CN106652082A - 与分布式车辆数据管理***相关的改进 - Google Patents
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Abstract
本发明是与分布式车辆数据管理***相关的改进。本发明提供一种调配管理器。调配管理器提供用于引起在若干车辆和远程服务器之间的按需车辆信息交换。调配管理器配置为：将数据请求排队、设置优先级和发送到一个或多个车辆，处理从上述或每个车辆接收的数据，以及传送数据请求响应到远程服务器。
Description
技术领域
本发明涉及关于从车辆中获得且在车辆中存储数据的管理上的改进，特别地，涉及增加数据到远程位置通信的效率，例如在连接的车辆范围内的云。
背景技术
车辆中传感器数量的增加已经感测了过多的车辆、用户和发动机数据。一些数据专门用于通过一系列车辆中的反馈回路来内部使用。例如，车辆客舱温度可以被监控以确定空调***是否已经达到目标车辆客舱温度。
来自传感器的数据的部分存储在车辆***中。根据***的实质，数据可以无限期地被存储或者数据可以被存储直到做出相同参数的进一步的测量，此时早期数据可以被新数据覆盖。
为了从这些存储在车辆中数据的增长资源中获得情报，众所周知通信数据到车辆外部。例如，当车辆发生问题，众所周知技工通过例如笔记本电脑的便携装置连接到车辆***以便回顾存储在车辆中可以解释故障的数据。
而且，众所周知提供数据流到可以分析数据的云存储设备。
同样已知的智能车辆运输***，例如根据US2014380264(塔塔咨询服务公司，Tata)所述的，利用车辆用户的智能手机的强大功能来传送关于车辆中异常现象、路况、驾驶者的驾驶习惯、环境条件和乘客的行为的信息。数据从智能手机流动进云，此处数据可以被进一步加工。根据许多智能手机数据流协议，数据通常从车辆推送至云。
US2009170537公开了一种用于推迟远程信息处理数据从装备有无线电话和无线网络通信装置的车辆上传的方法。公开的方法集中在当一种通信模式不可获得时的推迟通信。
US2006253235公开了一种利用装置的无线通信的方法。该方法包括访问与装置有关的诊断信息且在空中接口上提供诊断信息。本发明重点在于无线地获得数据。
US2013274950公开了用于触发从基于车辆的监控器下载信息的请求的***，包含发送器、接收器和处理器。本发明重点在于客户端-服务器概念。
发明内容
正是在这种背景下，出现本发明。
根据本发明，提供一种调配管理器(orchestration manager)，该调配管理器用于发起在若干车辆和远程服务器之间的按需车辆信息交换；其中调配管理器配置为：将数据请求排队、设置优先级和发送到一个或多个车辆，处理从上述或每个车辆接收的数据，以及传送数据请求响应到远程服务器。
调配管理器可以进一步配置为与信息用户共享信息。调配管理器还可以被部署在云中。
若干车辆中的每一个可以包含：用于获得表示车辆至少一个参数状态的数据的若干传感器；用于存储从上述或每个传感器获得的数据的存储器；配置为处理和分析数据的至少一部分以产生元数据的处理器；配置为接收来自远程服务器的数据查询的一个或多个通信装置；和控制器，该控制器配置为选择适合于响应查询的数据或元数据以及还配置为识别发送数据或元数据的合适通信装置以及还安排数据到远程服务器的传输。
本发明提供超过现有***的很多优点，在本发明的***中***管理数据以便仅必需的数据或元数据传送到远程服务器。这相当程度地减小了需要传送数据的容量。而且，由于一些数据可以在被传送之前被处理形成元数据，上述数据可以由处理活动匿名化。
例如，替代流式传输若干GPS位置点到远程服务器，车辆上的车上处理可以存储多个GPS位置点，以及只有当服务器请求时，车上处理可以处理此数据来计算行程的长度。从隐私的角度来看，车上处理具有重要的优势是服务器没有获得车辆位置，仅获得行程的长度。与服务器通信是有效地在“需要知道”基础上，而不是默认状态。
