解决方案蓝图物联网（IoT）

依托物联网（IoT） 打造智能交通系统基于英特尔技术的中交兴路* 解决方案可帮助增强商用车队的

效率、安全性、可靠性和便捷性

为交通行业的

数据革命铺平道路

要点综述

纵观全球，产品和服务交付无不依赖于各类商用车辆。对许多企业而言，车辆是一种

生产工具，因此持续增强车辆的效率、安全性和便捷性以及降低总体成本显得迫在

眉睫。

此外，政府的强力支持和不断提高的社会关注度也在推动改进商用车辆的远程管理和

服务。举例来说，中国最近要求在商用车辆中使用标准的全球定位设备，包括观光巴

士、三类以上的客运车辆、用于运输危险货物和特重货物的道路交通车辆以及半挂牵

引车。1

到 2014 年末，近 500,0002 辆国家重点交通车辆配备了可与中国北斗卫星导航系统*

通信的终端，该导航系统包含两个单独的卫星星座。

依托物联网（IoT）打造智能交通系统

2

在商用车辆配备了最新的信息技术之后，

将能够推动实现车辆动态监控、智能导

航、车队管理及增值服务等多项优势。这

类功能由英特尔和中交兴路* 联合开发的

互联商用车辆解决方案提供支持，中交兴

路是中国一家远程信息处理解决方案和

服务提供商。该解决方案采用了物联网

（IoT）技术，后者可借助电子子系统将

几乎任何事物连接至现有的互联网基础

设施。

如此，商用车辆终端可安全连接至云平台

以运行大数据分析。英特尔® 架构计算平

台产品用于构建端到端解决方案，以增强

用户体验、提高可靠性和安全性并帮助降

低运营成本。

主要业务目标

使用最新的信息技术提高效率和降低运

营成本，提高商用车队的盈利水平和生

产力。

解决方案优势

在物联网时代，互联商用车辆可掀起一场

交通行业革命，具有诸多优势，包括：

• 更高的效率

根据基于行驶距离、道路状况和驾驶模式

提供节油建议，减少耗油量；或在道路拥

堵、封闭、施工或具有高宽限制时，发出

警报以避免延迟和由此造成的高昂成本。

• 更高的安全性

远程车辆诊断可帮助服务中心更轻松地处

理司机困倦、车辆失窃、交通事故、自然

灾难以及拖车、维修、汽油供给和换胎请

求等事宜，从而保护司机和车辆的安全。

• 更高的可靠性

借助可发送紧迫性维护问题通知的车辆

性能跟踪系统，避免故障和昂贵的意外

维修。

• 更高的便捷性

帮助司机访问天气条件、景点、加油站、

休息站、酒店价格、餐馆、停车场等方面

的信息。

解决方案概述

中交兴路开发的互联商用车辆解决方案基

于物联网和英特尔技术，主要包括三个架

构层，具体请参见图 1 和下文所述：

传感层采用了一个车辆终端，它能够与司

机进行交互，并可用作车载技术和传感器

的网关：

• 微波检测技术

• 速度传感器

• 射频识别

• 摄像头

• 车辆监控设备

• 支付设备

• 用于获取乘客数量、车辆、道路、货

物和网络等方面信息的红外传感设备

目录

要点综述 .....................................1

主要业务目标 .............................2

解决方案优势 .............................2

解决方案概述 .............................2

技术 .............................................3

物联网准则 ...............................10

总结 ...........................................11

3

依托物联网（IoT）打造智能交通系统

通信层可确保数据从车辆终端实时、安

全和可靠地传送至服务层，支持多种网

络，如 IP、3G/4G、WiFi、有线和专有

网络以及光纤网络。

服务层支持使用云计算、数据分析及数

据和信息处理等各种技术的多样化应用。

应用包括两大类：

• 服务应用处理各种交通信息：客户车

辆类、干线类、物流、车辆售后、道

路网络类、旅行等。

