加強聯(lián)網(wǎng)汽車連結(jié)性，4G/DSRC成新車標配

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

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

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

　　車與車（V2V）的連結(jié)

　　通過車輛間相互溝通協(xié)助，以防止交通事故的發(fā)生，進而減少車禍傷亡。

　　車與路側(cè)（V2R）、基礎建設（V2I）的連結(jié)

　　可提供車主實時性與區(qū)域性的路況信息，促進旅程便捷快速。

　　車與其他智能型裝置/系統(tǒng)的鏈接

　　串連其他用戶系統(tǒng)，提供實時不間斷的服務，讓乘車環(huán)境與旅程更為安全舒適。

　　目前配置車聯(lián)網(wǎng)的新車數(shù)量逐漸增加，但多數(shù)應用服務僅是與車廠的后臺系統(tǒng)取得聯(lián)系以尋求幫助，或是在駕駛過程中提供導航和各種語音服務；但若涉及到更高層次，如與安全駕駛有關(guān)的應用功能則尚不多見。

　　數(shù)據(jù)顯示，美國每年因交通事故造成約三萬三千人死亡，兩百三十萬人受傷。2014年2月，美國國家公路交通安全管理局（National Highway Traffic Safety Administration，NHTSA）公開表示，將建議美國總統(tǒng)歐巴馬在2017年卸任前，立法規(guī)定車廠須在新的輕型車輛（Light Vehicle）上配備V2V通訊系統(tǒng)，以預防車禍發(fā)生。

　　美國國家公路交通安全管理局也將發(fā)表對于新系統(tǒng)初步的研究報告，其估計，此項新法規(guī)若真正實施，將幫助美國預防八成左右因非酒駕或車輛機件故障所引起的車禍。

　　WAVE/DSRC將成新車標準配備

　　有關(guān)車與車之間的溝通，美國計劃采取汽車專用短距離通訊（Dedicated Short Range Communications，DSRC）技術(shù)來實現(xiàn)。NHTSA雖然未明確表示將采用何種DSRC通訊技術(shù)，但就美國先前的研究開發(fā)與場域測試來看，其將采用的DSRC通訊技術(shù)應該是5.9GHz車用環(huán)境無線存取（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，車輛通過DSRC以每秒十次的頻率，向路上其他車輛發(fā)送位置、車速、方向等信息；當車輛接收到其他車輛所發(fā)出的信號，在必要時（例如馬路轉(zhuǎn)角有其他車輛駛出，或前方車輛突然緊急煞車、變換車道）車內(nèi)裝置會以閃爍信號、語音提醒或是座椅、方向盤震動等方式提醒駕駛?cè)俗⒁猓▓D1）。

　　圖1 車機通過DSRC，可提供駕駛?cè)税踩拘畔ⅰ?/p>

　　為此，通用汽車（GM）已為汽車座椅震動技術(shù)申請了專利，福特（Ford）也研發(fā)出方向盤震動技術(shù)，以配合將可能強制安裝的車輛互連通訊系統(tǒng)。

　　此外，若交通管理號志等公路設施采用DSRC通訊技術(shù)，同樣也能與路上的車輛對話，告知車輛駕駛?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建立自動駕駛基礎

　　美國密歇根交通局（MDOT）2011年在密執(zhí)安州奧克蘭郡做實車展示測試，在這次的實車展示測試中，有將近三千輛裝有DSRC通訊裝置的汽車、巴士、貨車與摩托車參與，以進行V2V、V2I通訊效用的測試。

　　測試首先連結(jié)車輛與路口交通燈號控制設備的路側(cè)裝置，通過DSRC通訊技術(shù)，路口紅綠燈號志將信號相位和時序（SignalPhaseandTiming，SPaT）信息傳輸給車輛，車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）做精準定位，依其行車信息（車速、前進方向、停止線距離）與環(huán)境信息（路段長度、道路速限），估算后提供車輛駕駛?cè)诵旭偹俣冉ㄗh，以達成行車安全與效率并重之應用（圖2）。

