車間通訊技術方案整合 強化汽車行車安全與用車體驗
2016/10/17 - DIGITIMES企劃
根據WHO(World Health Organization)世界衛生組織統計，全球每年因為交通意外事故死傷人數超過150萬人，等於每天有超過4千人因交通意外導致死傷，而新一代的V2V車間通訊技術可有效提示駕駛行車環境現況，輔助駕駛正確判斷行車路況、進而規避行車危險，減少事故發生...隨著生活品質提升、人們擁有汽車比例正逐步升高，但現有行車路網、交通週邊設施建構仍緩步進行，不僅是行車環境日趨惡化，不良的設施規劃也會導致交通事故頻繁發生。
歸納交通意外發生成因，其實多數與駕駛人未能專注行車路況、或是交通違規造成，例如，在交通路網複雜或是十字路口區域導致的車禍就佔了相關事故區域的5成以上，另外如未注意視線盲點、前方車況、轉彎未能確實操控方向燈好逕自轉彎、違規超車、未保持安全車距、超速行駛等狀況，都是導致車禍的重要原因。
改善車禍事故死傷問題 車間通訊技術可降低事故率
從車禍原因推導，會發現多數事故都是由駕駛人本身狀態造成，如果能強化駕駛人的行車週邊資訊與狀態更新、提示，能讓駕駛人有效規避車禍事故發生，這也是各國積極立法規範、同時敦促汽車產業針對車載資通訊(Telematics)技術開發與車間通訊技術(Vehicle-to-Vehicle；V2V)安全性行車應用場域測試與規劃的重點，透過政策、市場與應用技術三管齊下，降低車禍發生率，同時減少了因為車禍事故導致的社會成本問題。
車載資通訊服務基本上可以視為整合資訊、通訊、汽車電子與數位內容科技等跨領域技術的多重應用，各方面技術方案其實都不是新方案，而是整合架構對應至行車情境中應用，以滿足行車過程中產生之安全、舒適與效率等智慧化服務。
車載資通訊系統中，尤其在安全性應用方面是目前產業較關注的重點，因為不僅衍生週邊行車路網規劃、基礎建設部署與關鍵通訊技術與通訊協定議定等，都會對應影響整個汽車電子產業，是車載資通訊在這波行車智能化應用浪潮中最關鍵核心的重點。
無線通訊技術搭配車間通訊方案 建構智慧用車環境
車用環境無線存取(Wireless Access in Vehicular Environments；WAVE)？專用短程通訊(Dedicated Short-Range Communications；DSRC)，其技術方案即可用於高速移動車輛的多頻道訊息網路運作架構，連接車上設備(On-Board Unit；OBU)和路側設施(Road-Side Unit；RSU)即時建構行車情境中的車內通訊(Intra-vehicle)？車對車間V2V通訊、車輛對路側設施間通訊(Vehicle-to-Roadside；V2R)、車輛對基礎建設間通訊(Vehicle-to-Infrastructure；V2I)相關行車應用情境中，整個通訊網絡再透過3G/4G Lte、Wi-Fi或藍牙無限網通技術連接，讓車內駕駛可以即時掌握周遭行車路況，像是即時通知駕駛數公里前方的行車事故狀況、影響，或是一般交通壅塞建議改道資訊，甚至是即時的行車安全提示。
車間通訊技術方案若能有效整合與部署，其改善用車安全與減少社會成本效用相當大，因此全球主要汽車市場，如美國、歐洲、日本等均積極推動相關配套與政策方向，尤其針對智慧交通系統(Intelligent Transport System；ITS)發展規劃投入大量資源，像是美國即積極投入IntelliDrive、歐洲推行的EasyWay、日本積極推展的Smartway，都是想藉由積極推展智慧交通系統，減少道安問題的重要策略。
各國除積極投入車載資通訊技術與對應方案發展外，其實在因應不同地域特性需求，對應技術選用也會有差異，尤其在地理特性、文化差異對應期規劃思維都會有因地制宜的方向考量，但基本上不外乎在智能交通改善方面希望透過導入資通訊技術、感測應用技術與自動化技術，提升用車安全，或改善交通設施效用、道路的運輸效率等，滿足不同用路人的各種智慧用車需求。
透過政策、市場與終端應用 加速導入V2X技術環境建構
鑑於各國交通環境、地理特性與文化之差異，策略遂有因地制宜考量，但規劃思維一致，希冀透過資通訊技術、感測技術與自動化技術，來改善車輛、道路與基礎設施等外在條件，藉以塑造出一個高效率運作系統，來滿足各種用路人需要。
從各國政府發展車載資通訊技術與管理方向觀察，2014年可以說是V2V車間通訊技術方案的發展關鍵時點，因為美國交通管理部門於2014年宣布了V2V的強制立法方向，同時規劃智能交通應用發展藍圖，政策方向目標設計將在2017年陸續完成智慧交通系統建置、試驗場域規劃等，未來將規範新車出廠前都須強制裝配V2V車載裝置與網通裝置，以銜接車聯網應用系統。
