加強(qiáng)聯(lián)網(wǎng)汽車(chē)連結(jié)性，4G/DSRC成新車(chē)標(biāo)配 - 全文

　　聯(lián)網(wǎng)汽車(chē)功能與安全性將大幅躍升。4G與專(zhuān)用短距通訊（DSRC）技術(shù)可讓行駛中的車(chē)輛，與移動(dòng)裝置、周?chē)?chē)輛、路邊基礎(chǔ)設(shè)施及云端系統(tǒng)相互鏈接，實(shí)現(xiàn)各種智能應(yīng)用，如車(chē)輛診斷、碰撞預(yù)警與事故通報(bào)，增進(jìn)汽車(chē)駕駛安全，遂獲得車(chē)廠擴(kuò)大采用。

　　聯(lián)網(wǎng)汽車(chē)（ConnectedCar）為近年各國(guó)探討智能交通的熱門(mén)研究主題之一，其發(fā)展目的是要打造出更安全、智能并兼顧環(huán)保的交通運(yùn)輸工具。

　　在所有建設(shè)聯(lián)網(wǎng)汽車(chē)的所需條件中，連結(jié)性（Connectivity）為其實(shí)現(xiàn)的重要要素之一。聯(lián)網(wǎng)汽車(chē)可通過(guò)車(chē)與車(chē)（VehicletoVehicle）、車(chē)與路側(cè)單元（VehicletoRoadsideUnit）如交通號(hào)志、車(chē)與智能型手機(jī)或其他裝置的相互溝通鏈接，提供駕駛更多便利性功能，同時(shí)使汽車(chē)在行駛的旅程中能增添安全性。

　　聯(lián)網(wǎng)汽車(chē)的連結(jié)性應(yīng)用，大致可分為以下三種：

　　車(chē)與車(chē)（V2V）的連結(jié)

　　通過(guò)車(chē)輛間相互溝通協(xié)助，以防止交通事故的發(fā)生，進(jìn)而減少車(chē)禍傷亡。

　　車(chē)與路側(cè)（V2R）、基礎(chǔ)建設(shè)（V2I）的連結(jié)

　　可提供車(chē)主實(shí)時(shí)性與區(qū)域性的路況信息，促進(jìn)旅程便捷快速。

　　車(chē)與其他智能型裝置/系統(tǒng)的鏈接

　　串連其他用戶系統(tǒng)，提供實(shí)時(shí)不間斷的服務(wù)，讓乘車(chē)環(huán)境與旅程更為安全舒適。

　　目前配置車(chē)聯(lián)網(wǎng)的新車(chē)數(shù)量逐漸增加，但多數(shù)應(yīng)用服務(wù)僅是與車(chē)廠的后臺(tái)系統(tǒng)取得聯(lián)系以尋求幫助，或是在駕駛過(guò)程中提供導(dǎo)航和各種語(yǔ)音服務(wù)；但若涉及到更高層次，如與安全駕駛有關(guān)的應(yīng)用功能則尚不多見(jiàn)。

　　數(shù)據(jù)顯示，美國(guó)每年因交通事故造成約三萬(wàn)三千人死亡，兩百三十萬(wàn)人受傷。2014年2月，美國(guó)國(guó)家公路交通安全管理局（National Highway Traffic Safety Administration，NHTSA）公開(kāi)表示，將建議美國(guó)總統(tǒng)歐巴馬在2017年卸任前，立法規(guī)定車(chē)廠須在新的輕型車(chē)輛（Light Vehicle）上配備V2V通訊系統(tǒng)，以預(yù)防車(chē)禍發(fā)生。

　　美國(guó)國(guó)家公路交通安全管理局也將發(fā)表對(duì)于新系統(tǒng)初步的研究報(bào)告，其估計(jì)，此項(xiàng)新法規(guī)若真正實(shí)施，將幫助美國(guó)預(yù)防八成左右因非酒駕或車(chē)輛機(jī)件故障所引起的車(chē)禍。

　　WAVE/DSRC將成新車(chē)標(biāo)準(zhǔn)配備

　　有關(guān)車(chē)與車(chē)之間的溝通，美國(guó)計(jì)劃采取汽車(chē)專(zhuān)用短距離通訊（Dedicated Short Range Communications，DSRC）技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。NHTSA雖然未明確表示將采用何種DSRC通訊技術(shù)，但就美國(guó)先前的研究開(kāi)發(fā)與場(chǎng)域測(cè)試來(lái)看，其將采用的DSRC通訊技術(shù)應(yīng)該是5.9GHz車(chē)用環(huán)境無(wú)線存取（WAVE）/DSRC，包含IEEE1609相關(guān)協(xié)議與IEEE802.11p的技術(shù)。

