车联网下汽车服务信息系统的新内容

基于车联网的汽车故障远程诊断专家系统的建立

一、车联网

1.什么是车联网

依据中国物联网校企联盟的定义，车联网（：nternetofVehicles）是由车

辆位置、速度和路途等信息构成的巨大交互网络。通过GPS、RFID、传感器、摄

像头图像处理等装置，车辆可以完成自身环境和状态信息的采集；通过互联网技

术，全部的车辆可以将自身的各种信息传输汇聚到中心处理器;通过计算机技术，

这些大量车辆的信息G以被分析和处理，从而计算出不同车辆的最佳路途、刚好

汇报路况和支配信号灯周期。

2.车联网的网络体系

从网络上看，车联网系统是一个“端管云”三层体系。

第一层（端系统）：端系统是汽车的智能传感器，负责采集与获得车辆的智

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I0V寻址和网络可信标识等实力的设备。

其次层（管系统）：解决车与车（V2V）、车与路（V2R）、车与网（V2I）、车

与人（V2H）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、危特车辆、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，因此须要虚拟化、平安认证、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。

值得留意的是，在汽车服务信息系统中，最简洁出现新领域和新问题的就是

车联网的第三层云系统，因为车联网的云平台汇合了大量的数据与信息须要处理,

因此便须要建立新型的汽车服务信息系统以满意实时交互的须要。

3.实现智能互联的关键技术

为实现通过车联网实现智能交通首先须要攻克以下的关键技术：

（1）传感器技术及传感信息整合：

“车联网是车、路、人之间的网络”，车联网中的传感技术应用主要是车的

传感器网络和路的传感器网络。车的传感器网络又可分为车内传感器网络和车外

传感器网络。车内传感器网络是向人供应关于车的状况信息的网络，比如远程诊

断就须要这些状况信息，以供分析推断车的状况；车外传感器网络就是用来感应

车外环境状况的传感器网络，比如防碰撞的传感器信息、感应外部环境的摄像头,

这些信息可以用来增加平安和作为协助驾驶的信息。路的传感器网络指那些铺设

在路上和路边的传感器构成的网络，这些传感器用于感知和传递路的状况信息,

如车流量、车速、路口拥堵状况等，这些信息都能让车载系统获得关于道路及交

通环境的信息。无论是车内、车外，还是道路的传感器网络，都起到了车内状况

和环境感知的作用，其为“车联网”获得了独特（有别于互联网）的“内容”。

整合这些“内容”，即整合传感网络信息，将是“车联网”重要的技术发展内容,

也是极具特色的技术发展内容C

（2）开放的、智能的车载终端系统平台

就像互联网络中的电脑、移动互联网中的手机，车载终端是车主获得车式网

最终价值的媒介，可以说是网络中最为重要的节点。当前，很多车载导航消遣终

端并不适合“车联网”的发展，其核心缘由是接受了非开放的、非智能的终端系

统平台。基于不开放、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。

这方面可以参看智能手机领域来感受到这一点的重要：大量的开发者基于苹果公

司的IOS和GoogleAndroid终端操作系统都构建了几十万款应用，这些应用为

这两个手机网络生态系统创建了核心价值。而这一切都是因为开发者可以基于这

样的系统开发应用，特殊是Google的Android系统，源代码完全开放，可以被

裁减和优化。因此，从目前来看GoogleAndroid也将会成为车联网终端系统的主

流操作系统，它自然为网络应用而生，并专为触摸操作设计，体验良好、可特性

化定制，应用丰富且应用数量快速增长，口经形成了成熟的网络生态系统。反观