另一方面，歐洲的準備進程採取漸進擴大應用範圍的方式推行計畫，歐洲在2014年由標準組織ETSI、CEN進行C-ITS(Cooperative ITS)標準制定，2015年先後啟動一連串C-ITS建置計畫，由標準來引導市場應用與系統化發展方向，同時再歐盟各國政府與研究單位、汽車週邊產業組織組成的Amsterdam Group，在2015年啟動對應的聯合建置案，打造歐盟區域的C-ITS應用場域環境。
大型車廠投入鉅額開發成本 搶攻智慧車應用市場
除了政府單位在法規面、管理面引導汽車產業往智能運輸、智能交通方向移動外，大型車廠因應新市場需求早已進行相對應的配套規劃，在主流車廠方面，如GM、TOYOTA、BMW等均積極大幅投資車載資通訊核心技術發展，3家大型車廠分別投入超過10億美元以上的技術開發投資，在大型車廠帶頭驅動產業升級、政府管理單位積極投入ITS基礎建設部署下，車聯網銜接如V2I、V2V、V2R等進階應用擴展如自動化、安全加值駕駛應用，新穎的駕駛安全服務不僅挑戰車廠的技術與創意，成為新車設計的重要挑戰項目之一。
而車載資通訊系統銜接V2V、V2I等車聯網絡的關鍵在於車輛的聯網系統支援，聯網汽車(Connected Vehicles)在ITS發展中扮演極重要的關鍵角色，透過車輛對外部網路的快速連結、交換外部環境資料與車輛本身的行車資訊，透過高效能判斷處理分析，提供駕駛即時、便利與舒適的服務，甚至在重大行車安全問題發生，即時介入提供安全建議或對應系統自動處理，提升駕駛人應對突發行車危險的應對反應能力，有效改善因人為疏失造成的車禍問題。
V2X基礎應用環境建構 可有效提升行車安全
再列舉幾個車載資通訊系統透過V2V/V2I網絡優化整體行車安全的應用機制，透過V2V的機制進行路口來車警示，可讓車輛駕駛能在進入十字路口前預先提示可能的行車狀況，避免因天候環境視線問題導致的事故傷亡，對應此概念之下的應用發展就相當多元，例如對V2V安全警示系統延伸所需的後裝安全裝置(Aftermarket Safety Device；ASD)，發展如提供駕駛快速的反應時間、低延遲行車資訊傳輸，擴展如協同式路口防撞系統(CICAS-V)，透過經由路側設施發出的警告，警示駕駛可能即將違反交通號誌提示，讓駕駛可以做好對應安全駕駛動作，進而減少路口事故發生率。
協同式防撞系統優點相當多，透過主動提示可以擴展駕駛更多可用道路安全資訊，但實際上要建構對應環境其實相當繁複，首先，協同式的重點即在必須結合路側基礎建設，在路側單元、交通號誌等預先部署車聯網系統，同時，使系統能即時低延遲地與車內的車機設備進行協同運作，在CICAS-V應用情境下，汽車行駛至十字路口即可接收到各向路口的GPS座標、道路資訊、號誌綠燈的剩餘秒數，駕駛可判斷前方號誌變化時機進行對應加？減速操控。
V2V從標準定義到車輛導入 改善多數駕駛人導致的車禍問題
除了CICAS-V應用架構外，其實車間通訊應用在前方碰撞警示(Forward Collision Warning；FCW)具備減少未保持安全車距、追撞類型車禍的實用價值，透過FCW方案，可協助警告後方車輛駕駛避免與前方車輛發生碰撞，由後方車輛的車載OBU，進行來自前方或其他車輛所提供餓得行車資訊訊息(如車輛座標、車速、方向、 煞車動作等)，經由OBU分析接收的週邊車輛行車資訊判斷與自車相對位置位置，在有碰撞危機前主動透過屏幕或警示音提示。
另一個方向是思考常見用車問題推演而來，例如，在大型車輛如聯結車、化學原料運輸車輛、砂石車等，因為其車輛本身的荷重較高，重型車輛在高速運行時會因為物理慣性，通常在操作緊急煞車會有較長的煞停距離，如果行駛於這類大型車輛之前的小轎車若因前發行車狀態緊急煞停，若大型車輛未保持有效煞停車距，往往會因為煞停距離較長造成嚴重追撞道路事故發生。
因應此種狀況即可透過車輛間的V2V通訊擴充電子煞車燈警示(Electronic Emergency Brake Light；EEBL)應用，將煞車動作透過電子訊號廣播傳遞給後方車輛，後方車輛可在收到廣播同時進行即時提示，或是輔助電子煞車操控，避免後車反應不及導致追撞事故發生。
圖說：車間通訊技術可以提供駕駛多元行車資訊，包含安全、舒適、便利方面的行車體驗提升。(BMW)
圖說：常見車禍事故肇因，多數是駕駛人未能注意行車路況、環境造成，透過車間通訊技術可以改善交通事故問題。(Government Accountability Office)
圖說：各種V2X車載資通訊技術，可為各種行車情境提供智慧化安全提升效用。(Movimento Group)
