汽车远程信息处理系统的部署失败,其发生在连接层的频率高于技术栈中的任何其他环节。设备硬件运行正常,远程信息处理平台也能正确采集数据。但在车辆与后台系统之间的某个环节,数据流会出现间歇性中断或变得不可靠,导致该部署本应带来的运营价值无法实现。
与大多数其他物联网应用场景相比,车载远程信息处理技术的连接要求更为具体且苛刻。 车载远程信息处理设备具有移动性,会从多个车载系统生成并行数据流,必须在地理位置分散且信号覆盖往往存在挑战的环境中运行,并且需要在通常超过七年的车辆生命周期内保持可靠性。要满足这些要求,必须采用专为车载远程信息处理场景设计的连接架构,而非将通用蜂窝SIM卡强行适配于其原本未设计的应用场景。
本文探讨了汽车远程信息处理对车队物联网连接提出的网络要求、这些要求所驱动的技术决策,以及决定远程信息处理部署能否在企业级规模上持续创造价值的基础设施选择。
联网车辆的数据概况
要理解连接性要求,首先要了解联网车辆会生成哪些数据,以及这些数据特征与其他物联网部署有何不同。
一辆搭载完整远程信息处理系统的商用车并非单一的物联网设备。它是由具有不同传输特性的系统所产生的、并行运行的数据流集合:
GPS 和位置数据 以固定间隔进行传输,通常为每10至60秒一次(具体取决于运行要求),每次更新的有效载荷大小在50至200字节之间。该数据流虽然单条数据可预测且带宽较低,但在整个运行日期间,若涉及大规模车队,累积起来将形成可观的数据量。
发动机和CAN总线数据 来自J1939或OBD-II接口的数据会生成诊断帧,其传输间隔从故障事件期间的连续流式传输,到正常运行期间的周期性摘要传输不等。故障代码、发动机转速、冷却液温度、燃油消耗率以及怠速时间数据均源自该接口。传输模式对于关键警报采用事件驱动,而对于常规诊断则采用定时传输。
ELD数据 按照符合HOS监管要求的既定时间表进行传输,数据包体积较小,包含驾驶员身份信息、工作状态变更及驾驶时间记录。该数据流在时序和大小上具有可预测性,但无论车辆位于何处,都必须确保可靠传输,因为HOS数据缺失会导致合规风险。
驾驶行为事件数据 来自加速度计和陀螺仪的输入数据,当发生阈值事件时(如急刹车、急加速、急转弯和偏离车道)会生成事件触发型有效载荷。这些有效载荷的体积大于常规遥测数据,尤其是在事件记录中附带行车记录仪视频时,且必须及时传输,以便车队安全项目能够据此采取行动。
温度和货物状态数据 来自挂车安装的传感器的温度和货物状态数据,会按照货物类型和监管要求规定的间隔进行传输,其中冷链药品货物的报告频率需高于常温货物。
为配备传感器的商用车辆提供服务的连接层需要同时处理所有这些数据流,在带宽受限时优先处理安全关键和合规关键数据,而非常规遥测数据,并在车辆运行的整个地理范围内保持可靠的传输。
为什么持续移动性改变了连接性需求
工厂、建筑物或公用事业基础设施中的固定物联网部署具有已知且静态的射频环境。可以对部署地点的覆盖特性进行一次性评估,根据该环境选择合适的连接技术,并在大规模投入运行前对部署方案进行验证。
汽车远程信息处理系统的部署没有固定的射频环境。一辆长途卡车在单次行驶中,会从芝加哥市中心出发,途经爱荷华州的乡村地区,穿越怀俄明州的高原沙漠,最终进入犹他州的山区通道。沿途的蜂窝网络覆盖特性、可用的运营商、这些运营商部署的网络技术世代以及信号状况都在不断变化。
在起运路线段运行良好的单运营商SIM卡部署方案,一旦车辆驶入该运营商信号较弱或另一家运营商部署了更多基础设施的区域,就会出现故障。车队管理者的仪表盘上会显示信号盲区。排队等待传输的ELD数据,直到车辆重新进入信号覆盖范围后才会传送到后台系统。在信号盲区内发生的驾驶员行为事件,往往在数小时后才被上传,此时及时进行指导的机会早已错过。
多网络SIM架构通过使车辆的车载信息设备能够连接到其当前位置信号最强的运营商,从而解决了持续移动性问题;当车辆穿行于不同的覆盖区域时,系统会自动在运营商之间进行切换。标准漫游将主运营商设为主要连接方,并在“尽力而为”的基础上回退至合作伙伴运营商,但这会带来漫游协议固有的延迟和性能损失。 真正的多网络架构在每个地区的每家运营商网络上建立本地连接,从而提供与本地用户相当的性能,而非漫游用户的性能。
