解碼自動駕駛的基礎――汽車專用短距離通訊（DSRC）

近年各國探討智能交通的熱門研究主題之一是聯網汽車(Connected Car)，其發展目的是要打造出更安全、智能并兼顧環保的交通運輸工具。

在所有建設聯網汽車的所需條件中，連結性(Connectivity)為其實現的重要要素之一。聯網汽車可通過車與車(Vehicleto Vehicle)、車與路側單元(Vehicle to Roadside Unit)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。

聯網汽車的連結性應用，大致可分為以下三種：

1、車與車(V2V)的連結

通過車輛間相互溝通協助，以防止交通事故的發生，進而減少車禍傷亡。

2、車與路側(V2R)、基礎建設(V2I)的連結

可提供車主實時性與區域性的路況信息，促進旅程便捷快速。

3、車與其他智能型裝置/系統的鏈接

串連其他用戶系統，提供實時不間斷的服務，讓乘車環境與旅程更為安全舒適。

目前配置車聯網的新車數量逐漸增加，但多數應用服務僅是與車廠的后臺系統取得聯系以尋求幫助，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。

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。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車用環境無線存取(WAVE)/DSRC，包含IEEE1609相關協議與IEEE802.11p的技術。

DSRC 的有效通訊距離為數百米，車輛通過DSRC以每秒十次的頻率，向路上其他車輛發送位置、車速、方向等信息;當車輛接收到其他車輛所發出的信號，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。

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(Signal Phaseand Timing，SPAT)信息傳輸給車輛，車輛再基于差分全球衛星定位系統(DGPS)/全球導航衛星系統(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。據相關研發人員表示，這套系統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化階段，新車安裝此系統僅須支付100多美元的額外成本。

雖然DSRC受到了福特、通用、本田(Honda)、現代(Hyundai)、奔馳(Mercedes-Benz)、日產(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，汽車廠商等相關機構將能了解車主一舉一動，后續該技術在應用與法規制訂上，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狀網絡(Vehicle Mesh Network)，并作為港口碼頭管理系統的數據傳遞之用。

結合遠程服務，車聯網優化車輛管理

前述的DSRC聯網汽車應用，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單元;此外，還要仰賴政府訂定法規來支持。

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

圖3 大眾汽車提供的Car-Net服務以福斯汽車為例，目前已在部分車種上配備Car-Net車聯網服務，其服務大致可分為遠程車輛存取(Remote Vehicle Access)、安全守護(Safe Secure)、家人監護(Family Guardian)、診斷維護(Diagnostics Maintenance)等幾類。

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