本发明提供数据传输方法中的步骤改变在于数据只有响应数据请求才传输。传输的数据可以是已经从由传感器提供的数据创建的元数据。此外，通信装置和压缩方案的智能选择还有助于成本高效的数据传输。
传感器可以测量包括燃料水平、NOx(氮氧化物)转换比例、SCR(SelectiveCatalytic Reduction，选择性催化还原)温度、催化转化器温度、DPF(Diesel ParticulateFilter，柴油颗粒过滤器)过滤器状态、油位、电池电量水平的一个或多个发动机参数。
传感器可以测量包括车速、车辆位置、与邻近车辆的接近度和车辆附近的环境温度的一个或多个车辆参数。
传感器可以测量包括车辆中人员数量、车辆中播放的广播电台、客舱中CO(一氧化碳)含量、客舱中温度的一个或多个用户参数。
通信装置可以从包括嵌入式调制解调器和例如WiFi(无线高保真)的无线局域网的组中选择。例如，如果调制解调器和WiFi功能均被提供，那么当车辆停在家中且可以连接到家中WiFi时，数据可以通过WiFi提供。例如当由服务器请求的数据涉及全天汇总的数据时，这可能是有用的，以便当车辆返回家中时，响应于由远程服务器提出的查询，数据可以被处理和通过WiFi通信。这样的数据处理同样可以适用于不被请求者立刻需要的数据。
不同通信装置之间的数据管理同样允许与数据传输相关的成本被有效地管理。使用调制解调器发送数据的成本由于数据传输的高峰费率和非高峰费率可以是波动的。通过管理定时和部署的通信装置，数据传输的成本可以最小化。例如，如果数据可以汇总和请求排队直到非高峰费率是可用，那么当非高峰费率是可用时，所有请求的数据或元数据可以被传输。另外或此外，如果对查询的应答可以被保持到车辆可以合理地有望返回家中时，在家中数据传输可以通过WiFi进行，那么响应于来自远程服务器查询而处理的数据可以排队直到车辆返回家中。
***可以还包含信息聚合管理器，信息聚合管理器可以配置为处理接收自一个或多个车辆的信息。
***还包含请求处理器，请求处理器配置为在接收自车辆的数据基础上计算对原始数据请求的集合响应。请求处理器还可以配置为分析请求和创建发送至一个或多个车辆的信息。
***还包含配置为确定应该接收信息的车辆子集的车队管理器和隐私管理器。
***还包含通信管理器，通信管理器配置为验证数据请求的真实性。
而且，根据本发明提供一种用于在车辆上使用的数据管理器，数据管理器配置为：记录来自若干传感器的数据、本地压缩数据和在车辆上存储数据、在车辆上本地处理数据以创建元数据以及响应于服务器的询问提供(潜在匿名地)元数据到远程服务器。
数据管理器特别注意车辆用户的隐私。当数据管理器接收到来自服务器的请求时，数据管理器配置为确保发送到服务器的全部数据或元数据与车辆用户隐私相一致。例如，数据管理器可以配置为确保车辆的位置不会被远程服务器查明。GPS位置数据的使用会因此被限制于确定行程长度。另外，当识别到车辆在主要道路、高速公路、快车道或干线道路上时，GPS位置数据本身可以被访问。如果识别到车辆为正处于这样的位置，然后车辆的位置数据可以由服务器与来自其他车辆位置数据进行汇总以确定在上述道路上的交通问题。
数据管理器同样可以特别的注意儿童或婴儿乘客的保密性。从连同安全带提醒警告一起使用的占位传感器可以得知何时儿童或婴儿处在车辆中。车辆可以进行若干短行程以及在一个行程之后，占位传感器可以表明儿童乘客不再存在。这与例如儿童已经在离开家的位置下车相符合。为了保护儿童的隐私，当儿童乘客没有返回到车辆时的车辆停车的位置不会通信到远程服务器，因为这会允许儿童的位置被确定。
数据管理器可以具有用户可编辑设置，用户可编辑设置能够使用户设置“私人区域”。当车辆被识别处于“私人区域”时，车辆位置不能共享。用户可以在家、儿童的学校和用户工作地点或车辆惯常较长时间无人看管的其它位置附近周围设置“私人区域”，使得无人看管的车辆的位置不能确定。
数据管理器可以设置请求关于车速和车辆位置的数据的进一步限制。数据管理器可以配置为确保车辆提供的数据不允许远程服务器确定车辆是否在特定路段中违反速度限制驾驶。