当前车载终端用得最多的W'inCE,可以说是一个封闭的系统，很难有进一步发展

的空间，因为应用少得可怜，任何修改都由于微软的封闭策略而无能为力，辛辛

苦苦开发了上网功能，却无特色的应用及服务可用。在前装市场上荣威350及其

TNKANET,在后装市场上路畅科技的Android平台产品已经证明白Android的价

值，Android将是车载消遣导航终端平台操作系统的必定选择。

（3）服务端计算与服务整合技术

除上述语音识别要用到云计算技术外，很多应用和服务的供应都要接受服务

端计算、云计算的技术。类似互联网及移动互联网，终端实力有限，通过服务端

计算才能整合更多信息和资源向终端供应刚好的服务，服务端计算起先进入了云

计算时代。云计算将在车联网中用于分析计算路况、大规模车辆路径规划、智能

交通调度计、基于浩大案例的车辆诊断计算等。主联网和互联网、移动互联网一

样都得接受服务整合来实现服务创新、供应增值服务。通过服务整合，可以使车

载终端获得更合适更有价值的服务，如呼叫中心服务与车险业务整合、远程诊断

与现场服务预约整合、位置服务与商家服务整合等等；

（4）通信及其应用技术

车联网主要依靠两方面的通信技术：短距离无线通信和远距离的移动通信技

术，前者主要是RFTD传感设别及类似WTFT等2.4G通信技术，后者主要是GPRS.

3G、LTE、4G等移动通信技术。这两类通信技术不是车联网的独有技术，因此技

术发展重点主要是这些通信技术的应用，包括高速马路及停车厂自动缴费、无线

设备互联等短距离无线通信应用及VOIP应用（车友在线、车队领航等）、监控调

度数据包传输、视频监控等移动通信技术应用。

（5）互联网技术

车联网的本质就是物联网与移动互联网的融合。车联网是通过整合车、路、

人各种信息与服务，最终都是为人（车内的人及关注车内的人）供应服务的，因

此，能够获得车联网供应的信息和服务的不仅仅是车载终端，而是全部能够访问

互联网及移动互联网的终端，因此电脑、手机也是车联网的终端。现有互联网及

移动互联网的技术及应用基本上都能够在车联网中运用，包括媒体消遣、电子商

务、Web2.0应用、信息服务等。当然，车联网与现有通用互联网、移动互狭网

相比，其有两个关键特性：是与车和路相关，二是把位置信息作为关键元素。

因此须要围绕这两个关键特性发展车联网的特色互联网应用，将给车联网带来更

加广泛的用户及服务供应者。

4.车联网的市场价值

（1）削减售后纠纷，一切用数据说话

车联网系统可以监控并保存车辆的运行数据，当车辆发生故障，并因此引起

客户损失，可以用数据平静双方的争端，帮助客户避开重复不规范操作的错误,

这点尤其是在客运行业特别有效。

（2）在线跟踪，避开配件耗材销售机会的流失

通过对车辆运行数据的采集，同时也形成配件、耗材的运用状况报告，在须

要更换以前:刚好锁定配件、耗材及修理的销售机会。

（3）故障预警，避开重大事故

一般车联网系统，都有一套管理平台，平台可以生成各种主题的历史数据分

析报表，趋势报告，并通过页面、邮件、短信等方式报告异样状况，避开小故障

带来大事故。

（4）降低售后维寸1成本

驾驭车辆运行数据，意味着可以分析推断故障缘由。对于可以远程解除的故

障，就降低人员出差成本c

（5）形成制造+服务的商业模式，从单一的车辆生产商转变为服务供应商，

形成产品和服务的差异化，避开干•脆价格竞争

车辆生产商可以向客户附加销售远程管理系统，也可以通过供应可视化的管

理服务，一方面可以自行或托付第三方收取服务费用，另一方面可以通过多元化

服务增加车辆卖点，来更好的“卖车”，避开残酷的干脆价格竞争。

二、汽车故障诊断专家系统

目前已探讨的故障诊断专家系统模型有:基于规则的诊断专家系统、基于实

例的诊断专家系统、基于行为的诊断专家系统、基于模糊逻辑的诊断专家系统和

基于人工神经网络的诊断专家系统。这些诊断专家系统的优缺点及技术要点如下:

1.基于规则的诊断专家系统

基于规则的诊断方法是依据以往专家诊断的阅历，将其归纳成规则，通过启

发式阅历学问进行故障诊断,适合于具有丰富阅历的专业领域故障诊断。基于规

则的诊断具有学问表述直观、形式统一、易理解和说明便利等优点，诊断学问的

获得依靠于领域专家。但困难系统所观测到的症状与所对应诊断之间的联系是相

当困难,通过归纳专家阅历来获得规则,有相当难度,且一样性难以保证。

尽管基于规则的诊断专家系统获得初步胜利，但存在学问获得困难、学问台

阶窄以及限制策略不敏捷等缺点。对大型规则库来说,简洁产生规则匹配冲突、

组合爆炸等问题，而旦系统缺乏自学习实力，不适用于困难系统或阅历不足系统

的故障诊断。对于大型的诊断对象,其求解过程搜寻空间大,速度慢,难以实现实

时在线诊断要求。

2.基于实例的诊断专家系统

基于实例推理是近年来人工智能领域兴起的一种诊断推理技术，是类比推理

的一个独立子类,符合人类的认知心理。简洁地说,基于实例推理的依据就是相像

的问题有相像的解。基于实例的诊断专家系统具有诸多优点:无须显式的领域学

问；无须规则提取，降低学问获得难度；系统是开放体系，增量式学习，实例库的覆

盖度随系统的不断运用而渐渐增加。基于实例的诊断适用于领域定理难以表示成

规则形式,而易表示成实例的领域。基于实例推理的关键是建立一个有效的检索

机制与实例组织方式。实例匹配不仅要考虑表面特征的相像性，而且结构相像性

和深层特征有时也具有同样不容忽视的作用。深层信息不仅能减小搜寻空间，还

可以增加匹配胜利率。基于实例推理面临的另一个问题是诊断实例能否覆盖全部

解空间，因为覆盖度小会导致搜寻时可能会漏掉最优解,造成误诊或漏诊。基于实

例的诊断方法难点还在于实例特征的选择、权重安排以及处理实例修订时的一样

性检验（特征变量间的约束关系）问题等。

3.基于模糊逻辑的诊断专家系统

在汽车故障诊断中，存在界限不分明的模糊概念（如发动机温度“偏高”、轮

胎磨损“较严峻”等具有模糊性），运用模糊理论的诊断方法将更为有效。模糊诊

断的实质是引入隶属函数概念,模糊逻辑以其较强的结构性学问表达实力，适合

处理诊断中的不确定信息和不完整信息。模糊故障诊断有两种基本方法口，一种

是先建立征兆与故障类型之间的因果关系矩阵R,再建立故障与征兆的模糊关系

方程，即F=S*R,这里F为模糊故障矢量;S为模糊征兆矢量/*”为模糊合成算子。

另种方法是先建立故障与征兆的模糊规则库，再进行模糊逻辑推理的诊断过程。

模糊诊断学问获得困难,尤其是故障与征兆的模糊关系较难确定，且系统的诊断

实力依靠模糊学问库，学习实力差,简洁发生漏诊或误诊。由于模糊语言变量是用

隶属函数表示的，实现语言变量与隶属函数之间的转换是一个难点。

4.基于行为的诊断专家系统

基于行为（Bhevaior—based）的诊断专家系统是一种动态、模块化的诊断系

统。系统的行为就是指系统从一个状态转移到另一个状态的过程,一个状态的出

现是系统行为动作的结果,而状态则描述了系统的行为。通常，基于行为的诊断专

家系统接受NN模块化单元，以确保系统与诊断对象的实时交互。这种NN模块化

单元不同于一般基于NN的诊断系统,它是一种相对独立且能够动态构建故障诊

断子NN模块单元的变结构单元。该方法同汽车电控单元ECU之间进行数据交互，

可实现实时在线监控诊断。

基于行为的诊断专家系统的突出优点是在缺乏先验诊断学问状况下,通过与

诊断对象系统行为进行交互作用，逐步学习进化,最终构成一个完善的诊断系统。

因此,不必事先给出全部故障类型，极大地减轻了故障诊断专家系统开发的规模

和学问获得困难问题。

开发基于行为的诊断专家系统关键问题是:故障行为征兆（语义征兆、图形征

兆）的自动获得难度较大；新故障自动识别和分类，尤其是同时出现多故障，是该

方法的根本突破点。

5.基于人工神经网络的诊断专家系统

人工神经网络具有较好的容错性、响应快、强大的学习实力、自适应实力和

非线性靠近实力等,被广泛应用于汽车故隙诊断领域。基于神经网络的故障诊断

