車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用課件：V2N場景應(yīng)用

車聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵場景應(yīng)用

V2N場景應(yīng)用2021年10月31日，蔚來汽車發(fā)布FOTA三周年成績單，三年間共發(fā)布了68個(gè)版本，涉及182項(xiàng)功能新增、376項(xiàng)功能優(yōu)化，累計(jì)推送1000000+車次。蔚來依靠自主研發(fā)的域控制器，可以對(duì)整車超過35個(gè)電子控制單元實(shí)行固件升級(jí)，打造“可進(jìn)化”的汽車，持續(xù)提高用戶體驗(yàn)。令情景導(dǎo)入任務(wù)目標(biāo)口知識(shí)目標(biāo)：

1.了解V2N應(yīng)用場景的概況；

2.理解V2N應(yīng)用場景的數(shù)據(jù)交互需求?？谀芰δ繕?biāo)：

1.掌握V2N數(shù)據(jù)幀讀取方法，能解析典型V2N報(bào)文；2.具備查閱技術(shù)文件，配置、傳遞V2N數(shù)據(jù)幀，實(shí)現(xiàn)典型V2N應(yīng)用場景的能力；

3.具備《智能汽車大數(shù)據(jù)管理與應(yīng)用》職業(yè)技能等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的車端、路端工作領(lǐng)域系統(tǒng)集成應(yīng)用的相關(guān)能力?？谒刭|(zhì)目標(biāo)：

1.培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作等社會(huì)能力；

2.培養(yǎng)科學(xué)探究精神和嚴(yán)謹(jǐn)工匠精神；

3.培養(yǎng)愛國主義情懷和民族自信。一、V2N應(yīng)用場景口V2N

(Vehicleto

Network)或V2C

(Vehicleto

Cloud)通信，是指車輛中車載設(shè)備通過網(wǎng)絡(luò)與云平臺(tái)連接，云平臺(tái)與車輛之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，并對(duì)獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和處理，提供遠(yuǎn)程交通信息推送、娛樂、商務(wù)服務(wù)和車輛管理等。口V2N應(yīng)用場景，是指通過C-V2X技術(shù)實(shí)現(xiàn)車輛導(dǎo)航、車輛遠(yuǎn)程監(jiān)控、緊急救援、信息娛樂服務(wù)和SOTA

、FOTA服務(wù)等?？谂cV2I的主要區(qū)別在于V2N的雙方通過LTE網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行相互溝通。V2N通信連接車輛與云端服務(wù)，通過LTE網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)，而V2I則專注于車

與路邊基礎(chǔ)設(shè)施如交通燈的直接交互，不經(jīng)過云平臺(tái)。V2N能提供更廣泛的服務(wù)，包括遠(yuǎn)程信息娛樂和車輛管理等，而V2I主要關(guān)注于道路安全和交通流量管理等局

部功能。V2N依賴于現(xiàn)有的LTE網(wǎng)絡(luò)向云平臺(tái)發(fā)送數(shù)據(jù)，再將反饋信息傳回車輛；V2I通常使用短距離通信技術(shù)，數(shù)據(jù)

不必經(jīng)過遠(yuǎn)程服務(wù)器。一、V2N應(yīng)用場景口V2N與V2I的區(qū)別應(yīng)用場景和功能范圍數(shù)據(jù)傳輸路徑差異

通信參與方的區(qū)別

C-V2X技術(shù)與車輛導(dǎo)航C-V2X(Cellular

Vehicle-to-Everything)是一種基于蜂窩網(wǎng)絡(luò)的通信技術(shù)，用于支持車輛與其他車輛、行人和基礎(chǔ)設(shè)施之間的通信。在車輛導(dǎo)航中，

C-V2X能提供更精確的定位和更安全的行駛路徑。車輛導(dǎo)航的V2N應(yīng)用V2N(Vehicle

to

Network)是車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的一種，它通過將車輛連接到網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)交通信息的共享。在車輛導(dǎo)航中，

V2N可以提供實(shí)時(shí)路況、導(dǎo)航路線優(yōu)化等服務(wù)。車輛導(dǎo)航的未來展望隨著科技的發(fā)展，未來的車輛導(dǎo)航系統(tǒng)將更加智能，能夠結(jié)合大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)進(jìn)行預(yù)測和決策，為駕駛員提供更優(yōu)的導(dǎo)航方案，提升駕駛體驗(yàn)和安全性。一、V2N應(yīng)用場景口V2N的車輛導(dǎo)航應(yīng)用場景

3

2

1

C-V2X

(Cellular

Vehicle-to-Everything)技術(shù)是實(shí)現(xiàn)車輛與網(wǎng)絡(luò)

云平臺(tái)連接的關(guān)鍵，它允許車輛通過LTE網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)交互，為車輛遠(yuǎn)程監(jiān)控提供了通信基礎(chǔ)。在車輛遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中，車載設(shè)備與云平臺(tái)之間的數(shù)據(jù)交互包括收集、發(fā)送和接收過程，云平臺(tái)負(fù)責(zé)存儲(chǔ)和處理這些數(shù)據(jù)，確保信息的及時(shí)更新和準(zhǔn)確性。鑒于車輛遠(yuǎn)程監(jiān)控能產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，系統(tǒng)在應(yīng)用層實(shí)現(xiàn)了訪問許可、信