众所周知用户的智能手机与车辆中的音频***处于蓝牙通信。这个功能允许用户通过车辆的音频***传送的声音合法的拨打他们的手机。然而，为了获得这个功能，用户会通过车辆音频***控制他们的手机。数据管理器会进一步配置为确保当智能手机被用来拨打电话时从用户智能手机输入的任何数据不能传递给服务器。例如，拨打号码和电话持续时间很可能在***中已知，但是数据管理器可以配置为确保这个信息不会传递到远程服务器。
服务器配置为：发送查询到若干车辆、接收来自每个车辆的应答、进一步处理数据以提供元数据。
服务器可以设置在云中。服务器可以由车辆制造商提供且适用于所有制造并且装配有该***的车辆。此外或另外，服务器可以由租购车辆的供应商或具有车队车辆控制权的车队管理者提供。
每次查询可以配置为包括应答的最后期限。例如，服务器想要获得和汇总关于在给定日期一队车辆活动的数据。如果车队中车辆的其中一个没有在相关日期活动，然后请求对该车辆没有任何意义。通过设置应答的最后期限，会显示出在相关期间哪一个车辆不是活动的以及服务器可以适当地处理接收的数据，而不是被等待来自非活动车辆的数据所延误。
用于应答的最后期限的规定同样能够使车辆中的***选择用于发送数据的最适当的通信装置和通信时间。例如，如果应答的最后期限是半夜，然后如果车辆在半夜前预期会返回家中从而利用家庭位置的WiFi连接，则不需要使用相当昂贵的调制解调器通信。
附图说明
以下仅通过举例的方式结合附图进一步且更具体地说明本发明，其中
图1A和1B分别显示了现有方法和提议策略的广义概念性的概述；
图2显示了本发明的进一步实施例；
图3显示了连接的车辆数据中心(data hub)的进一步细节；以及
图4显示了在车辆中执行的连接的车辆数据节点的进一步细节。
具体实施方式
图1A显示了目前的远程信息处理方法的实施例，包含若干车辆5，每一个设置有调制解调器6。车辆5将在车辆上产生的数据通过调制解调器6连续流式传输到在云20中基于云的数据存储7。云20同样包括能够使数据被处理和被分析的数据处理装置9。
图1B显示了根据本发明的分布式***的实施例。每个车辆10包括本地数据存储12、数据处理装置14和通信装置16。数据全部储存在数据存储装置12中，数据存储装置12是可位于包含数据处理设备14的计算机内的典型存储器。储存了全部数据以便数据可以被处理或者在后期进一步地处理。
车辆上数据处理设备14的配置使得更多高速采集车辆数据的深度处理成为可能。关于这一点，高速可以包括高达1000赫兹(1000s of Hz)采集的数据。这样高速采集车辆数据的本地处理允许压缩、实时分析和反馈，这在所有的处理要远程执行的情况下是不可能的，因为数据传输速率将起阻止作用，实现数据分析和反馈的时间延迟将太长。
每一车辆10上数据处理装置14的配置随着每个车辆同时和本地处理数据允许相当大的数据并行处理。
在远程集中位置，存在远程服务器22和数据处理器24连同一些数据存储26。这个集中位置通常在云20中。有别于如图1A所示的现有***，本发明的***配置用以进行远程服务器22和车辆10之间双向信息交换。
在本实施例中，通信开始于从远程服务器22发送到车辆10的查询30。响应于这个查询30，应答32从车辆10发送到远程服务器22。应答32包括来自车辆的数据。这个数据将会至少选自存在在车辆上的数据集或者更可能地，数据会在车辆10上使用数据处理装置14被预处理以便在应答32中发送的数据是来自依然被存储在车辆10中更大数据集的合计的或平均的或计算出的值。选择数据的一个实施例是冷却剂的最高温度。处理数据的一个实施例是行程的总距离，其是从在全天以预先确定的间隔记录的GPS位置数据流来计算。
由于在车辆10中用于本地数据存储12的设置，不需要将全部数据传输到用于存储的云20。因此，要传输的数据仅是由远程服务器22要求的数据。这意味着显著减少数据传输。