• 大数据应用用于分析商用车辆领域的

海量数据和信息。

使用模式

下面介绍四个用于增强商用车队效率、

安全性、可靠性和便捷性的交通使用

模式：

1. 远程监控和诊断 — 更高的效率

互联商用车辆解决方案可为车主和司

机提供全面的实时安全保护。车载传

感器和控制器可收集环境和性能数据，

并将这些数据上传至基于云、运行服

务和大数据应用的平台。

分析结果可随时发送至司机的智能手

机或车辆终端。车辆状态处于监控中，

确保在发生异常情况时，司机在车辆

内可收到警报。停车时监控会继续

进行。

该解决方案还可根据同一设备类型的

统计数据、车辆专家的指导和互联车

辆发送的旅行信息（如行驶距离、道

路状况和耗油量）提供节油建议。

2. 警报 — 更高的安全性

当司机未得到充分休息时，互联商用

车辆解决方案可提醒司机，并通知车

主和服务中心。云平台可分析来自车

载摄像头的视频，检测司机偏离其典

型驾驶模式的情况，支持向打盹的司

机发送警报。

3. 预防性维护 – 更高的可靠性

该云平台可跟踪车辆性能并对预先维

修（更换刹车片、旧轮胎等）提出建

议，以预防车辆故障或耗费高昂成本

进行大修。服务中心还可根据驾驶历

史和传感器输入信息向司机和维修人员

发送车辆维护通知。

4. 相关信息 – 更高的便捷性

互联车辆可丰富司机和乘客的驾乘体

验。音乐、应用和有声读物以及定制

服务都可下载至车辆中。例如，当司

机需要食物和休息时，语音应用可提

供重要信息，如 “前方 800 米有服务

区”、“前方 300 米有一家提供半价折

扣的餐馆”、“前方 50 米右侧酒店提供

特价单人房” 等。

技术

本部分描述了用于开发互联商用车辆解决

方案的技术。

传感层

车载传感器连接至车辆终端，后者负责收

集、存储、处理和报告相关信息，并响应

监管平台的命令。该车辆终端包括微处理

器、数据存储、GPS 模块、车辆状况信

息收集模块、无线通信传输模块、实时时

图 1. 总体系统架构

依托物联网（IoT）打造智能交通系统

4

SPI

HSUART

DDR3 EMMC SD3

GPI0

PCI-e

USB

UART

RS232

UARTx1

4608

00bp

s

TTL

RS232

RS485

TTL

MCU

MCU 5

CAN Transceiver

图 2. 车辆终端硬件架构

5

依托物联网（IoT）打造智能交通系统

钟和数据通信接口等，并具有显示屏、打

印机、读卡器等外设。

车辆终端也可用作信息娱乐系统的一部

分，以提供计算和视频处理功能，满足政

府和企业对车辆视频监控和驾驶记录的

基本要求。结合 H.264 视频压缩/解压缩

技术、网络技术、定位技术和射频识别技

术，它可支持下列功能：

• 视频录制

• 车辆旅行信息记录

• 无线数据上传

• 集中监控

• 远程管理

• 与中心软件关联的播放分析

• 多媒体播放

• 导航

• 栅栏计算（Fence computing）

1） 车辆终端硬件架构

图 2 所示的车辆终端硬件架构基于业经验

证的英特尔® 物联网网关，后者可提供具有

行业领先预验证软件的应用就绪型平台。

本解决方案包括：

• 面向开发套件的多个英特尔® 处理器

选择：英特尔® Quark™ SoC X1000、

英特尔® Quark™ SoC X1020D 和

英特尔® 凌动™ 处理器 E3826

• Wind River* 智能设备平台 XT 开发

环境

• 迈克菲* 嵌入式控制* 安全技术

英特尔物联网网关可提供下列安全特性：

• 安全启动 — 验证启动链中每个软件的

完整性和真实性

• 安全运行时 — 检测受损坏的系统，主

动进行保护，且无需进行签名更新

• 安全更新 — 确保软件映像和应用通过

可信渠道安全更新

2） 车辆终端软件架构

车辆信息娱乐终端软件系统如图 3 所示。

一般而言，该软件架构自下而上可分为三

层：系统内核层、应用框架层和应用层。

3） 系统内核

内核是整个软件系统的基础，负责：