息鑒別和加密保護(hù)，這些措施不僅保障了數(shù)據(jù)的安全性，還為收費(fèi)服務(wù)和支付過程提供了支持。C-V2X技術(shù)在車輛遠(yuǎn)程監(jiān)控的應(yīng)用安全性與支付功能數(shù)據(jù)交互和處理機(jī)制一、V2N應(yīng)用場景口V2N的遠(yuǎn)程監(jiān)控應(yīng)用場景緊急導(dǎo)航系統(tǒng)在緊急救援中，利用C-V2X技術(shù)實(shí)現(xiàn)的

車輛導(dǎo)航功能至關(guān)重要，它能夠指導(dǎo)司機(jī)迅速找到最近的救援中心或安全路徑，減少事故發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。車輛遠(yuǎn)程監(jiān)控緊急救援中的車輛遠(yuǎn)程監(jiān)控允許救援中

心實(shí)時(shí)了解車輛狀態(tài)，包括位置、速度和可能的技術(shù)故障，以便及時(shí)提供必要的援助和支持。緊急救援的通信基礎(chǔ)緊急救援依賴于V2N或V2C技術(shù)，通過

車載設(shè)備與云平臺(tái)的數(shù)據(jù)交互，為車輛提供實(shí)時(shí)交通信息和遠(yuǎn)程管理服務(wù)，確保在緊急情況下快速響應(yīng)。一、V2N應(yīng)用場景口V2N的緊急救援應(yīng)用場景SOTA服務(wù)SOTA

(Software

Over-The-Air)服

務(wù)指的是通過無線網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程更新車載軟件，使車輛功能得到優(yōu)化和升級(jí)，提升駕駛體驗(yàn)和安全性。FOTA服務(wù)FOTA

(Firmware

Over-The-Air)服

務(wù)允許制造商向消費(fèi)者的設(shè)備推送固件更新，常用于智能手機(jī)、平板電腦等智能設(shè)備，確保設(shè)備運(yùn)行最新版本。信息娛樂體驗(yàn)結(jié)合V2N技術(shù)，提供多樣化的娛樂內(nèi)容，如音樂、視頻流服務(wù)，豐富駕乘體驗(yàn)，同時(shí)支持商務(wù)應(yīng)用，提高旅途生產(chǎn)力。一、V2N應(yīng)用場景口V2N的娛樂和OTA服務(wù)應(yīng)用場景二、道路收費(fèi)服務(wù)V2P應(yīng)用場景口道路收費(fèi)服務(wù)(Road

Toll

Service

，RTS)，是指車輛行進(jìn)到城市道路或高速公路的收費(fèi)區(qū)域時(shí)，車輛接收路側(cè)發(fā)布的收費(fèi)信息，并通過車路交互完成繳費(fèi)業(yè)務(wù)，包括開放式收費(fèi)(如過路橋收費(fèi)、擁堵收費(fèi))、區(qū)域式收費(fèi)(如高速路段收費(fèi)、停車場收費(fèi))?？赗TS應(yīng)用通過車載終端與路側(cè)單元的數(shù)據(jù)交互，在保證支付安全的條件下減少付費(fèi)時(shí)間，有效提高付費(fèi)成功率和車輛通行效率。開放式道路收費(fèi)(單次通道收費(fèi))服務(wù)區(qū)域式道路(如高速公路)收費(fèi)服務(wù)二、道路收費(fèi)服務(wù)V2P應(yīng)用場景口道路收費(fèi)服務(wù)(Road

Toll

Service

，RTS)，是指車輛行進(jìn)到城市道路或高速公路的收費(fèi)區(qū)域時(shí)，車輛接收路側(cè)發(fā)布的收費(fèi)信息，并通過車路交互完成繳費(fèi)業(yè)務(wù)，包括開放式收費(fèi)(如過路橋收費(fèi)、擁堵收費(fèi))、區(qū)域式收費(fèi)(如高速路段收費(fèi)、停車場收費(fèi))。出口及結(jié)算區(qū)場景處理當(dāng)車輛離開收費(fèi)區(qū)或經(jīng)過分段結(jié)算區(qū)時(shí)，同樣需要識(shí)別由RSU-2發(fā)出的收費(fèi)服務(wù)信息。車輛會(huì)將包括安全模式、服務(wù)類型、系統(tǒng)信息、車輛信息在內(nèi)的一系列數(shù)據(jù)，以及過站信息一并傳送至RSU-2以完成結(jié)算流程。交易信息的獲取與驗(yàn)證RSU負(fù)責(zé)獲取交易信息并與EV共享，同時(shí)提供隨機(jī)數(shù)和秘鑰版本信息以供EV鑒別文件真實(shí)性，確保交易數(shù)據(jù)的完整性和準(zhǔn)確性。入口場景下的車輛行為在區(qū)域式道路收費(fèi)服務(wù)的入口場景中，車輛一旦進(jìn)入該區(qū)域并接收到RSU-1的廣播信息，便開始識(shí)別所需的安全模式和具體的收費(fèi)服務(wù)類型，并將這些關(guān)鍵信息回傳給RSU-1完成識(shí)別過程。車輛與RSU的交互流程在安全模式2下，車輛EV首先發(fā)送系統(tǒng)信息和隨機(jī)數(shù)給RSU獲取訪問許可，然后雙方交換車輛信息和交易信息，最后EV生成并發(fā)送交易憑證。安全模式1下的信息交互在安全模式1中，車輛通過EV與路邊單元RSU進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。當(dāng)車輛進(jìn)入收費(fèi)區(qū)域時(shí)，它會(huì)接收來自RSU的收費(fèi)服務(wù)信息，