图2显示了车辆10上***和位于云20上的连接数据中心的进一步细节。车辆10具有数据存储12、数据处理装置14和通信装置16。在这些实体之间的通信由连接车辆代理或数据管理器40支持，连接车辆代理或数据管理器40充当中介物以接收和解释来自位于云20的远程服务器的查询。数据管理器40同样控制来自车辆用于以应答32形式提交到远程服务器22的数据的选择。
数据管理器40还可以通过审核请求和通信到远程服务器22的数据管理驾驶员的隐私权。由于由车辆10记录的大多数数据储存在车辆上，默认设置是无个人数据被释放到远程服务器22。远程服务器22可能提出被数据管理器40解释为威胁到用户隐私的要求。在这样的实例中，数据管理器40可以仅发送部分对查询30的应答或如果以其原始形式应答查询30会危及用户隐私则可以要求另一个查询。
通过车辆总线42接收来自传感器的数据，车辆总线42与各种ECU(ElectronicControl Units，电子控制单元)通信，各种ECU进而连接到可以检测发动机、客舱和车辆整体的不同部分的情况的传感器(未示出)。检测的状况尤其包括温度、压力、气体成分存在、车辆位置、速度、燃料水平。每个ECU可以配置为管理来自车辆特定区域的数据。在每个区域，各种不同参数可以被检测。例如，ECU1可以管理DPF且可以管理接收自压力传感器的识别通过DPF的背压的数据，DPF的温度和通过DPF排出的废气中的颗粒水平。
远程服务器22接收来自车辆10的数据且将数据存储在数据存储26中。远程服务器22充当引起按需车辆信息交换的调配管理器。此外，调配管理器连接到充当数据处理器24对接收来自一个或多个车辆的信息起作用的信息聚合管理器28。
除远程服务器22和车辆10之间的通信之外，信息可以同样被提供给信息用户50。
图3显示了连接车辆数据中心60的进一步的细节以及图4显示了在车辆10中执行的连接的车辆数据节点70的进一步的细节。针对参照前面的附图说明的实体的附图标记为清楚起见被保持。
图3显示了通常部署在云20中的连接车辆数据中心60的各个部分。存在通过网络100的通信。这样的通信由通信管理器21控制，通信管理器21进而与调配管理器22和请求处理器23通信。请求处理器23与车队管理器25、隐私管理器27、车辆数据交换语言处理器29和软件管理器31通信。安全管理器33被提供以覆盖连接的车辆数据中心60内部的各级通信。
这些不同的实体的功能陈述如下：通信管理器21负责发送信息到位于车辆10上的节点70和接收来自位于车辆10上的节点70的信息。调配管理器22负责将数据请求30排队、设置优先级以及发送到车队中的一个或多个车辆10。此外，调配管理器22负责处理接收自连接车辆数据(connected vehicle data，CVD)节点70的数据和用于递送数据请求应答。请求处理器23负责数据请求或查询30的执行。车辆数据分析和聚合管理器28负责基于给出数据请求来对由CVD节点70返回的一组数据信息进行分析。车辆数据交换语言处理器29负责创建的车辆数据请求和产生的对车辆数据分析和聚合管理器28的请求。
此外，车队管理器25保持在连接的车辆数据中心60登记的所有车辆的列表、保持用于每个车辆10的隐私设置以及确定用于给出的数据请求或查询30的车辆范围。隐私管理器27采集所有CVD节点70的隐私设置且提供可以接收给出数据请求或查询30的车辆10的列表。安全管理器33负责信息安全，传送中的数据的加密、授权和鉴定。安全管理器33同样负责数据安全，静止中数据的加密。而且，安全管理器配置为管理操作的安全性，例如DDoS(Distributed denial of service，分布式拒绝服务)攻击。软件管理器31负责固件、操作***、配置和发送到CVD节点70的软件模块更新。
图4显示了在车辆10中执行的连接车辆数据节点70的各个部分。存在通过网络100的通信。这样的通信通过车辆调制解调器16或其他通信装置发生。通信由车辆通信管理器41控制，车辆通信管理器41进而与车辆调配管理器43通信。车辆调配管理器43与数据存储12、隐私管理器44、车辆数据交换语言处理器45、车辆数据分析和计算管理器46以及软件管理器47通信。数据存储12的有效运行由配备语境化数据压缩管理器(context based datacompression manager)13的来补充。数据从CAN(Controller Area Network，控制局域网)总线42获得且该数据在CAN数据语义处理器14中处理。安全管理器48被提供以覆盖车辆数据节点70内部的各级通信。
