基于V2V和V2X技术的智能交通系统

　　随着城市人口的增长，交通堵塞、污染、道路伤亡等问题将随之增长。目前，世界上超过一半的人口都生活在城市里（54%），并且在未来几年中增长有望加速1。交通堵塞给全球经济造成的代价也在增长，据估计，2013年至2030年之间，欧洲和美国将为之付出4.4万亿美元2。互联程度更高的车辆和基础设施（即智能交通系统 – ITS）为这些问题提供了一种可行的解决方案，可以打造出一个更安全、更环保、更高效的智能道路网络。

　　车辆对车辆（V2V）和车辆对基础设施（V2I）——统称为V2X——是为ITS奠定基础的关键技术之一。V2X通过无线互联网，可在车辆与环境之间实现临时数据交换——换言之，该技术使车辆可以相互之间实现互动，还可与2000米范围内的交通灯、路标等周围基础设施进行互动。在此基础上，车辆就可以提醒驾驶员注意可能的交通问题，甚至可以做到超视距；如此，驾驶员就可以相应地调整，以避开事故或拥堵区域。提醒内容可能包括十字路口盲区碰撞、道路状况危险、道路施工、存在救急车辆、静态或缓慢移动的车辆、交通堵塞、事故警告，以及交通信号或标志指示。

　　这听起来很像是未来的场景，但是，V2X芯片组已于去年实现量产（恩智浦半导体），并且汽车制造商已经开始部署这种芯片组，通常要配合高级驾驶员辅助系统（ADAS）（即雷达）等辅助技术使用。因此，装有V2X技术的车辆最快可能在2016年实现商用。此项技术的巨大潜力已经受到世界各地政府的重视，许多政府高调地实施了大量V2X试验。

　　ITS走廊——奥地利、德国和荷兰

　　2013年，奥地利、德国和荷兰政府签署了一项《谅解备忘录》，要打造欧洲第一个ITS走廊。该项目定于2016年竣工，将在鹿特丹、法兰克福和维也纳之间建成装有智能交通系统、长1300公里的道路。

　　该跨境项目侧重于利用可通过车载装置警告驾驶员的技术，使驾驶员获知正在接近施工路段。这样，驾驶员就可以改变路线或减速，既有利于提高道路安全，又有助于改善交通流。在走廊中，装有新型车载设备的汽车也会把实时道路交通信息传输至交通控制中心。借助GPS系统提供的准确位置，中心将准确了解特定区域的最新交通状况，并更加有效地管理各个流程。

　　2014年，项目的技术合作伙伴（包括西门子、恩智浦半导体、Cohda Wirless和本田公司）与三个国家的警察和公路管理机构密切合作，负责在走廊沿途进行“通信汽车”试验。在慕尼黑、维也纳和赫尔蒙德试验场进行的演示表明，新技术可以提醒驾驶员注意道路表面湿滑、人行横道、车辆行驶缓慢等警告信息，还能提醒注意即将到来的救急车辆、限速、前方车辆刹车等；这样，驾驶员即可采取必要的预防措施，避免发生不必要的事故。

　　在ITS走廊的荷兰部分，荷兰政府与恩智浦半导体等合作伙伴进行了合作，借以证明ITS技术在缓解许多繁忙公路面临的核心问题方面的价值：由驾驶员驾驶行为和制动，而非事故导致的“幻象”交通堵塞。荷兰称为“Spookfiles”的问题占荷兰全部交通堵塞的20%。预防或者缓解这种拥堵，有助于荷兰实现交通管理目标，提高现有基础设施的利用率，避免建设新道路的投入。

　　赫尔蒙德

　　在市区，优化对现有基础设施的利用效率是采用ITS的主要目标之一。赫尔蒙德市参与了Compass4D项目，该项目为期三年，旨在展示智能交通系统可以为公民、城市管理和企业带来的各种具体优势。参与试验的车辆超过600辆——包括公共汽车、出租车、救急服务车辆和私家车——跨越赫尔蒙德市和6个其他欧洲城市，车上都安装了具备互操作能力且能与路侧装置实时“通信”的车载装置。这些车辆的驾驶员会收到这些装置发来的提醒信息，借以提高能效比和道路安全性。全部服务分为三大类：

　　闯红灯——在其它车辆闯红灯或即将闯红灯（包括救急服务车辆）时的警示，或驾驶员是否存在闯红灯的风险。还会提醒驾驶员注意在绿灯通行时，留意同在行驶的附近其他车辆和容易受到伤害的其它道路使用者（行人、自行车）