并據(jù)此確定安全交互模式及服務(wù)類型后再發(fā)送相關(guān)信息給RSU。安全模式2的工作機(jī)制安全模式2通過ETC電子收費(fèi)系統(tǒng)的安全機(jī)制，在應(yīng)用層實(shí)現(xiàn)訪問許可、信息鑒別、加密保護(hù)，確保道路收費(fèi)和支付過程的安全性。令安全模式2令安全模式1道路收費(fèi)信息廣播RSU負(fù)責(zé)向外廣播道路收費(fèi)服務(wù)信息，這一步驟是車輛進(jìn)入收費(fèi)區(qū)域前獲取收費(fèi)相關(guān)信息的關(guān)鍵，確保司機(jī)或車載系統(tǒng)了解當(dāng)前路段的收費(fèi)策略。車輛與RSU的信息交互車輛在接收到RSU的信號(hào)后，根據(jù)所選的安全模式，向RSU發(fā)送必要的信息以完成身份驗(yàn)證和服務(wù)類型確認(rèn)，這是確保正確計(jì)費(fèi)的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)。交易憑證的生成與驗(yàn)證車輛依據(jù)消費(fèi)信息創(chuàng)建交易憑證，并根據(jù)安全模式附加支付賬戶或鑒別碼，之后發(fā)送至RSU進(jìn)行驗(yàn)證和處理，此步驟是完成支付

和獲得通行權(quán)限的核心過程。二、道路收費(fèi)服務(wù)V2P應(yīng)用場景口道路收費(fèi)服務(wù)RTS的應(yīng)用場景開放式道路收費(fèi)(單次通道收費(fèi))服務(wù)312口道路收費(fèi)服務(wù)RTS的應(yīng)用場景1

安全模式下的操作流程

2

系統(tǒng)提供兩種安全模式供車輛選擇，以保障交易安全性。在安全模式1中，車輛直接發(fā)送相關(guān)信息至路側(cè)單元；而在安全模

3

式2中，車輛需先驗(yàn)證由路側(cè)單元生成的訪問許可。車輛與路側(cè)單元的數(shù)據(jù)

交互在區(qū)域式道路收費(fèi)系統(tǒng)中，車輛與路側(cè)單元通過數(shù)據(jù)交互完成收費(fèi)服務(wù)。車輛駛?cè)霑r(shí)接收來自路側(cè)單元的服務(wù)信息，并基于所選服務(wù)類型和安全模式進(jìn)行相應(yīng)操作。交易信息的生成與驗(yàn)證車輛記錄站點(diǎn)信息并據(jù)此生成交易憑證，隨后根據(jù)所選安全模式將憑證與支付賬戶信息或信息鑒別碼發(fā)送給路側(cè)單元，最終接收到交易結(jié)果及駛?cè)胩崾?。二、道路收費(fèi)服務(wù)V2P應(yīng)用場景區(qū)域式道路(如高速公路)收費(fèi)服務(wù)二、道路收費(fèi)服務(wù)V2P應(yīng)用場景口道路收費(fèi)服務(wù)RTS的通信方式令車輛EV與RSU之間以單播/廣播方式進(jìn)行信息交互；令RSU周期性廣播道路收費(fèi)消息?？诘缆肥召M(fèi)服務(wù)RTS的基本原理令PSAM和ESAM分別為嵌入路側(cè)RSU和車載OBU的安全控制模塊，并存儲(chǔ)終端收費(fèi)業(yè)務(wù)的應(yīng)用數(shù)據(jù)；令OBU需驗(yàn)證RSU的訪問權(quán)限，RSU需鑒別OBU寫入到ESAM信息的合法性。PSAM和ESAM是系統(tǒng)中的安全控制模塊，分別嵌入在路邊單元RSU和車載單元OBU中。它們負(fù)責(zé)存儲(chǔ)處理收費(fèi)業(yè)務(wù)的應(yīng)用數(shù)據(jù)，確保交易信息的完整性和安全性。路邊單元RSU對(duì)車載單元OBU寫入到ESAM的信息進(jìn)行鑒別，以驗(yàn)證信息

的合法性。這一過程保障了交易過程

中信息的準(zhǔn)確性，避免了欺詐行為的

發(fā)生。車載單元OBU具備驗(yàn)證功能，它需要核實(shí)路邊單元RSU的訪問權(quán)限，以確

保只有授權(quán)的RSU可以發(fā)起通信，從而