

基于IOV的车队管理方案能够如实记录司机的行驶速度、停车时间和其他出车行为，作为公司考核员工的重要依据，司机会更加规范驾驶行为，提高工作效率。

3.3 在线故障诊断，安全放心

目前大多数企业要求司机定期对车辆进行检查、维护和保养，但由于涉及到太多人为因素，司机个人的责任感不强或经验不足都有可能使车辆存在的问题未得到及时解决，安全隐患无法排除。基于IOV的车队管理方案提供在线故障诊断、保养提醒等功能，使得车辆故障早发现早解决，确保司机的个人安全和公司的财产安全。

3.4 IOV云平台资源整合，可靠便捷

IOV云平台将重要的汽车数据、个人驾乘数据和服务整合起来。汽车数据包括汽车的各种静态信息和动态信息等。静态信息可细分为车辆登记信息、销售信息、保险信息、运营信息、罚单信息、自检信息和维修记录等。动态信息可细分为水温、电压、车速、油耗、里程、故障码等。个人驾乘数据包括驾驶员信息、行车记录等。有了IOV云海量数据存储平台，人们不可能随意编造或篡改数据，信息的真实可靠性得到保障。这样可以有效减少谎报过桥费、加油费和维修费等行为，发生事故时认定责任也有了切实可行的依据(查看行车记录，判断是否超速驾驶、是否打开转向灯、是否及时刹车等)。此外，由于所有资源高度整合、永久保存，查看管理起来更加高效便捷。

4 总结

车联网是特殊的通信形态，是电信转型、互联网转型、工业化与信息化结合的下一个重心，是汽车工业发展的新兴领域。它的崛起将对企业的运营管理各方面带来巨大的变革。车联网的核心技术——GID让车“上网”变得可行，因此，相对于传统的企业车队管理，基于IOV的车队管理系统可以对企业车辆进行实时在线的监管、调度、诊断等，从而形成有效利用资源、提高工作效率、节省开支、安全可靠等多赢局面。