当CAN数据语义处理器14收集来自CAN总线42的基础信息并且用车辆数据交换语言处理器45中的词汇和词典转化其为名称-值对时，节点70运行。转化的元组(tuple)为了处理和在数据存储12中本地储存然后发送到语境化数据压缩管理器13。车辆元数据在数据存储12中与基础数据一起收集和储存。
这些不同的实体的功能陈述如下：车辆通信管理器41管理车辆网络接口和基于信息优先级的蜂窝数据容量，即通过蜂窝通信的即时传送或当车辆处于合适的WiFi热点时通过WiFi的延迟传送。车辆通信管理器41负责发送信息到中心60和接收来自中心60的信息同时发送车辆元数据/重要特征(heartbeat)到中心60(此操作会在下面详细的说明)。车辆调配管理器43负责排队和处理输入数据请求或查询30以及用于分立装置模块之间通信的管理。车辆数据分析和计算管理器46负责对车辆数据执行的全部计算，车辆数据分析和计算管理器46能够执行包括进数据请求和查询30的动态脚本。车辆数据交换语言处理器负责解释车辆数据请求和产生对车辆数据分析和计算管理器46的请求。
语境化数据压缩和储存管理器13指令执行语境化数据压缩以最大化存储使用和保持车辆元数据。数据压缩管理器13同样负责车辆数据归档。隐私管理器44给车主提供设置个人隐私过滤器(什么样的数据元可以被收集)的能力以及同样提供给车主设置数据元标准(什么样标准的数据可以被收集(原始数据对聚合数据))的能力。CAN数据语义处理器管理CAN总线接口和转化CAN数据为统一车辆数据实体。安全管理器48负责信息安全，传输中数据的加密、授权和鉴定。安全管理器48同样负责数据安全，静止中数据的加密。此外安全管理器48管理操作的安全性(DDoS攻击等)。软件管理器47对固件、操作***、软件模块通过网络100的更新负责。
除由来自中心60的查询引起的通信之外，车辆元数据和“重要特征”数据可以从车辆10传达到中心60。这样的通信会以预定步调发生且可以包括在保密规则、大体定位和出行特征、车辆通信诊断和车辆状态数据中的改变。信息会通过车辆数据中心使用以保持车队数据。
组成车辆数据中心数据请求的步骤如下：
步骤1-车辆数据中心60接收数据请求
-当连接的车辆数据中心60接收数据请求(例如“车辆上个月在韦恩(Wayne)县的平均速度是多少”)时，通信管理器21会核查信息的真实性且传递信息到调配管理器22。
-调配管理器22会确定请求类型和优先次序以及将其置于合适请求队列中。当请求准备执行时，请求处理器23会使用车辆数据交换语言处理器29来分析请求和创建被发送到单个连接的车辆数据节点70的信息。
-车队管理器25和隐私管理器27会确定应该接收新信息的车辆10的子集，然后调配管理器22会请求通信管理器21发送信息。步骤2-车辆数据节点70接收数据请求
-当单个连接的车辆数据节点70接收来自中心60的信息时，车辆通信管理器41会证实信息真实性且传递信息到车辆调配管理器43。
-车辆调配管理器43会使用车辆数据交换语言处理器45连同分析和计算处理器46来根据由隐私管理器44提供的保密规则来执行请求操作。
-本地数据存储12会被用于计算请求结果。返回信息32会发送回到连接的车辆数据中心60进行处理。
步骤3-车辆数据中心60接收来自车辆1的个人数据请求
-连接的车辆数据中心60会收集用于给出数据请求30的全部返回信息。
-一旦全部发出信息都返回或达到预定超时，请求处理器23会使用车辆数据分析和计算管理器28来计算对原始数据请求的聚合响应(aggregate response)。这种数据的第二聚合是重要的因为其允许可以用单个响应应答原始查询，而不是车辆-车辆响应。这同样能够使数据有效地匿名，由于可以用于识别数据源的任何数据面可以在本阶段被移除。
