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连网车辆究竟连结了什么?

时间:2020-08-17 作者:Egil Juliussen,EE Times专栏作者 阅读:
车用资通讯服务的开发是为了满足车厂与车辆拥有者的需求,还有一些其他相关单位或产业也看到车辆数据的价值,或是能从传送数据与内容给车辆的服务中产生营收。这些因素已经剧烈改变了连网车辆产业,并将持续带来更多变化。
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美国的第一辆连网汽车问世已经超过20年了──通用汽车(GM)被认为是在1996年率先底推出车用资通讯系统(telematics system)的公司,福特(Ford)也加入行列但很快就放弃其系统;于是GM的OnStar系统成为领导级车用资通讯系统。E2eEETC-电子工程专辑

OnStar的市场领导地位一直维持到现在,迄在美国的累计销售量已达5,000万台。而因为OnStar成为最具影响力的车用资通讯系统,也迫使GM的其他竞争对手跟进连网汽车市场。E2eEETC-电子工程专辑

不过,现在特斯拉(Tesla)才是远胜其他车厂的“真正”连网车辆技术领先者。Tesla能无线更新(over-the-air,OTA)所有软件并收集大量使用数据,再利用这些数据与分析结果支持后续的快速、频繁软件更新。Tesla能这么做是因为先进的系统架构,大多数车厂正在开发自家的类似技术,但要追上Tesla还有好一段距离。E2eEETC-电子工程专辑

车用资通讯服务的开发是为了满足车厂与车辆拥有者的需求,还有一些其他相关单位或产业也看到车辆数据的价值,或是能从传送数据与内容给车辆的服务中产生营收。这些因素已经剧烈改变了连网车辆产业,并将持续带来更多变化。E2eEETC-电子工程专辑

为了让读者们对连网车辆技术与市场的目前状况与未来发展有更多方面的了解;笔者将从以下的几个问题出发,提供我的答案与观点:E2eEETC-电子工程专辑

连网的对象包括什么?(简单的答案是:软硬件、资料、内容、事件与人)E2eEETC-电子工程专辑

  • 如何实现连网?(简单的答案是:透过嵌入式调制解调器、智能型手机、Wi-Fi或蓝牙)
  • 要链接消费者与车辆数据,需要什么基础设施?
  • 要将外部数据/内容与车用系统和人链接,需要什么基础设施?
  • 哪些车辆数据对汽车市场或其他产业的消费者来说是有价值的?
  • 哪些车辆数据对车内的电子系统与人是有价值的?
  • 是否有技术上的问题使得连网车辆在市场上的普及率发展缓慢?
  • 连网车辆的商业模式──包括现在与新兴的──是如何?
  • 长期来看连网车辆的市场商机如何?
  • 长期来看自动驾驶技术将为连网车辆带来什么影响?

连网车辆产业正朝着多个方向发展,并随着新的细分市场出现使得结构复杂度增加。幸好这是个计算机时代,以下笔者用画图的方式来呈现这个复杂产业领域的全貌,有时一张图可以省略千言万语:E2eEETC-电子工程专辑

E2eEETC-电子工程专辑

连网车辆产业的全貌。E2eEETC-电子工程专辑
(图片来源:Egil Juliussen)
E2eEETC-电子工程专辑

上图左侧摘要说明了车辆内部的连网元素,基本上分为两个部份:一是众多车用电子系统或电子控制单元(ECU),另一个是由连网车辆驾驶人执行的动作。ECU会产生大多数来自车辆的数据/数据,这些数据/数据被越来越多消费者使用。ECU也接收越来越多进入车辆之内容,特别像是OTA软件更新功能已经被添加到众多新车款中。E2eEETC-电子工程专辑

连网车辆驾驶人扮演的角色重要性则是日益显著,不但是对许多产业来说有价值之数据/数据的产生者,也是馈入车辆的音乐与其他内容的消耗者,以及车内电子商务的用户。连网车辆乘客也扮演重要角色,因为他们可能会将自己的行动装置与连网车辆的系统链接;为了简化连网车辆元素的分类,在此将乘客也并入驾驶人的部份。E2eEETC-电子工程专辑

以上两个车辆内部的连网元素,会透过一个以上的无线装置与外部世界链接,如上图中段的方格所示。最常见的连结方案是嵌入式调制解调器,这种装置已经在车用资通讯系统内占据关键位置近25年。E2eEETC-电子工程专辑

现在大多数的车用资通讯系统都能链接调制解调器或者是智能型手机,Apple与Google两大阵营也都有提供能将智能型手机与大多数车厂之车用资通讯系统或车用资通讯娱乐(infotainment system)系统整合的软件,所以驾驶人的智能型手机也能扮演在车用资通讯系统之外的独立链接装置;但手机也可能会让驾驶人分心,就算是采用免手持接口。E2eEETC-电子工程专辑

短距离无线技术例如Wi-Fi或蓝牙也被用来支持车用连结──大多数是应用在车用资通讯系统与智能型手机、平板装置之间的联机;OTA软件更新则是通常会透过驾驶人家中的Wi-Fi无线局域网络来完成。E2eEETC-电子工程专辑

车用通讯(V2X)包括车辆之间的通讯(V2V)、车辆与交通基础设之间的通讯(V2I),还有车辆与行人之间的通讯(V2P);可惜在车用通讯技术上,汽车产业与蜂巢式行动通讯产业之间有标准战争──车厂开发的V2X方案是采用以IEEE 802.11p标准为基础的专用短距离通讯技术(DSRC),行动通讯产业则开发与DSRC有一部份重迭、但以4G/5G技术为基础的C-V2X规格。E2eEETC-电子工程专辑

