车联网可视化，推动智能网联车产业革新

Posted 2021-10-28 图扑软件

前言

20 世纪末以来，汽车时代从机械阶段，相继经过电子和通信阶段，走向网联阶段和至今的智能阶段，未来，汽车将会实现认知和自动驾驶。

近年来，车联网产业引来了无数传统企业、互联网企业以及创新企业入局，共同围绕“新技术、新理念、新模式”，打造新一代的智能汽车。智能网联汽车综合了 AI、IoT、视觉计算、雷达、GPS 等多项技术。

车联网实现了人们“第二空间”汽车的智能化，同时也是万物智联中的一部分，汽车不再是冰冷的机器，而是有感情、温度的智能硬件。车联网在推动汽车产品升级的同时，数字技术的演进，同样赋予了汽车感知和智慧，让汽车从交通工具向智能终端进化，具有了交互和服务的能力。

今天将运用 Hightopo 自主研发的 HT for Web 可视化产品，将车联网上下游数据有效整合于一屏。让城市车辆运维人员更加直观透明的进行管理维护。

效果展示

利用 HT 引擎提供的多边型呈现地图区块，拼接来实现预期效果，相比之下更加轻量快捷，不需要建模就可以完成，极大降低了实施成本和周期。HT 也整合了开源方案实现了 2D、3D 上 WebGIS 的功能，可叠加各类地图底图数据。特有的布局机制，使得页面自适应各种屏幕，比例可以随意调节，不影响画面质感。

开篇以全球地图为基，辅以动画。在全球繁多的信息中搜索到图扑车联网数据可视化，用经纬线定位到天津市，点击天津市云计算的 2D 面板下钻至天津市的整体三维场景，并对真实网络空间中的网络架构、系统设备、业务流程的运行状态及运行环境进行模拟和复现。

主界面的 5G 基站以动态水波的形式展示天线所发射的无线电波，为了支持灵活的组网架构，适配不同的应用场景，5G 无线接入网存在多种不同架构、不同形态的基站设备。从设备架构角度划分，5G 基站可分为BBU-AAU、CU-DU-AAU、BBU-RRU-Antenna、CU-DU-RRU-Antenna、一体化 gNB 等不同的架构。从设备形态角度划分，5G 基站可分为基带设备、射频设备、一体化 gNB 设备以及其他形态的设备。

城市道路上的动态线条代表穿梭的车流，和顶端的 5G 网络遥相呼应，展示车联网脉络。界面左下方有 5G 云计算、基站信息、交通信息三个按钮可点击，运维人员可自由切换，快速进行数据监控。通过 Hightopo 的可视化产品能有效将 2D、3D 画面融合，让数据的呈现更直观。

5G计算

5G 主要的目标是提高数据传输的带宽和速度、减少延迟、节省能源、降低成本、提高系统容量和实现大规模设备连接。5G 通过采用高压缩密度调制解调，28GHz 毫米微波通信，多输入多输出 MIMO 相控数组天线等一系列的技术创新，将数据传输速度提升百倍，到达 10Gbps。

5G 将引领产业互联网的技术和业务创新，并与物联网、大数据、人工智能、虚拟现实、区块链等技术深度融合。云计算作为信息技术的新常态和发展基石，在 5G 时代将继续承担重要的技术平台，成为企业创新和数字化转型的关键。

国际标准化组织 3GPP 定义了三个 5G 的主要应用场景:

• 增强移动带宽业务（enhanced Mobile Broadband ，eMBB）

• 大规模物联网业务（Massive Machine Type Communication，MMTC）

• 高可靠低延时连接业务（Ultra-Reliable Low-Latency Communication ，URLLC)

基于此，Hightopo的可视化案例在 5G 云计算页面，设置了传输速率监控、安全检查面板、SSL 漏洞分布、证书类型 4 个数据面板，接入实时数据，可进行网络安全的全面管理。 