对于涉及跨境路线的车队运营而言,本地化连接的优势显得尤为重要。美国与墨西哥、美国与加拿大边境之间的Roaming 协议会导致成本波动,某些情况下还会带来运营商施加的数据限制,而本地化多网络架构则能消除这些问题。一辆从得克萨斯州驶入墨西哥的车辆,在越过边境后,其远程信息处理数据的质量应与在美国境内时保持一致。
汽车领域的网络技术选型Telematics
一辆配备全套传感器的商用车的多流数据特征,使其超出了LPWAN 技术的运行范围——该技术更适用于较为简单的物联网用例。
NB-IoT由于其半双工工作模式、1.6 至 10 秒的会话建立延迟以及约 250kbps 的最大吞吐量,该技术不适用于需要实时双向通信、并发多流数据传输或行车记录仪视频上传的汽车远程信息处理部署。NB-IoT 才是适用于公用事业计量和环境监测的合适技术。 但对于需要同时传输 GPS 更新、J1939 诊断数据、ELD 记录以及事件触发视频的车辆而言,这并非合适的技术。
LTE-M Cat-M1 是汽车远程信息处理领域的基线技术,适用于主要数据流为基于文本的遥测数据(不包含视频)的部署场景。其全双工工作模式、建立连接后 10 至 15 毫秒的延迟,以及 1Mbps 的上行吞吐量,能够有效处理 GPS、电子日志设备(ELD)、发动机诊断和驾驶行为等并发事件流。LTE-M 对 PSM 和 eDRX 的支持对于运行期间持续供电的商用车而言意义不大,但在覆盖边缘环境中,其相对于 4G Cat-1 的链路预算优势却至关重要。
对于包含视频组件的车载信息系统部署而言,4G Cat-4是更合适的技术:行车记录仪视频上传、实时驾驶员监控以及高级驾驶辅助系统(ADAS)的数据记录,均需要持续稳定的上行吞吐量,而LTE-M Cat-M1在负载情况下无法可靠地提供这种吞吐量。4G Cat-4的吞吐量上限为下行150Mbps、上行50Mbps,足以轻松处理同时传输的视频和遥测数据流。
5G RedCap技术于3GPP Release 17中推出,目标吞吐量在5至25Mbps之间,是面向中端车载远程信息处理设备的新兴技术。这类设备所需的吞吐量高于LTE-M所能提供的水平,但无需完整的5G NR能力配置文件。 随着5G 覆盖范围的扩大,RedCap为实现更高带宽的车联网功能提供了途径,包括更高分辨率的行车记录仪、更频繁的高保真GPS定位以及更丰富的传感器融合数据,且其设备成本和功耗均低于完整的5G NR用户设备(UE)。
“APN ”私有网络及舰队网络架构Telematics
将车辆远程信息处理设备与车队管理平台连接起来的网络架构,其重要性不仅在于蜂窝网络技术的选择。
私有APN配置可将远程信息处理数据直接路由至车队管理平台的网络基础设施,无需经过公共互联网路径。 对于管理高价值货物运输车辆、运输受监管商品或根据包含数据安全要求的合同运营的车队运营商而言,私有APN 配置是标准配置,而非可选的安全增强措施。它消除了车辆位置和货物状态数据在公共互联网路由中的暴露风险,缩小了中间人攻击的攻击面,并为车队平台提供了确定性路由——这是公共APN 配置无法保证的。
静态 IP 地址(通常与私有APN 配置一同提供)使车队管理平台能够主动连接到单个车辆,以进行按需数据提取、远程诊断和配置更新。如果没有静态 IP,平台只能接收车辆主动推送的数据。有了静态 IP,平台就可以查询特定车辆的当前状态、触发行车记录仪视频片段的上传,或者向车队中的特定设备推送配置更新。
CGNAT是让车队物联网架构师最常措手不及的网络状况。在共享的公共APN上,标准的IoT SIM 配置通常位于运营商级NAT之后,这会阻止从平台到设备的入站连接。如果车队管理架构需要平台主动与车辆通信,则必须采用配备静态IP的私有APN ,或者使用能够与平台保持持久出站会话的设备。如果在集成测试阶段而非架构设计阶段才发现CGNAT的限制,那将付出高昂的代价。
Device Lifecycle 车辆全生命周期管理
