加強聯(lián)網(wǎng)汽車連結性,4G/DSRC成新車標配
聯(lián)網(wǎng)汽車功能與安全性將大幅躍升。4G與專用短距通訊(DSRC)技術可讓行駛中的車輛,與移動裝置、周圍車輛、路邊基礎設施及云端系統(tǒng)相互鏈接,實現(xiàn)各種智能應用,如車輛診斷、碰撞預警與事故通報,增進汽車駕駛安全,遂獲得車廠擴大采用。
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)汽車的連結性應用,大致可分為以下三種:
車與車(V2V)的連結
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(V2R)、基礎建設(V2I)的連結
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)技術來實現(xiàn)。NHTSA雖然未明確表示將采用何種DSRC通訊技術,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通訊技術應該是5.9GHz車用環(huán)境無線存?。╓AVE)/DSRC,包含IEEE1609相關協(xié)議與IEEE802.11p的技術。
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人注意(圖1)。
圖1 車機通過DSRC,可提供駕駛人安全警示信息。
為此,通用汽車(GM)已為汽車座椅震動技術申請了專利,福特(Ford)也研發(fā)出方向盤震動技術,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,同樣也能與路上的車輛對話,告知車輛駕駛人相關路況(如前方道路壅塞、施工、路面坑洞等信息),以便駕駛人提前改道或注意。
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。
測試首先連結車輛與路口交通燈號控制設備的路側裝置,通過DSRC通訊技術,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)/全球導航衛(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人行駛速度建議,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。據(jù)相關研發(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,并將成為未來自動駕駛汽車的基礎;且待該技術進到商業(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,新技術至少須10年才可能廣泛應用;另外,此項技術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),汽車廠商等相關機構將能了解車主一舉一動,后續(xù)該技術在應用與法規(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,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單元(Road Side Unit,RSU),建構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。