• 管理和分发系统硬件及软件资源

• 提供基础服务，如管理和配置内存

• 控制输入和输出设备

• 运行网络

• 管理文件系统

其他内核功能包括存储管理、CPU 和进

程管理、文件系统、设备管理和驱动、

网络通信、系统初始化（引导）、系统

调用等。

图 3. 车辆终端软件架构

依托物联网（IoT）打造智能交通系统

6

4） 应用框架层

应用框架层集合了多个系统访问，包括活

动管理器、视图和内容提供商、资源管理

器和通知管理器。所有这些服务构成了运

行和管理应用所需的环境。作为运行所有

应用的核心，该层参与应用层上的所有操

作，并实施全局规划。

此外，该层还包括两个专用数据服务模块：

1. 车辆数据服务可从车辆总线控制板中

读取车辆信息娱乐特定数据（如速度、

里程、耗油量等），并管理这些数据

以支持相关应用。

2. 音频/视频数据服务可导入、管理和控

制车辆监控摄像头中的视频流，供应用

层进行处理。

5） 应用层

行车记录仪（EDR）软件负责满足中国交

通运输部在 JT/T808 和 JT/T794 标准中

规定的干线和危险货物运输要求。

图 4 显示了 EDR 的主要结构，包括应用

服务和用户界面。应用服务包含了用于管

理电话、设备、位置、多媒体、警报、信

息收集数据库、JT/T808 通信协议堆栈

等的独立组件。

6） 视频处理技术

近年，视频处理功能已成为认证商用车辆

终端中的关键功能之一，尤其在许多国家

和地区需要它们集成视频采集功能之际。

而且，实时视频录制和视频分析在帮助车

辆管理公司提升运营效率和公共安全性方

面发挥了重要作用。

该云平台可跟踪车辆性能并

对预先维修（更换刹车片、

旧轮胎等）提出建议，以预

防车辆故障或耗费高昂成本

进行大修。

GPS

DbHelper

EDR

SI

图 4. 车辆终端软件架构

图 5. 视频处理技术6

7

依托物联网（IoT）打造智能交通系统

OEM TSP

英特尔® 凌动™ 处理器 E3800 产品家族采

用了一个支持全高清多通道视频处理的集

成式硬件视频加速器，有助于车辆终端满

足这些要求。借助其具有高效处理功能的

系统芯片（SoC）架构，该四核 CPU 处

理器还可加速视频分析处理。

车辆终端融合了视频处理技术（如图 5 所

示），后者包括视频录制和转码等必备功

能。视频分析正日益广泛地用于监控司机

行为、碰撞避免检测、乘客安全、商业智

能（如乘客计数）以及非公交非法占道自

动罚款。

7） 驾驶辅助技术

高级司机辅助系统（ADAS）通常实施雷达

或视觉计算。该互联商用车辆解决方案可

使用各种视觉技术，如摄像头（前置、后

置、侧置）和视觉处理器。该系统支持全

景停车辅助和盲区检测以帮助司机避免

事故。

服务层

服务层主要包括两部分，如图 6 所示：

1. 车辆服务由基于云的后端平台提供支持，

该平台与车辆进行网络连接，并运行高

级数据分析应用。这类服务包括碰撞通

知、路边救援、应急救援、远程诊断、

远程控制、定位监控、车辆保险等，它

们可能是前市和后市产品，具体取决于

嵌入式设备、车辆终端、定制终端或智

能手机的支持。OEM 可提供车辆网络解

决方案、服务和运营支持。

该云平台可跟踪车辆性能并

对预先维修（更换刹车片、

旧轮胎等）提出建议，以预

防车辆故障或耗费高昂成本

进行大修。图 6. 服务架构

7

依托物联网（IoT）打造智能交通系统

8

2. 车载信息服务将各种成熟产品 — 如高

级导航、互联网服务、多媒体服务和

信息共享（如社交网络） — 与车载网

络进行了组合。车辆终端可连接司机

的智能手机、智能屏幕或多个屏幕，

提供多样化的车辆信息服务。

基于云的平台技术

通过可控制前端和后端用户之间数据流的

后端平台（图 7），互联商用车辆解决方

案可提供车辆服务。这种高性能平台旨

在从车辆终端中实时收集数据，向用户

和监管部门迅速准确地提供信息，并支

持大型商用车队。

该后端平台可化解下列挑战：

