[科普中国]-智慧车载系统

智慧车载系统是由旧有的车载资通讯系统结合联网汽车技术所演进而来，过去车载资通讯系统从原先仅仅单纯提供CD播放及车辆状态，一直到近年来因3G/4G/5G网络技术的蓬勃发展，已进入智慧联网的时代，朝着M2M（Machine to Machine）的方向前进。

智慧车载系统简介智慧车载系统随时有着庞大运算量，需有高规格的软硬件才能得以实现，透过所谓微机电系统（Micro Electro-Mechanical Systems,MEMS），使得关键零件可以做得越来越微小，而运算效能直线上升（现今人手一支的智能手机已超越1969年阿波罗11号登月时的运算量），让智慧车载系统得以整合原本各自独立的影音系统、导航系统、行车纪录及主/被动行车安全系统等，发展至此应用功能越来越多元化。

起源欧盟及美国平均每年因车祸死亡的人数达4万1千人，因此各国纷纷投入资源研究，英国由研究数据得知Telematics能有效提升行车安全，更进一步预防事故发生，大大降低由人为疏失所造成的行车事故。

行驶中的车辆透过：“前方碰撞预警系统(FCWS)”达到保持车距的目的，能减少80%因超速引发的事故；“协同式车间碰撞警示系统”减低都会行车中的38%及高速公路的75%后端碰撞事故；“车道偏离警示系统（LDWS）”则可以避免16%~20%因为偏离车道所导致的交通事故。

综合以上车载系统之优势，终于在2011年时欧盟通过一项决议，自2013年11月1日起，在欧盟的新款汽车必须安装“预先紧急刹车系统”，2015年11月1日起则欧盟境内的所有车辆必须要安装。

应用其发展的方向为智能车载资通讯电子系统，车辆自动/辅助驾驶系统、驾驶人瞌睡警示、防撞预警、车载自我诊断系统（On Board Diagnostics,OBD）、胎压检测装置（TPMS）、车道偏离警示系统（LWDS）、前方碰撞预警系统（FCWS）及后方碰撞预警系统等智慧车（Smart Car）相关应用。

系统演进第一代 Telematics V2Z（Vehicle to Zero）来自于1990年，是独立运作之车内封闭系统，称之为Infotaiment，主要提供广播以及影音播放，通常被认为不具备无线通讯功能，或极为有限的通讯能力。

第二代 Telematics V2I（Vehicle to ISP/TSP）于1997年诞生，透过手机向驾驶传递应用服务，利用手机3G/3.5G之通讯模组，以GPS（Global Positioning System）为基础提供驾驶行车安全及vehicle centric support应用服务。

第三代Telematics V2X（Vehicle to X, V2X），演变成车与外部的连结，透过使用车用环境无线存取技术（WAVE）/专用短距通讯（DSRC）已备受重视，延伸出车与车（V2V）、车与设施（V2I）、车与人（V2P），同时提升了行车安全、效能与残障辅助（Handicap Assistance），可运用无线宽频多样性应用服务。

市场规模台湾台湾车载资通讯产业2012年的产值约为4,026亿新台币。透过经济部之推动协助，台湾产业于2015年时达成突破6,000亿元年产值的目标。进而整合ITS/Telematics创新技术应用，提供全面“智慧化交通运输服务”，进行整体交通网络与跨运具之计划，建立智慧车载系统，达成流畅交通路网服务与无缝隙智慧旅运生活1。此外，台湾产业界近年来亦积极投入车联网智慧车载产品之研发，如科技大厂华硕(ASUS)、宏碁(ACER)与新创公司谛诺科技(ADENOVO)...等均争相投入这块新蓝海。

国际由全球移动通信系统协会（GSMA）近期发布的报告指出，从2012年原先的130亿欧元（5千亿台币），预估到2018年全球车载资通讯系统的市场规模将达到约390亿欧元（新台币1.5兆元），显示智慧联网结合车载资通讯系统之商机正逐年翻倍成长。

适用范围私人用车、大众运输工具、货运车辆、消防车、救护车、警车2。

延伸应用由于智慧车的联网时代来临，卡内基美隆大学的电脑学家Dr. Ozan Tonguz研发出一套新系统，该系统是以显示在挡风玻璃或仪表板上的“虚拟红绿灯”（VTL）取代传统式红绿灯，虚拟红绿灯计划是运用车上的感应器，协调车辆彼此的位置和通过路口时的顺序，使车与车之间彼此能够沟通，这利用到的是车联网的概念，同时也必须能够辨识行人或脚踏车骑士来转换号志，而需克服的困难在于提高系统的信赖度及准确度。研究人员表示，VTL将能够达到节能减碳、减少事故、并缩短通勤时间的成果，初步模拟结果显示，这套系统可望提高平均车流量达60%。

其原理是以一辆车作为虚拟灯号之发射台，这辆车在抵达十字路口时，因虚拟红灯状态下而停车，同时将虚拟红灯之讯息传送给接近路口的车辆，故驾驶人在抵达路口前能够提早得知该路口之灯号，也因此驾驶人有机会提早转向其他路线，选择更顺畅的道路，达到分散车流的目的。开发人员表示，这项计划的目的是改善交通壅塞、带来经济与环保双赢的局面，并提高道路安全，是可以被期待的全新技术。开发团队已在葡萄牙波尔图（Porto）部署原型系统，让450辆挡风玻璃配备VTL的计程车上路做为第一波测试。

本词条内容贡献者为:

杜强 - 高级工程师 - 中国科学院工程热物理研究所