安全检查

以雷达扫描模拟系统运作，形象生动，拦截攻击次数和安全防护天数醒目展示，让管理者对系统的安全性做到心中有数。

SSL 漏洞分布

展示 CVE 影响的设备数量，如果影响数值飙升，应立即加大防护力度。SSL证书就是遵守 SSL 协议，由受信任的数字证书颁发机构 CA，在验证服务器身份后颁发，具有服务器身份验证和数据传输加密功能。由于 SSL 技术已建立到所有主要的浏览器和 Web 服务器程序中，因此，仅需安装服务器证书就可以激活该功能。

证书类型

SSL 证书依据功能和品牌不同分类有所不同，大致可分为扩展验证型 (EV)SSL 证书、组织验证型 (OV)SSL 证书、域名验证型 (DV)SSL 证书。

用柱状图显示了不同类型证书的使用比率，运维可根据需求普及某类证书的部署。比如：EVSSL 证书是通过第三方权威机构严格审查其身份后颁发，可以直接在浏览器地址栏直接显示单位名称，有助于增加用户的安全感和对网站的信任度。其严格的审查网站真实身份，使得不法分子很难获得 EVSSL 证书，从而降低用户被钓鱼网站攻击的风险。一般情况下 DV 证书只适合在个人网站或测试系统中使用，由于安全级别较低并不推荐企业用户使用 DV 证书。

随着全球汽车安全事件频发，网联功能需求不断涌现，安全合规已成为企业市场开拓的重要前提条件，车联网行业整体安全形势十分严峻。我们还可以采用车载可信级安全 SDK +路侧智能安全网关+安全运营平台端到端的安全联动架构模式，构建监测、检测、预警、防御、响应与应急处置安全能力，全面覆盖感知侧、传输侧、平台/应用侧防护场景，为智能交通领域的网络安全保驾护航。

基站信息     

通信基站是移动通信网络中最关键的基础设施。移动通信基站有机房，电线，铁塔桅杆等结构部件，其中基站房主要配备信号收发器，监控装置，灭火装置，供电设备和空调设备，塔杆包括防雷接地系统，塔体，基础，支架，电缆和辅助设施等几个部分的结构。

在静态建模基础上，通过叠加多维实时动态数据，进行实时感知和管理。界面左上角不停转动的雷达，扫描基站位置，便于定位管理。

基站监控系统

展示了设备名称、功率、最大功率、状态，细化到单个设备的管理。基站监控系统是对基站动力、安防、消防进行远程的、实时的、全方位的无线检测和控制。完善的预警机制，实现多级告警，保障基站的可靠性并有效降低运维成本。利用防盗探测器与摄像机配合，实现报警自动录像、视频上传，对整个基站实行封闭式管理，从而达到对基站的实时监控和有效的管理，它可以通过以无线网 5G 传输方式进行远程监控。可将监控中心（SC）与监控单元（SU）之间采用 5G 网络进行连接，每个通信机房设置 1 个监控单元站点，从而实现单点对多点的集中控制。

基站信号处理系统

5G 射频单元主要完成 NR 基带信号与射频信号的转换及NR射频信号的收发处理功能。在下行方向，接收从 5G 基带单元传来的基带信号，经过上变频、数模转换以及射频调制、滤波、信号放大等发射链路（TX） 处理后，经由开关、天线单元发射出去。在上行方向，5G 射频单元通过天线单元接收上行射频信号，经过低噪放、滤波、解调等接收链路（RX）处理后，再进行模数转换、下变频，转换为基带信号并发送给 5G 基带单元。把接收到的信号加以稳定再发送出去，这样可有效地减少或避免通信信号在无线传输中的损失，保证用户的通信质量。通过事件处理率，可确定设备功率是否合适，是否需要更换。

基站信号频率

可以检测基站的频率被干扰情况。必须考虑相同信号频率在同一基站或相邻基站产生同频干扰，和相邻信号频率在同一基站产生临频干扰，在此基础上基站信号频率分配要避免通信过程中产生同频干扰和临频干扰。在可视化面板发现干扰较大的情况，可进行频率的重新分配。