• 迅速从车辆终端中收集海量实时数据

，并进行处理、存储、分析和展示。

• 面向数十万用户（车辆终端）检查、

分析、监控和处理实时服务

• 支持动态、灵活扩展容量以适应扩大

的服务范围

• 帮助运营和维护部门提供经济高效的

支持

这些挑战在兼顾总体拥有成本（TCO）的

情况下得到解决，以满足互联商用车辆的

各种服务需求。这一目标的实现有赖于准

确把握物联网、云计算、大数据、分布式

存储和移动互联网领域的当前发展趋势。

该解决方案整合了开源和商用软件及硬件

技术。

以下部分描述了后端平台的关键技术：中

交兴路应用、基础资源服务、云操作系

统、数据中心硬件、大数据处理和关系型

数据库管理系统（RDBMS）。

1）中交兴路* 商用车辆网络业务应用3

中交兴路开发了一款可使用物联网技术将

数百辆商用车辆进行相互连接并连接至互

联网的业务应用。该应用运行在基于云的

平台上，可使用大数据分析将来自车辆传

感器、GPS 系统、运营和服务提供商的

数据转化为可用信息，供司机和相关部门

通过基于 Web 的控制台、移动设备和车

辆终端访问。

对于为交通行业公司开发新功能和服务的

独立软件厂商（ISV)，中交兴路商用车辆

网络业务应用可为他们提供安全的 API，

包括可提升效率和降低运营成本的应用，

如节油建议、道路状况信息更新、远程车

辆诊断和司机安全警报。

该产品未来可帮助改善安全状况，满足互

联交通系统的要求，助力中国实现相关目

标。中交兴路的这款解决方案目前连接了

九省的大约 300,000 辆卡车，这一数字

在 2015 预计增长至 150 万，并在此后

的两三年内增长至 1000 万。

图 7. 后端平台总体架构

9

依托物联网（IoT）打造智能交通系统

2) 基础资源服务

基础资源服务（IaaS）包含运行在英特尔®

至强™ 处理器上的成熟的开源云计算技术

解决方案。通过增添服务器，该解决方案

支持在线容量扩展，从而满足未来的车辆

服务需求。基础服务还支持在线运营和维

护管理服务，如淘汰资源池中的故障服务

器并配置新服务器以扩展容量。该解决方

案支持在资源池中进行动态资源平衡和负

载迁移，以满足运营和维护管理需求。

3) 数据中心硬件

配有基于英特尔® 至强™ 处理器 E5-2600

v3 产品家族的服务器的高密度数据中心

可满足云计算要求。这些处理器可在虚拟

化环境中提供卓越性能，以满足大量车辆

终端和最终用户的访问和数据处理要求。

支持该云平台的存储使用跨设备分布功

能，因此数据中心服务器需要 10G 网络

连接。为保障分布式存储的 IOPS 和带宽

要求得到满足，可将英特尔® 数据中心级

固态盘 S3700 系列用作高速缓存，支持

最高 10000 的 IOPS，从而确保服务应用

实现高速数据访问。

图 8 所示为基于开源云管理的互联商用车

辆解决方案的建议硬件平台。

4) 云操作系统

该互联商用车辆解决方案支持两种主

流的开源云计算技术：CloudStack* /

XenServer* 和 OpenStack* / KVM。对

于这两种技术，客户可选择各种成熟的解

决方案、主要的技术支持提供商和充满活

力的开源社区。

5) 大数据处理

该互联商用车辆解决方案支持离线和在线

大数据分析。离线分析可获取统计数据，

如每条道路的平均车速，以及预测和推理

数据，如预测交通堵塞、自动检测未知兴

趣点（POI）并进行分类等。

在线大数据分析可处理传感器和车辆仪表

生成的数据，以支持物流管理、车辆管理

和财务管理系统等应用。

• 离线分析：开源数据仓库 Hive 用于

查询 SQL 数据库，以支持统计分析。

HBase 可存储离线分析生成的维度数

据，并实施快速数据钻取和查询。开

源机器学习框架 Mahout 可帮助实施

预测和推理分析。

• 在线分析：内存技术（包括

Memcached、Redis、Coherence、

Infinispan、Gemfire 等）对于确保关

键的分析速度至关重要。软件组件的