　　DSRC的有效通訊距離為數(shù)百米，車(chē)輛通過(guò)DSRC以每秒十次的頻率，向路上其他車(chē)輛發(fā)送位置、車(chē)速、方向等信息；當(dāng)車(chē)輛接收到其他車(chē)輛所發(fā)出的信號(hào)，在必要時(shí)（例如馬路轉(zhuǎn)角有其他車(chē)輛駛出，或前方車(chē)輛突然緊急煞車(chē)、變換車(chē)道）車(chē)內(nèi)裝置會(huì)以閃爍信號(hào)、語(yǔ)音提醒或是座椅、方向盤(pán)震動(dòng)等方式提醒駕駛?cè)俗⒁猓▓D1）。

　　圖1 車(chē)機(jī)通過(guò)DSRC，可提供駕駛?cè)税踩拘畔ⅰ?/p>

　　為此，通用汽車(chē)（GM）已為汽車(chē)座椅震動(dòng)技術(shù)申請(qǐng)了專(zhuān)利，福特（Ford）也研發(fā)出方向盤(pán)震動(dòng)技術(shù)，以配合將可能強(qiáng)制安裝的車(chē)輛互連通訊系統(tǒng)。

　　此外，若交通管理號(hào)志等公路設(shè)施采用DSRC通訊技術(shù)，同樣也能與路上的車(chē)輛對(duì)話，告知車(chē)輛駕駛?cè)讼嚓P(guān)路況（如前方道路壅塞、施工、路面坑洞等信息），以便駕駛?cè)颂崆案牡阑蜃⒁狻?/p>

　　DSRC建立自動(dòng)駕駛基礎(chǔ)

　　美國(guó)密歇根交通局（MDOT）2011年在密執(zhí)安州奧克蘭郡做實(shí)車(chē)展示測(cè)試，在這次的實(shí)車(chē)展示測(cè)試中，有將近三千輛裝有DSRC通訊裝置的汽車(chē)、巴士、貨車(chē)與摩托車(chē)參與，以進(jìn)行V2V、V2I通訊效用的測(cè)試。

　　測(cè)試首先連結(jié)車(chē)輛與路口交通燈號(hào)控制設(shè)備的路側(cè)裝置，通過(guò)DSRC通訊技術(shù)，路口紅綠燈號(hào)志將信號(hào)相位和時(shí)序（SignalPhaseandTiming，SPaT）信息傳輸給車(chē)輛，車(chē)輛再基于差分全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（DGPS）/全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）做精準(zhǔn)定位，依其行車(chē)信息（車(chē)速、前進(jìn)方向、停止線距離）與環(huán)境信息（路段長(zhǎng)度、道路速限），估算后提供車(chē)輛駕駛?cè)诵旭偹俣冉ㄗh，以達(dá)成行車(chē)安全與效率并重之應(yīng)用（圖2）。

　　圖2 通過(guò)DSRC廣播SPaT信息示意圖

　　2014年1月在美國(guó)舉行的國(guó)際消費(fèi)電子展（CES）上，福特、通用等汽車(chē)大廠紛紛展示出各自最先進(jìn)的V2V溝通技術(shù)。據(jù)相關(guān)研發(fā)人員表示，這套系統(tǒng)的功能遠(yuǎn)大于車(chē)用雷達(dá)、紅外線傳輸感應(yīng)等技術(shù)，并將成為未來(lái)自動(dòng)駕駛汽車(chē)的基礎(chǔ)；且待該技術(shù)進(jìn)到商業(yè)化階段，新車(chē)安裝此系統(tǒng)僅須支付100多美元的額外成本。

　　雖然DSRC受到了福特、通用、本田（Honda）、現(xiàn)代（Hyundai）、奔馳（Mercedes-Benz）、日產(chǎn)（Nissan）、豐田（Toyota）等眾多汽車(chē)廠商支持，但美國(guó)運(yùn)輸部（The United States Department of Transportation，USDOT）官員表示，新技術(shù)至少須10年才可能廣泛應(yīng)用；另外，此項(xiàng)技術(shù)雖可望減少交通事故發(fā)生，但也可能引起侵犯?jìng)€(gè)人隱私的爭(zhēng)議。汽車(chē)自動(dòng)化專(zhuān)家表示，通過(guò)DSRC系統(tǒng)，汽車(chē)廠商等相關(guān)機(jī)構(gòu)將能了解車(chē)主一舉一動(dòng)，后續(xù)該技術(shù)在應(yīng)用與法規(guī)制訂上，仍值得觀察。

　　除美國(guó)之外，歐洲國(guó)家及澳洲也著手研究與測(cè)試DSRC通訊技術(shù)，并開(kāi)發(fā)新的應(yīng)用領(lǐng)域；以葡萄牙來(lái)說(shuō)，其利用五百多輛汽車(chē)及路側(cè)單元（Road Side Unit，RSU），建構(gòu)出涵蓋整個(gè)城市的汽車(chē)網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)（Vehicle Mesh Network），并作為港口碼頭管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳遞之用。

　　結(jié)合遠(yuǎn)程服務(wù)車(chē)聯(lián)網(wǎng)優(yōu)化車(chē)輛管理

　　前述的DSRC聯(lián)網(wǎng)汽車(chē)應(yīng)用，主要通過(guò)互助式的行車(chē)安全警示及路況信息提供，達(dá)成減少車(chē)禍的發(fā)生與傷亡；設(shè)備上須有支持DSRC通訊功能的車(chē)機(jī)搭配政府布建的路側(cè)單元；此外，還要仰賴政府訂定法規(guī)來(lái)支持。