商用车的使用寿命通常为七至十年或更久。安装在这些车辆上的远程信息处理设备需要能够贯穿整个使用寿命的连接解决方案,而这一过程将跨越多个SIM卡代际、可能的运营商网络变更以及蜂窝网络技术的持续演进。
eUICC 具备远程SIM卡配置能力的方案,是影响汽车远程信息处理大规模部署的长期后果最为深远的连接基础设施决策。如果一个由一万辆车组成的车队使用与特定运营商及特定网络技术绑定的固定SIM卡,那么在无法对每辆车进行物理访问以更换SIM卡的情况下,该车队将无法适应运营商的变更或网络的过渡。在车队规模下,此类干预措施的运营成本将高得令人望而却步。
eUICC 通过符合SGP.02 规范的M2M RSP,或针对资源受限设备进行优化的SGP.32 ,可无需物理接触即可通过OTA将新的运营商配置文件推送至远程信息处理设备。当运营商宣布网络停用、出现性能更优的运营商合作关系,或车队扩展至其他运营商覆盖更强的地区时,连接性切换将通过程序化方式在整个设备群中执行。
MFF2 焊接式封装是适用于汽车远程信息处理硬件的SIM物理规范。商用车辆在其整个使用寿命期间都会产生显著的振动,而在高振动环境下,插拔式SIM卡托容易出现接触不良,而采用焊接式安装的MFF2 则不会出现此问题。此外,MFF2 规范还消除了SIM卡托作为车辆环境中潜在的湿气或碎屑侵入点——在这些环境中,远程信息处理设备可能会受到温度循环和湿度变化的影响。
Connectivity Management 在舰队层面
一支由一千辆车组成的车队,每辆车配备四到五个远程信息处理设备,正在管理四千到五千个处于活动状态的联网设备。如此大规模的连接管理是一项运营职能,而非定期的行政任务。
连接管理平台为汽车远程信息处理部署所需提供的功能包括:
- 按设备监控连接状态 当设备离线时会触发自动警报,从而在数据缺失演变为合规或运营问题之前,及时识别并排查失去远程信息处理连接的车辆
- 实时数据使用情况可视化 按设备和按车辆组分别显示,并可配置阈值,在超额使用累积前向运维团队发出警报
- 网络策略控制 这些策略控制可针对每个设备组定义运营商优先级和故障转移行为,使车队运营团队能够根据不同车辆类别或路线特征的运营需求,在成本、性能或覆盖范围方面优化连接
- 批量配置和生命周期管理操作 该功能可将新车添加至车队,并将已退役车辆从活跃设备清单中移除,而无需对每台设备进行手动干预
- API 访问连接数据 该功能使车队管理平台能够将远程信息处理数据缺失与网络连接事件相关联,从而能够区分因远程信息处理设备故障导致车辆失联的情况,以及因网络连接中断导致车辆失联的情况
KORE的连接基础设施提供了多网络SIM架构、私有APN 配置、 eUICC 支持以及ConnectivityPro 管理平台,满足车队规模汽车远程信息处理部署的需求。凭借覆盖200多个国家/地区的40多家运营商合作伙伴关系,以及在车队、物流及其他垂直领域部署的2100多万张活跃SIM卡,该基础设施专为满足汽车远程信息处理所要求的持续移动性、并发数据流以及设备长生命周期等需求而设计。
网络是Telematics 每一项决策的基础
汽车远程信息处理技术通过数据创造价值:位置数据、发动机状态数据、驾驶行为数据、合规数据以及货物状况数据。车队经理基于这些数据做出的运营决策,取决于数据的完整性、及时性和连续性。如果远程信息处理架构虽然能生成正确的数据,却无法将其可靠地传输到平台,就会导致可视性缺口、合规风险和安全盲点,从而削弱整个远程信息处理投资的回报。
在汽车远程信息处理部署中,连接层并非一个辅助组件,而是其他所有组件所依赖的基础设施。要确保其正确实施——包括采用多网络架构、根据数据特征选择合适的蜂窝网络技术、配置私有APN 、利用eUICC 进行长期生命周期管理,以及构建专为车队规模运营设计的连接管理平台——这是远程信息处理部署在车队整个服务生命周期内实现预期价值的先决条件。
如果您正在为汽车远程信息处理系统的部署设计或评估连接架构,请与 KORE 的连接工程师沟通,了解您的车队和数据特征所需的网络基础设施要求。
发布于2026年6月18日