交通信息     

基础设施建设速度落后于车辆增长速度，截至 2021 年 3 月全国机动车保有量达 3.78 亿辆；交通拥堵已成为大中城市交通中的普遍现象；交通安全形势严峻，造成的损失巨大。发展智能汽车已经上升为国家战略,是一项国家进程。发展智能汽车早已不是仅仅强调“单车智能”，而是要推动车路协同的落地。

智能交通系统应运而生，它将先进的科学技术（信息技术、计算机技术、数据通信技术、传感器技术、电子控制技术、自动控制理论、运筹学、人工智能等）有效地综合运用于交通运输、服务控制和车辆制造，加强车辆、道路、使用者三者之间的联系，从而形成一种保障安全、提高效率、改善环境、节约能源的综合运输系统。

智能交通的实现是一项系统工程，任何一个环节的缺失，都可能造成“智”而不“能”。比如，支撑自动驾驶升级，除了“聪明”的车，更要有“智慧”的路，这就离不开可知可感的基础设施、数据决策和管理系统等搭建起来的车路协同网络。通过 Hightopo  自主研发的 HT for Web 可视化产品将相关数据呈现给管理者，高效管理道路交通。

监控系统

HT 三维可视化技术采用 B/S 架构，轻量化设计，通过 H5 页面的方式把各路段监控画面集成进去。在同一客户终端上同时监视四路、八路或者十六路直至六十四路前端图像的功能,便于用户对整个监控网点进行对比监测和全局掌控。而当用户点击某一路图像时可放大实时监控，使这一路图像出现在全屏范围内，便于用户观察细节。

市区车辆分布状况

显示了不同时段，大型车、中型车、小型车的分布状况，可提醒市民避开危险路段。

超速车辆监测

车用传感器把汽车运行中各种工况信息，如车速、各种介质的温度、发动机运转工况等，转化成电信号输给计算机。可判断超速是汽车故障还是人为，并采取对应措施。通过显示的车牌和车主姓名，可及时联系车主进行批评教育，将危害降到最低。

实时环境监测

当监测到极端天气时，可以进行预警。比如：在 2005 年 9 月份的两大飓风袭击北美时，OnStar 在这一灾难性天气中有效地为客户提供了大量的帮助，减免了许多不必要的损失。在 OnStar 提供的多项服务中，有一项是“被盗汽车定位”服务。即一旦出现车辆被盗的情况，OnStar 服务顾问将会协助警方迅速确定用户失窃车辆的具体方位。这一技术能帮助警员辨别盗车犯罪份子，并在追捕过程中大大提高警员、道路交通和市民的安全保护系数。

事件类型统计

通过柱状图和折线图统计车辆入侵和异常停车，分析交警人员的配置是否合理。

市区交通状况

接入实时数据后动态显示市区每条道路在不同时段的交通状况，将数据分享到便民服务平台，市民可有效避开拥堵路段。

总结

2009-2010 年车联网的发展主要由主机厂主导，同时车联网的应用以商用为主，此时车联网技术大多数为基于传感器的车载式技术路线。2011-2020 是我国智能交通市场黄金发展的十年。多种智能交通方式建设有序推进，无人机、智能船舶、智能网联汽车、无人仓加快应用，北斗系统在交通运输领域深入推广，共享单车、网约车、无人机投递、网络货运等新业态新模式蓬勃发展，推动了智慧交通发展步伐加快。

车联网通过新一代信息通信技术，实现车与云平台、车与车、车与路、车与人、车内等全方位网络链接，主要实现了“三网融合”，即将车内网、车际网和车载移动互联网进行融合。车联网是利用传感技术感知车辆的状态信息，并借助无线通信网络与现代智能信息处理技术实现交通的智能化管理，以及交通信息服务的智能决策和车辆的智能化控制，让人类的出行更加安全、舒适、节能、高效。

更多行业应用实例可以参考图扑软件官网案例链接：https://www.hightopo.com/demos/index.html