作为上述三个步骤的实施例，如果由数据中心接收的请求为“具有小于5英里的平均行程长度的车辆有多少？”，然后调配管理器22可以表达查询为“你的平均行程长度是多少？”。调配管理器22可以发送这个查询到所有的车辆，但是如果处于车队中的一些车辆详细说明处于长距离传输，然后可以视为不必汇集这些车辆。因此请求可以发送到车辆的子集。
在收到此次查询之后，车辆调配管理器43会使用车辆数据交换语言处理器45以执行第一数据聚合，基于随着时间推移车辆的单个GPS坐标计算每个行程长度。然后这些行程的每个可以聚合以计算平均行程距离。隐私管理器44会确保没有识别车辆在任何时间的真实位置的剩余GPS踪迹。时间标签同样会被移除以防止从数据查明车辆速度。
当车辆通过合适的通信方法连接到数据中心60时，作为响应会发送一条信息。这可例如为“车辆x具有10.5英里的平均行程长度”。
当来自选中车辆的所有响应已经被接收或达到预定超时时间(这表明特定车辆在被允许提供响应的时期内的任何时间都没有合适的连接)时，请求处理器23会聚合数据，选择每个车辆响应的二进制读数，即1用于少于5英里平均行程长度且0用于多于5英里平均行程长度。请求处理器会合计所有公布少于5英里平均行程长度的车辆，例如327辆车辆。提供给原始查询的响应会为简单的“327”。
Claims (14)
1.一种用于发起若干车辆和远程服务器之间的按需车辆信息交换的调配管理器，其中所述调配管理器配置为：
将数据请求排队、设置优先级和发送到一个或多个车辆，
处理从所述车辆或每个车辆接收的数据；以及
传送数据请求响应到所述远程服务器。
2.如权利要求1所述的调配管理器，进一步配置为与信息用户共享信息。
3.如权利要求1或2所述的调配管理器，所述调配管理器被部署在云中。
4.一种用于核对和处理来自若干车辆的数据的***，所述***包含：
如权利要求1-3任一项所述的调配管理器、以及若干车辆，每辆所述车辆包含
若干传感器，所述若干传感器用于获得表示车辆的至少一个参数的状态的数据；
存储器，所述存储器用于存储从所述传感器或每个传感器获得的数据；
处理器，所述处理器配置为处理和分析所述数据的至少一部分以创建元数据；
一个或多个通信装置，所述一个或多个通信装置配置为接收来自远程服务器的数据查询；
控制器，所述控制器配置为选择适于应答所述查询的数据或元数据并且进一步配置为识别发送所述数据或元数据的合适通信装置并且还安排所述数据向所述远程服务器的传送。
5.如权利要求4所述的车辆，其中所述传感器测量包括燃料水平、NOx转换比例、SCR温度、催化转化器温度、DPF过滤器状态、油位、电池电量水平的一个或多个发动机参数。
6.如权利要求4或5所述的车辆，其中所述传感器测量包括车速、车辆位置和与邻近车辆的接近度的一个或多个车辆参数。
7.如权利要求4到6任一项所述的车辆，其中所述传感器测量包括车辆中人员数量、车辆中播放的广播电台、客舱中CO含量、客舱中温度的一个或多个用户参数。
8.如权利要求4-7任一项所述的车辆，其中所述通信装置的其中一个是调制解调器。
9.如权利要求4-8任一项所述的车辆，其中所述通信装置的其中一个配置为通过无线局域网通信。
10.如权利要求4-9任一项所述的***，进一步包含配置为处理接收自一个或多个车辆的信息的信息聚合管理器。
11.如权利要求4-10任一项所述的***，还包含请求处理器，所述请求处理器配置为基于接收自所述车辆的数据来计算对原始数据请求的聚合响应。
12.如权利要求11所述的***，其中所述请求处理器还配置为分析所述请求和创建发送至一个或多个车辆的信息。
13.如权利要求12所述的***，进一步包含配置为确定应该接收所述信息的车辆子集的车队管理器和隐私管理器。
14.如权利要求4-11任一项所述的***，还包含通信管理器，所述通信管理器配置为验证数据请求的真实性。
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