车用通讯标准之争议已成为技术和政治角力。因为有部分车厂已经加入C-V2X阵营,该标准可能成为赢家;中国也决定采用C-V2X,正在5G通讯网络推出的同时进行布署该方案的测试。E2eEETC-电子工程专辑

数据对车辆的传输与车辆内部数据的送出,主要是透过蜂巢式网络以及实现通讯的不同部份来进行。车用资通讯服务供货商(TSP)在其中扮演主导的角色,这些供货商通常与一家以上的特定车厂合作。E2eEETC-电子工程专辑

有越来越多厂商提供众多智能型手机应用程序(Apps),可传送大量内容与数据至车辆,或者接收来自车辆的内容/数据;第三方业者和汽车后装市场(aftermarket)业者也会连结车用系统或/与驾驶人。E2eEETC-电子工程专辑

保险业则是使用后装市场装置的领先者,这类装置连结车辆的诊断系统(OBDII)以取得驾驶信息,以更妥善评估其客户的驾驶风险;这种所谓的UBI (user-based insurance )驾驶行为险在市场上越来越受到欢迎。E2eEETC-电子工程专辑

在上面的图片中以红色字标示的部份,是说明车辆数据如何透过聚合业者(aggregator companies)传播至他们的客户。这两个部份在数据流与参与公司数量方面都有大幅简化,只有列出少数范例;我们将在未来的专栏文章中继续讨论相关细节,探索数据的货币化领域的结构,还有一些关键业者。E2eEETC-电子工程专辑

来自车辆的数据

从车辆来的数据主要是对车厂有帮助,特别是定期进行或是按照客户需求执行的远程诊断所取得的车用资通讯系统数据,在过去20年来对车厂与Tier One供货商来说最具价值,主要在于能协助他们降低保固成本,此外也能判断问题是否早在车辆的生产周期中已经解决,以提供更高的信赖度与商誉。E2eEETC-电子工程专辑

基于类似的理由,远程诊断是对车主来说最有价值的车用资通讯服务;远程诊断能早期发现一些车辆磨损的问题,以避免它们变成更大、要付出更高代价维修的问题──但前提是车主能修正这些小问题。而具备每月远程诊断历程记录的连网车辆,在二手车市场上通常也能卖个好价钱。E2eEETC-电子工程专辑

对不同产业与企业来说,有更多车辆数据具备潜在价值;而车厂缺乏开发这类业务的专长已经有很长一段时间,因此出现像是Otonomo (EETT编按:总部位于以色列)这样的车辆数据聚合业者公司开发了商业模式与云端平台。后装市场的聚合业者Verisk (EETT编按:总部位于美国纽泽西州)原本主要服务保险业者,也伸展了车辆数据商机的触角。E2eEETC-电子工程专辑

车辆数据聚合业者正在改变其商业模式,与车厂创造双赢。车厂现在能提供众家聚合业者想要的车辆数据,以换取某一部分聚合业者创造的营收。这扩大了潜在客户群以及可接触的车辆数据范围,稍后笔者将就车辆数据市场与技术提供更多观点。E2eEETC-电子工程专辑

馈送至车辆的内容

馈送至车辆的内容商机所获得的注意不如从车辆产生的数据,不过这个领域有不少相关的开发成果以及新机会。对车厂来说,最具潜力的是OTA软件更新,这是另一个能为它们节省成本的商业模式;远程软件更新比在车辆经销商维修中心进行更新要省成本。现在透过OTA进行软件更新的车辆比例,远高过在汽车经销商处进行软件更新的比例。E2eEETC-电子工程专辑

功能性软件的更新能为ECU添加新功能,这对汽车产业来说是一个新的收入来源。Tesla已经证明了这一点,许多其他车厂也正在努力为自家系统导入功能性软件更新的能力。目前采用CAN总线设计的车用电子系统架构不利于功能性软件更新,但随着采用以太网络的系统架构布署数量越来越大,功能性软件更新将会更容易进行。E2eEETC-电子工程专辑

还有其他许多馈送至车辆的内容商机正在崛起──特别是针对驾驶人;音乐一直是车辆资通讯娱乐系统的主流内容,现在则转向透过智能型手机透过流格式实现。此外地图图资更新、交通路况信息、停车信息等等扮演的重要性也日益显著。E2eEETC-电子工程专辑

以车辆驾驶人为对象的新兴服务市场领域正在起飞,这个领域因为GM率先推出市场的产品Marketplace而被称为「市集」服务;这种服务基本上就是一个广告与电子商务平台,透过车用资通讯系统链接以最大化降低驾驶人可能分心的问题。E2eEETC-电子工程专辑

以GM的市集服务为例,零售业者需要在该平台注册才能上架,这能让驾驶人更方便在每日的行车路线上进行采购;GM能从驾驶人的采购订单中获得佣金。当然推销产品以及提供折价券优惠等等,也是该系统功能的一部分。E2eEETC-电子工程专辑

货品快递是一个持续成长的业务,该领域对连网车辆来说亦是一个正崛起的市场。有越来越多的连网车辆后行李厢或是车门能透过车用资通讯系统的一次性程序代码开启,因此可以将包裹快递到车子里──无论是电子商务包裹或是一些杂货日用品,都可以透过这种方式递送。E2eEETC-电子工程专辑

在接下来的专栏文章中,笔者将继续探讨连网车辆的商机,回答更多我们在前面提出的、关于这个产业领域的问题,敬请期待!E2eEETC-电子工程专辑

编译:Judith Cheng   责编:Yvonne GengE2eEETC-电子工程专辑

(参考原文 :Connected Cars: Let Me Count the Ways,By Egil Juliussen;本文作者从市场研究机构IHS Markit研究总监暨首席分析师一职退休,专精车用技术领域,目前为EE Times撰写专栏文章)E2eEETC-电子工程专辑

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