主要功能是以分布式内存对象缓存系

统为基础，为对象或键/值对数据实施

CRUD（创建、读取、更新和删除）操

作。内存计算技术领域的主流开源软

件主要包括 Spark 和 Shark。它们的

特征是具有基于内存的集群计算框架，

该框架可将数据集缓存在内存中以缩

短访问延迟。VoltDB 和 SAP Hana 支

持内存和内存计算功能，使用 SQL 访

问，支持传统数据库的 ACID 模型并提

供 CRUD 数据操作。

6) 关系型数据库管理系统

基础数据保存在关系型数据库中，一些其

他关键的系统数据通常需要日常备份。

图 8. 建议硬件平台

依托物联网（IoT）打造智能交通系统

10

备份数据和视频数据可保存在分布式存储

系统中。

7) 数据安全技术

该互联商用车辆解决方案可实施多级数据

安全保护，包括：

• 访问控制防止未授权用户进入系统并确

保只有授权用户可读取和写入数据集

• 数据流控制将数据集分发给授权用户并

防止数据落入未授权用户的手中

• 推理控制保护可以计数的数据库以防止

用户通过设计良好的查询序列推理出机

密信息

• 数据加密防止机密信息在传输或存储过

程中以未授权方式披露

• 数据安全性防止意外或恶意损坏数据，

从而确保数据可用性和完整性。

物联网准则

英特尔和中交兴路联合开发的互联商用车

辆解决方案旨在按照英特尔定义的五大准

则，提供从边缘到云端的安全性和互操

作性：

• 以世界级的安全性为基础

- 该解决方案采用顶级安全解决方案

保护整个制造环境。

• 通过自动化发现和配置边缘设备简化

部署

- 中交兴路的这款应用可验证并管理

授权的车辆终端。

• 通过协议抽象实现数据标准化，提高互

操作性

- 车辆终端可保持车辆传感器使用的

各种设备和通信协议。

• 从商用车辆到云端的广泛分析基础设施

可实现客户价值

- 该后端平台支持在线和离线大数据

分析。

• 采用强大基础设施，利用从边缘到云的

硬件、软件和数据管理能力实现创收

- 该互联商用车辆解决方案可帮助车

队运营方提高效率和节省运营等各

种成本。

英特尔和中交兴路联合开发

的互联商用车辆解决方案旨

在提供从边缘到云端的安全

性和互操作性。

10

11

依托物联网（IoT）打造智能交通系统

1 2014 年 7 月 1 日，中国交通运输部、公安部和国家安全生产监督管理总局（State Administration of Work Safety Supervision）联合编制的《道路交通车辆的

动态监管和管理》正式生效。http://english.gov.cn/archive/publications/2014/08/23/content_281474983043377.htm。

2 资料来源：2014 年中交兴路商用车辆监控系统。

3 资料来源：IBM 网站，《中交兴路和 IBM 携手借助互联车辆平台改进司机体验》，http://www-03.ibm.com/press/us/en/pressrelease/44053.wss。

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有关英特尔® 物联网解决方案的更多信息，敬请访问 www.intel.cn/iot。

总结

根据所收集的数据，在未来几年商用车辆的远程信息处理终端数量将增长 22%，到

2020 年达到近 500 万。这意味着大量处理终端将安装在商用车辆中，从而帮助增

强商用车队的效率、安全性、可靠性和便捷性。英特尔和中交兴路联合开发了一款基

于物联网的互联商用车辆解决方案，该解决方案可实现相关优势，为交通行业的数据

革命铺平道路。

资源

英特尔® 物联网网关开发套件

英特尔物联网网关开发套件可支持解决方案提供商快速开发、建模并部署智能网关。

该套件通过多家供应商提供，能够在全新的智能基础架构与传统系统（如传感器和数

据中心服务器）之间实现互操作性。

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