基于V2V和V2X技術的智能交通系統

　　隨著城市人口的增長，交通堵塞、污染、道路傷亡等問題將隨之增長。目前，世界上超過一半的人口都生活在城市里(54%)，并且在未來幾年中增長有望加速1。交通堵塞給全球經濟造成的代價也在增長，據估計，2013年至2030年之間，歐洲和美國將為之付出4.4萬億美元2?；ヂ摮潭雀叩能囕v和基礎設施(即智能交通系統 – ITS)為這些問題提供了一種可行的解決方案，可以打造出一個更安全、更環保、更高效的智能道路網絡。

　　車輛對車輛(V2V)和車輛對基礎設施(V2I)——統稱為V2X——是為ITS奠定基礎的關鍵技術之一。V2X通過無線互聯網，可在車輛與環境之間實現臨時數據交換——換言之，該技術使車輛可以相互之間實現互動，還可與2000米范圍內的交通燈、路標等周圍基礎設施進行互動。在此基礎上，車輛就可以提醒駕駛員注意可能的交通問題，甚至可以做到超視距;如此，駕駛員就可以相應地調整，以避開事故或擁堵區域。提醒內容可能包括十字路口盲區碰撞、道路狀況危險、道路施工、存在救急車輛、靜態或緩慢移動的車輛、交通堵塞、事故警告，以及交通信號或標志指示。

　　這聽起來很像是未來的場景，但是，V2X芯片組已于去年實現量產(恩智浦半導體)，并且汽車制造商已經開始部署這種芯片組，通常要配合高級駕駛員輔助系統(ADAS)(即雷達)等輔助技術使用。因此，裝有V2X技術的車輛最快可能在2016年實現商用。此項技術的巨大潛力已經受到世界各地政府的重視，許多政府高調地實施了大量V2X試驗。

　　ITS走廊——奧地利、德國和荷蘭

　　2013年，奧地利、德國和荷蘭政府簽署了一項《諒解備忘錄》，要打造歐洲第一個ITS走廊。該項目定于2016年竣工，將在鹿特丹、法蘭克福和維也納之間建成裝有智能交通系統、長1300公里的道路。

　　該跨境項目側重于利用可通過車載裝置警告駕駛員的技術，使駕駛員獲知正在接近施工路段。這樣，駕駛員就可以改變路線或減速，既有利于提高道路安全，又有助于改善交通流。在走廊中，裝有新型車載設備的汽車也會把實時道路交通信息傳輸至交通控制中心。借助GPS系統提供的準確位置，中心將準確了解特定區域的最新交通狀況，并更加有效地管理各個流程。

　　2014年，項目的技術合作伙伴(包括西門子、恩智浦半導體、Cohda Wirless和本田公司)與三個國家的警察和公路管理機構密切合作，負責在走廊沿途進行“通信汽車”試驗。在慕尼黑、維也納和赫爾蒙德試驗場進行的演示表明，新技術可以提醒駕駛員注意道路表面濕滑、人行橫道、車輛行駛緩慢等警告信息，還能提醒注意即將到來的救急車輛、限速、前方車輛剎車等;這樣，駕駛員即可采取必要的預防措施，避免發生不必要的事故。

　　在ITS走廊的荷蘭部分，荷蘭政府與恩智浦半導體等合作伙伴進行了合作，借以證明ITS技術在緩解許多繁忙公路面臨的核心問題方面的價值：由駕駛員駕駛行為和制動，而非事故導致的“幻象”交通堵塞。荷蘭稱為“Spookfiles”的問題占荷蘭全部交通堵塞的20%。預防或者緩解這種擁堵，有助于荷蘭實現交通管理目標，提高現有基礎設施的利用率，避免建設新道路的投入。

　　赫爾蒙德

　　在市區，優化對現有基礎設施的利用效率是采用ITS的主要目標之一。赫爾蒙德市參與了Compass4D項目，該項目為期三年，旨在展示智能交通系統可以為公民、城市管理和企業帶來的各種具體優勢。參與試驗的車輛超過600輛——包括公共汽車、出租車、救急服務車輛和私家車——跨越赫爾蒙德市和6個其他歐洲城市，車上都安裝了具備互操作能力且能與路側裝置實時“通信”的車載裝置。這些車輛的駕駛員會收到這些裝置發來的提醒信息，借以提高能效比和道路安全性。全部服務分為三大類：

　　闖紅燈——在其它車輛闖紅燈或即將闖紅燈(包括救急服務車輛)時的警示，或駕駛員是否存在闖紅燈的風險。還會提醒駕駛員注意在綠燈通行時，留意同在行駛的附近其他車輛和容易受到傷害的其它道路使用者(行人、自行車)