　　道路危险警告——静态危险（如道路施工），或动态危险（包括前方车辆突然刹车）

　　十字路口节能——提供交通灯序列信息，比如“绿灯倒计时”或“红灯倒计时”

　　有了这些信息，驾驶员就可以更加清楚地了解其周围的环境，有更多的时间对潜在的危险情况作出反应，以防撞车。另外，可增加在交通灯处的反应时间，并且知道在等待时间较长时关闭发动机，这样做可以减少拥堵和污染。试验将于2015年12月结束，但赫尔蒙德市和Compass4D项目的其他合作城市已经决定在项目阶段结束之后继续提供这些服务。

　　赫尔蒙德市还参与了欧洲的一项试验，其目的是提高燃油效率，使卡车碳排放量减少25%。Freilot运用V2X技术，使得赫尔蒙德市主要直通公路（Europaweg Kasteel-Traverse和Deurneseweg）上的14个交通灯能与卡车和消防车上的车载设备通信。这些车在交通灯处享有优先通行权，并能根据周围的交通状况收到车速建议，以确保最佳效率。系统还允许卡车驾驶员在交通繁忙的城市里预订装载空间，以节省宝贵的时间。试验于2010年启动，成效显著，该市决定将这套机制继续实施下去。里昂、毕尔巴鄂和克拉科夫也参与了该项目。

　　汉堡

　　V2X系统是安全、高效的群车行驶管理的核心促成因素，在这种情况下，货运卡车行驶时，它们之间的间距非常小，因而可以优化气流，形成便于车辆前行的低压气穴，从而节省能源、降低油耗。借助这种技术，车辆可以相互通信；当第一辆车刹车时，其他车就会自动刹车，无需驾驶员干预。如此，车辆就能以最佳间距（40至50英尺）行驶以保持最佳效率，即使高速行驶在高速公路上也能如此，不会损失安全性。

　　当然，车辆需要在整个旅途中保持队形，在通过交通灯时，这是非常难以做到的。另外，在以车队行驶时，需要一辆车排头。以车队形式行驶时，目前已经可以从多方面改善交通流。在汉堡港进行的一次试验演示了实现这一目标的方法。五辆货运卡车组成一个车队，车上都安装了恩智浦出品的车载V2X装置，这些装置可以与港口周围的交通灯通信，并能相互通信。这意味着，交通灯“知道”哪些车属于车队，可以在红灯亮之前，确保整个车队顺利通过。卡车驾驶员可通过一个小屏幕，随时了解其周围的其他卡车。

　　试验同时展示了智能交通系统如何保护学童等脆弱的道路用户。通过在校服里集成RFID标签，路侧装置可以在学童横过公路时检测出来，相应地调整交通灯，并向装有车载装置的车辆发送提醒消息。

　　虽然试验只进行了一天，但汉堡港计划在不久的将来部署永久性智能交通系统。开始时，将在一个十字路口部署路侧装置，在30辆卡车上安装车载设备；2016年，则会扩展到10个十字路口和最多200辆卡车。另外，恩智浦已经开始与汉堡的校服生产商协商把RFID标签集成到校服中。该项目将在全市范围内展开，可以大幅提升学童通过公路时的安全性。

　　对汽车工业以及整个社会来说，互联网的融合以及智能交通系统的诞生可谓关键。毫无疑问，智能移动将减少人为错误（这类错误导致了当今90% 的交通事故），提高道路安全性，减少拥堵，提高能效（全球每年在这方面的支出高达数十亿美元）。

　　当然，将汽车系统与互联网整合起来也存在风险。如果系统被黑客攻击并被馈入错误信息，或者被用来执行某些任务，则可能造成致命性后果。因此，工业界需要通力合作，确保数据的质量和完整性。同时还要加强隐私保护，不能跟踪驾驶员驾驶行为之外的个人信息。这些关键问题将决定消费者的信任，决定互联自动驾驶汽车的广泛普及，而这类汽车是打造更安全、更环保、更高效的道路网络的必备条件。恩智浦拥有领先的安全和身份识别技术，是挫败攻击、提高交通安全性、保护用户的绝佳选择。

　　正如已经实施的试验所证明的那样，ITS拥有众多优势，我们不能对其视而不见。工业界目前需要开展标准化工作，设法取得制造商和消费者的信任，全面实现各种优势。Car2Car联盟、ETSI以及欧盟委员会高层ITS顾问小组等团体将在此过程中发挥推动作用，世界各地ITS试验取得的成功经验亦是如此。