　　圖2 通過DSRC廣播SPaT信息示意圖

　　2014年1月在美國舉行的國際消費電子展（CES）上，福特、通用等汽車大廠紛紛展示出各自最先進的V2V溝通技術(shù)。據(jù)相關(guān)研發(fā)人員表示，這套系統(tǒng)的功能遠大于車用雷達、紅外線傳輸感應等技術(shù)，并將成為未來自動駕駛汽車的基礎；且待該技術(shù)進到商業(yè)化階段，新車安裝此系統(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）等眾多汽車廠商支持，但美國運輸部（The United States Department of Transportation，USDOT）官員表示，新技術(shù)至少須10年才可能廣泛應用；另外，此項技術(shù)雖可望減少交通事故發(fā)生，但也可能引起侵犯個人隱私的爭議。汽車自動化專家表示，通過DSRC系統(tǒng)，汽車廠商等相關(guān)機構(gòu)將能了解車主一舉一動，后續(xù)該技術(shù)在應用與法規(guī)制訂上，仍值得觀察。

　　除美國之外，歐洲國家及澳洲也著手研究與測試DSRC通訊技術(shù)，并開發(fā)新的應用領域；以葡萄牙來說，其利用五百多輛汽車及路側(cè)單元（Road Side Unit，RSU），建構(gòu)出涵蓋整個城市的汽車網(wǎng)狀網(wǎng)絡（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)合遠程服務車聯(lián)網(wǎng)優(yōu)化車輛管理

　　前述的DSRC聯(lián)網(wǎng)汽車應用，主要通過互助式的行車安全警示及路況信息提供，達成減少車禍的發(fā)生與傷亡；設備上須有支持DSRC通訊功能的車機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)來支持。

　　因當前多數(shù)車輛尚未配備有DSRC通訊功能的車機，政府亦未大量布建路側(cè)單元，使各大車廠僅先著手于連結(jié)智能型手機、車機與3G/4G網(wǎng)絡來提供自家的車聯(lián)網(wǎng)服務，比如通用汽車的OnStar，及福斯汽車（Volkswagen）的Car-Net（圖3）。

　　圖3 福斯汽車提供的Car-Net服務

　　以福斯汽車為例，目前已在部分車種上配備Car-Net車聯(lián)網(wǎng)服務，其服務大致可分為遠程車輛存?。≧emoteVehicleAccess）、安全守護（Safe&Secure）、家人監(jiān)護（FamilyGuardian）、診斷維護（Diagnostics&Maintenance）等幾類。

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

　　圖4 安全守護應用示意圖

　　若車主將車輛借予親友、家人使用時（比如父母將車借給子女），可以設定車輛速度警示（SpeedAlert）與邊境范圍警示（BoundaryAlert），持續(xù)追蹤車輛的行為；當家人超速開車或超出邊境范圍，車輛會對車主發(fā)出警示通知，讓車主聯(lián)系開車的家人注意安全，以達到「家人監(jiān)護」功能（圖5）。

　　圖5 家人監(jiān)護服務示意圖

　　有時車主停車后卻忘了將車鑰匙帶下車，因而無法開啟車門，此時車主就能通過智能型手機開啟車門；又或是下車離開后，卻忘了車門、車燈是否關(guān)上，此時車主在他處即可通過智能型手機來檢查車輛的油量、車門、車燈、引擎蓋、后行李箱等車況狀態(tài)，亦可通過智能型手機查詢最后停放的位置，甚至是操控喇叭、開閃光燈等「遠程車輛存取」功能（圖6）。

　　圖6 手機可通過遠程車輛存取服務查詢車況。

　　在「診斷維護」服務方面，車主通過該系統(tǒng)得以查詢維修保養(yǎng)廠位置，并在線預約保養(yǎng)維修時間，亦可通過系統(tǒng)做車輛遠程診斷，系統(tǒng)將以電子郵件定期傳送診斷報告給車主，確保行車安全（圖7）。

　　圖7 遠程診斷維護示意圖

　　智能運輸兼具安全與節(jié)能效益

　　綜合本文所述，先進國家與汽車大廠，對于智能運輸系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)汽車與車聯(lián)網(wǎng)服務，均不遺余力地投入研發(fā)、測試與相關(guān)設施建置，希望通過科技來提高交通運輸工具與行程的安全、舒適、便捷，并減少車禍的發(fā)生與傷亡，進一步實現(xiàn)省油與節(jié)能減碳的環(huán)保概念。當前臺灣在智能運輸系統(tǒng)方面，仍有很大的成長空間。