車輛中心 研發處/資通訊應用工程組 柯亮宇

行車安全技術的發展，早已是各大先進國與各大車廠高度重視的項目之一，ABS、安全氣囊等獨立式安全系統，主要是應用在單一車輛中，然而，車載無線通訊防撞則是屬於合作式之行車安全系統，該系統可透過與視線外之車輛即時交換速度位置等訊息，來達到早期防撞警示，可增進駕駛人之可反應時間、達到預警危險的效果。


車載無線通訊的種類繁多，如藍牙、WiMAX、3.5G等，各有其合適的應用，為了達成與鄰車間行車安全資料的交換，歐、美、日三大陣營在短距車載無線通訊(Dedicated short-range communications，DSRC)方面，各自提出自己的標準，頗有互別瞄頭的味道。圖1.為各先進國之DSRC標準。其中日本DSRC標準為完全自訂的ARIB STD-T75標準，與歐美標準不相容。美國的DSRC主要的標準為IEEE 802.11p與IEEE 1609/WAVE (Wireless Access in Vehicular Environments)系列，IEEE 802.11p是由WiFi的IEEE 802.11a所修改而來，現階段僅為草案，尚未成為正式的標準。在歐洲則是由C2C-CC組織來制定歐洲DSRC標準，歐洲的標準在物理層與資料鏈結層，大部份皆是參考IEEE 802.11p修改成適用於歐洲的版本，在網路層(C2C network)與傳輸層(C2C transport)則使用歐洲自訂的版本。
　

圖1 各先進國DSRC標準的架構

目前，美國DSRC/WAVE標準的架構，分為兩大部份，一個是IPv6的協定，主要是應用在一些車上影音娛樂，車群網路、商家資訊等，與行車安全或道路交通資訊較無關的應用，另一個則是專門用在非IP協定的IEEE1609.3/WAVE Short Message Protocol，主要是應用於主動式安全的傳輸與一些交通資訊的傳遞。


DSRD/WAVE中可分為兩種通訊裝置，一種是安裝於路邊稱為路側機(Road Side Unit，RSU)，可提供車路通訊接取點；另一類為裝置在車上稱為車載機(On Board Unit，OBU)，可以直接在車載機間通訊或與路側機通訊；車載機間通訊的主要目的，通常是提供車對車行車之安全應用功能。例如，圖2.為車輛中心發展中之DSRC安全防撞系統硬體平台，平台中除了有通訊模組外，為了安全之目的，還有高精度的差分誤差修正GPS(D-GPS)模組，以及與汽車本體網路相連接的CAN模組，來取得車輛之GPS定位、航向與車輛本身相關參數等資訊，經由與鄰近車輛交換訊息後，即可計算是否會與鄰車發生碰撞。圖3.顯示本車(中間黑色點)與鄰車(綠色點)有可能在粉紅色區域發生碰撞，因此對駕駛人發出碰撞警示。圖4.為實車測試之畫面。

　

圖2  DSRC車載安全防撞系統硬體平台

圖3  碰撞警示示意圖

圖4  實車測試畫面

DSRC車載無線通訊系統，可得知鄰近車輛之車速、距離與方向，一旦有車輛未保持安全距離或緊急煞車與突然左右轉等情形，系統都可在第一時間判斷是否警示，甚或自動介入避撞，以避免行車事故。此外，車載無線通訊系統亦可實現諸如行動電子收費、交通與道路資訊提供以及其他車載無線通訊的應用等，達到安全、便利與效率之目地，由各先進國紛紛投入大量產、官、學等資源的趨勢觀之，DSRC車載無線通訊將會是下一波明日之星。

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