　　因當(dāng)前多數(shù)車(chē)輛尚未配備有DSRC通訊功能的車(chē)機(jī)，政府亦未大量布建路側(cè)單元，使各大車(chē)廠僅先著手于連結(jié)智能型手機(jī)、車(chē)機(jī)與3G/4G網(wǎng)絡(luò)來(lái)提供自家的車(chē)聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，比如通用汽車(chē)的OnStar，及福斯汽車(chē)（Volkswagen）的Car-Net（圖3）。

　　圖3 福斯汽車(chē)提供的Car-Net服務(wù)

　　以福斯汽車(chē)為例，目前已在部分車(chē)種上配備Car-Net車(chē)聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，其服務(wù)大致可分為遠(yuǎn)程車(chē)輛存取（RemoteVehicleAccess）、安全守護(hù)（Safe&Secure）、家人監(jiān)護(hù)（FamilyGuardian）、診斷維護(hù)（Diagnostics&Maintenance）等幾類(lèi)。

　　在「安全守護(hù)」方面，發(fā)生交通碰撞事故時(shí)，一旦車(chē)內(nèi)的安全氣囊充氣彈出，車(chē)輛馬上會(huì)自動(dòng)聯(lián)機(jī)到服務(wù)中心，由客服人員立即通知相關(guān)救護(hù)單位前往救援；又當(dāng)車(chē)輛故障須要協(xié)助時(shí)，車(chē)主只須按下車(chē)內(nèi)緊急通話按鈕，即可聯(lián)機(jī)服務(wù)中心，獲得適當(dāng)?shù)膮f(xié)助；而當(dāng)車(chē)輛失竊時(shí)，亦可通過(guò)服務(wù)中心得知車(chē)輛目前位置，并持續(xù)追蹤車(chē)輛行徑，盡速協(xié)助車(chē)主尋回愛(ài)車(chē)（圖4）。

　　圖4 安全守護(hù)應(yīng)用示意圖

　　若車(chē)主將車(chē)輛借予親友、家人使用時(shí)（比如父母將車(chē)借給子女），可以設(shè)定車(chē)輛速度警示（SpeedAlert）與邊境范圍警示（BoundaryAlert），持續(xù)追蹤車(chē)輛的行為；當(dāng)家人超速開(kāi)車(chē)或超出邊境范圍，車(chē)輛會(huì)對(duì)車(chē)主發(fā)出警示通知，讓車(chē)主聯(lián)系開(kāi)車(chē)的家人注意安全，以達(dá)到「家人監(jiān)護(hù)」功能（圖5）。

　　圖5 家人監(jiān)護(hù)服務(wù)示意圖

　　有時(shí)車(chē)主停車(chē)后卻忘了將車(chē)鑰匙帶下車(chē)，因而無(wú)法開(kāi)啟車(chē)門(mén)，此時(shí)車(chē)主就能通過(guò)智能型手機(jī)開(kāi)啟車(chē)門(mén)；又或是下車(chē)離開(kāi)后，卻忘了車(chē)門(mén)、車(chē)燈是否關(guān)上，此時(shí)車(chē)主在他處即可通過(guò)智能型手機(jī)來(lái)檢查車(chē)輛的油量、車(chē)門(mén)、車(chē)燈、引擎蓋、后行李箱等車(chē)況狀態(tài)，亦可通過(guò)智能型手機(jī)查詢最后停放的位置，甚至是操控喇叭、開(kāi)閃光燈等「遠(yuǎn)程車(chē)輛存取」功能（圖6）。

　　圖6 手機(jī)可通過(guò)遠(yuǎn)程車(chē)輛存取服務(wù)查詢車(chē)況。

　　在「診斷維護(hù)」服務(wù)方面，車(chē)主通過(guò)該系統(tǒng)得以查詢維修保養(yǎng)廠位置，并在線預(yù)約保養(yǎng)維修時(shí)間，亦可通過(guò)系統(tǒng)做車(chē)輛遠(yuǎn)程診斷，系統(tǒng)將以電子郵件定期傳送診斷報(bào)告給車(chē)主，確保行車(chē)安全（圖7）。

　　圖7 遠(yuǎn)程診斷維護(hù)示意圖

　　智能運(yùn)輸兼具安全與節(jié)能效益

　　綜合本文所述，先進(jìn)國(guó)家與汽車(chē)大廠，對(duì)于智能運(yùn)輸系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)汽車(chē)與車(chē)聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，均不遺余力地投入研發(fā)、測(cè)試與相關(guān)設(shè)施建置，希望通過(guò)科技來(lái)提高交通運(yùn)輸工具與行程的安全、舒適、便捷，并減少車(chē)禍的發(fā)生與傷亡，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)省油與節(jié)能減碳的環(huán)保概念。當(dāng)前***在智能運(yùn)輸系統(tǒng)方面，仍有很大的成長(zhǎng)空間。