专家系统有两种形式:一种是运用神经网络来构造专家系统，变基于符号的推理

为基于数值运算的推理,提高系统效率和自学习问题：另一种是把神经网络作为

学问源的表示与处理模式,并与其他推理机制相融合,实现多模式推理。

基于神经网络的诊断专家系统是一类新的学问表达体系，不同于传统诊断专

家系统的高层逻辑模型,是一种低层数值模型。其分布式联结机制,实现学问表示、

存储和推理三者融为一体,在学问获得、并行推理和自适应学习等方面显示出明

显的优越性,肯定程度上克服了传统诊断专家系统存在的学问获得困难、推理速

度慢等问题。

三、基于车联网的汽车故障远程诊断专家系统的建立

1.汽车远程故障诊断系统

汽车远程故障诊断系统是指汽车在启动时，获知汽车的故障信息，并把故

障码上传至数据处理中心。系统在不打搅车主的状况下复检故障信息。在确定故

障后，并实施远程自动消退故障，无法消退的故障以短信方式发送给车主，使车

主提前获知车辆存在的故障信息，防范于未然。同时4s店的应用平台也会刚好

显示车辆的故障信息，刚好联系客户支配时间修理车辆。2012年由上海艾SI信

息科技有限公司推出众浩汽车远程故障诊断系统，开启了车联网的基本定义。

详细如下：

车辆定位服务：系统依据数据采集模块，在地图中显示定位车辆位置；

车辆实时监控：系统实时监测车辆故障信息，包括实时油耗，发动机水温，

发动机转速，车辆行驶里程，当前车速，电瓶电压，进气压力，冷却液温度，氧

传感器电压发动机负载，节气门开度，点火正时，空气流量等。

平安气囊弹出求助：当车辆平安气囊弹出，主动与后台客服中心建立联系。

读取数据流功能：读取发动机系统运行参数。

读取故障码：监控系统远程读取全车故障代码；如：发动机、刹车气囊、

变速箱、电子转向，并对检测到的信息进行分析诊断，并显示对应故障内容和

故障出现的可能缘由。

故障信息报警功能：当监控系统获得车辆报警信息时，将以短信网关发送

给4s店及车主；监控系统报警提示，并弹出报警对话框提示监控人员处理；同

时将故障报警信息保存数据库，完善故障案例，以便日后故障排查。

故障报警处理：监控人员获得故障报警后，将首先从故障库中检索相同故

障的历史记录，对故障排查做参考，同时通过监控中心协同维护中心技术人员

对故障诊断。

清除故障码：远程清除发动机系统的故障代码。车辆救援服务：车辆出现

故障可以向客服中心恳求救援。

车辆保养提示：系统读取油耗和车辆里程信息，并依据客户车辆维护状况

信息反馈后台管理或4s店、修理站，并依据汽车详细状况通知车主维护保养通

知。车辆平安系统：系统具备超强的车辆平安保障功能，被盗汽车定位、路边

救助以及车辆停放提示功能，为用户的爱车供应全方位实时保障。

车辆联网客服中心：客服中心的相关配套设施可以供应快速与车主的对接

服务，假如有危急状况，车主可快速传递信号给客服中心，客服中心则会在第

一时间进行救援。与国内各地区的4s汽车修理店、医疗救援中心、警察局等相

关机构进行紧密的联系，一旦车主须要救助，紧急联系各单位进行救援。

碰撞自动求助：车辆发生严峻碰撞，该系统会自动同后台客服中心建立联

系，以便刚好实施救援。

2.基于车联网的车辆故障诊断系统

随着国内汽车总量的快速增长，人们越来越关注路况信息和车的保养,汽车

用户更须要一种智能、平安、舒适的驾驶环境。如今汽车电子进入了快速发展

时期,车联网的兴起成为解决这类问题的关键,而通过车载诊断接口输出汽车内

部数据的设备,无疑成为车联网智能终端的首选。

基于车联网的车辆故障诊断系统包括车载终端、远程服务器、移动终端；

所述车载终端获得车辆故障信息，所述车辆故障信息包括以下至少一种故障信

息：转向灯故障信息、车灯故障信息、胎压异样信息、ABS系统故障信息、制

动总泵故障信息、转向助力故障信息、悬挂系统故障信息；所述远程服务器依

据所述车辆故障信息及所述车辆故障信息中每种故障信息的预设权重，得出车

辆故障分析结果，并向所述移动终端发送所述分析结果；所述移动终端接收所

述车辆故障分析结果，并向所述显示模块传输所述车辆故障分析结果，由所述

显示模块显示所述车辆故障