　　道路危險警告——靜態危險(如道路施工)，或動態危險(包括前方車輛突然剎車)

　　十字路口節能——提供交通燈序列信息，比如“綠燈倒計時”或“紅燈倒計時”

　　有了這些信息，駕駛員就可以更加清楚地了解其周圍的環境，有更多的時間對潛在的危險情況作出反應，以防撞車。另外，可增加在交通燈處的反應時間，并且知道在等待時間較長時關閉發動機，這樣做可以減少擁堵和污染。試驗將于2015年12月結束，但赫爾蒙德市和Compass4D項目的其他合作城市已經決定在項目階段結束之后繼續提供這些服務。

　　赫爾蒙德市還參與了歐洲的一項試驗，其目的是提高燃油效率，使卡車碳排放量減少25%。Freilot運用V2X技術，使得赫爾蒙德市主要直通公路(Europaweg Kasteel-Traverse和Deurneseweg)上的14個交通燈能與卡車和消防車上的車載設備通信。這些車在交通燈處享有優先通行權，并能根據周圍的交通狀況收到車速建議，以確保最佳效率。系統還允許卡車駕駛員在交通繁忙的城市里預訂裝載空間，以節省寶貴的時間。試驗于2010年啟動，成效顯著，該市決定將這套機制繼續實施下去。里昂、畢爾巴鄂和克拉科夫也參與了該項目。

　　漢堡

　　V2X系統是安全、高效的群車行駛管理的核心促成因素，在這種情況下，貨運卡車行駛時，它們之間的間距非常小，因而可以優化氣流，形成便于車輛前行的低壓氣穴，從而節省能源、降低油耗。借助這種技術，車輛可以相互通信;當第一輛車剎車時，其他車就會自動剎車，無需駕駛員干預。如此，車輛就能以最佳間距(40至50英尺)行駛以保持最佳效率，即使高速行駛在高速公路上也能如此，不會損失安全性。

　　當然，車輛需要在整個旅途中保持隊形，在通過交通燈時，這是非常難以做到的。另外，在以車隊行駛時，需要一輛車排頭。以車隊形式行駛時，目前已經可以從多方面改善交通流。在漢堡港進行的一次試驗演示了實現這一目標的方法。五輛貨運卡車組成一個車隊，車上都安裝了恩智浦出品的車載V2X裝置，這些裝置可以與港口周圍的交通燈通信，并能相互通信。這意味著，交通燈“知道”哪些車屬于車隊，可以在紅燈亮之前，確保整個車隊順利通過。卡車駕駛員可通過一個小屏幕，隨時了解其周圍的其他卡車。

　　試驗同時展示了智能交通系統如何保護學童等脆弱的道路用戶。通過在校服里集成RFID標簽，路側裝置可以在學童橫過公路時檢測出來，相應地調整交通燈，并向裝有車載裝置的車輛發送提醒消息。

　　雖然試驗只進行了一天，但漢堡港計劃在不久的將來部署永久性智能交通系統。開始時，將在一個十字路口部署路側裝置，在30輛卡車上安裝車載設備;2016年，則會擴展到10個十字路口和最多200輛卡車。另外，恩智浦已經開始與漢堡的校服生產商協商把RFID標簽集成到校服中。該項目將在全市范圍內展開，可以大幅提升學童通過公路時的安全性。

　　對汽車工業以及整個社會來說，互聯網的融合以及智能交通系統的誕生可謂關鍵。毫無疑問，智能移動將減少人為錯誤(這類錯誤導致了當今90% 的交通事故)，提高道路安全性，減少擁堵，提高能效(全球每年在這方面的支出高達數十億美元)。

　　當然，將汽車系統與互聯網整合起來也存在風險。如果系統被黑客攻擊并被饋入錯誤信息，或者被用來執行某些任務，則可能造成致命性后果。因此，工業界需要通力合作，確保數據的質量和完整性。同時還要加強隱私保護，不能跟蹤駕駛員駕駛行為之外的個人信息。這些關鍵問題將決定消費者的信任，決定互聯自動駕駛汽車的廣泛普及，而這類汽車是打造更安全、更環保、更高效的道路網絡的必備條件。恩智浦擁有領先的安全和身份識別技術，是挫敗攻擊、提高交通安全性、保護用戶的絕佳選擇。

　　正如已經實施的試驗所證明的那樣，ITS擁有眾多優勢，我們不能對其視而不見。工業界目前需要開展標準化工作，設法取得制造商和消費者的信任，全面實現各種優勢。Car2Car聯盟、ETSI以及歐盟委員會高層ITS顧問小組等團體將在此過程中發揮推動作用，世界各地ITS試驗取得的成功經驗亦是如此。