淺觀未來新型智能汽車如何改變我們的生活

特約通訊員 黃一鈞

淺觀未來新型智能汽車如何改變我們的生活

特約通訊員 黃一鈞

每位司機心中都有一個夢想，希望自己能夠提前預知交通危險，或者擁有規避諸如塞車等困擾的能力。然而隨著現代IT和無線網絡技術的發展，尤其是car-to-x（行車信息交互系統）的出現，這樣的夢想似乎不再顯得那樣可望而不可即。

我們不會對交通新聞中的汽車鳴笛聲感到陌生，我們會經常在新聞中聽到諸如這樣的提示：“在廣深高速公路廣州往深圳方向虎門路段發生了一起車禍，現在僅一條車道可以正常通行，事故現場車行緩慢，過往車輛已經排成長達10公里的長龍。”但是這樣的提示來得太遲了，這時往往道路交通早已擁堵不堪。

上班族們通常通過廣播、內置交通信息系統或者GPS的渠道獲取最新的交通消息。但是這些渠道存在的問題是，交通數據需要通過交通信息臺的篩選，到最終司機收到這些消息時，往往已經過了一小段時間。這意味著司機們在面對交通問題的時候仍然會感到手足無措，只能夠倚仗自己的駕駛技術和經驗及時判斷和繞過危險的交通事故路段。現階段，交通擁堵已成為世界性的“城市病”，各國每年因交通擁堵蒙受的損失也非常慘重：德國政府僅是針對交通擁塞問題每年就要花費超過170億歐元，這還不包括大量的汽油和汽車排放，這些本應可以省下一大筆支出；美國年損失680億美元；英國年損失約43億英鎊；日本年損失12萬億日元。在我國，交通擁堵每年造成的經濟損失高達2500億元，政府大力發展交通科學，持續投入大量資金用于交通的安保設施建設。

一個沒有事故和交通擁堵的世界

Мichael Eisenbarth是德國弗朗霍夫實驗軟件工程研究所（IESE）的一名研究員，在他所構想的世界里，是沒有交通事故和擁塞問題的。他預言，不出幾年的時間，機動車將能夠直接與其它汽車和交通基礎設施（諸如紅綠燈、路障和路標等）直接通信，這些汽車和設施將讓我們預知危險的存在。在與其他的汽車制造商、汽車供應商、通信公司、研究所以及公共組織建立合作關系后，2013年IESE參與了simTD項目——安全智能交通系統，致力于交通智能化領域的研究，旨在提高日常交通的效率和安全性，這個項目展示了car-tox通信系統在日常應用中的可靠性。此外，現代IT和無線技術將能夠提供更安全、更舒適和更有效率的交通。

實際上，測試汽車表面看起來并沒有任何有關于car-to-x通信系統的痕跡，至少在第一眼看來，這輛車都顯得那樣平凡無奇。一切的神奇技術都隱藏在里面。車內內置了若干車載組件——電腦、硬盤、無線網絡、移動通信天線。突然，提示音響起，車載計算機的顯示屏上出現了剎車警告，即使此時與前面的車輛仍然保持著一段安全的行車距離。“這次警報產生的原因是由于附近的幾輛車緊急剎車，所有的汽車都通過無線局域網絡相互通信——信號的輻射范圍往往能到達附近的幾百米左右，這將使我們仿佛能夠獲得一雙能夠看到剎車燈的眼睛，即使我們在肉眼沒有看到的情況下。”來自Fraunhofer開放式通信系統研究所（FOKUS）的Ilja Radusch解釋道。現在前面的汽車突然急剎車了，但是無關緊要，因為我們早已做好了剎車的準備，最終汽車將平穩地停駛，并與其它汽車保持在安全距離的范圍內。

除了“智能剎車燈”功能，Car-to-x通信系統還包括另外兩項特色功能：“交通路口助手”，它能向司機警示在十字路口和道路交匯處潛在的車禍；“路牌助手”，作用是即使在司機視線看不到路牌的情況下依然能夠為司機清晰地指示路牌上的內容。

在法蘭克福周圍的道路上，實驗團隊總共測試了21個不同的駕駛輔助功能，歷時6個月，召集了120輛車在100多個路邊的測試點（測試點裝有感應器，在路面邊緣）進行測試。FOKUS的主要任務是確保所有的系統能夠正確地收集和處理數據。“我們開發了專門的工具進行基準測試并記錄環境變量，我們建立了空間多達120TB的可容錯的云存儲基礎架構，不僅如此，還能夠對真實的路面進行測試，而這些都是使用計算機來模擬完成的。”Radusch表示。這些工具不僅使用在道路測試中，也有望在其它領域獲得廣泛的使用。

當一輛汽車使用car-to-x與其它汽車通信時，“空氣中彌漫的將不僅只有車中的廢氣，還會散布著無線網絡中傳輸的數據”，安全專家 Norbert Bi?meyer說道。在與FOKUS合作的過程中，他和弗朗霍夫安全信息技術研究所（SIT）合作研發出了simTD的信息技術安全架構。“這和家里用筆記本電腦無線連接一臺中央路由器不同，汽車之間的無線局域網絡通信是分散的，并且終端之間的地位也相同，因此要保證數據傳輸的安全和用戶的隱私將變得更加棘手。”Bi?meyer說道。為了確保系統的安全性，研究員們編寫了一套相當復雜的安全架構，其中為每輛車指定了特定的軟件數字證書和若干密鑰。

制造商們對外發出明確信號

毫無疑問，當今的汽車中并不缺乏現代信息技術的元素，但這些元素能夠提供的服務也僅限于諸如使用智能手機應用來調整座位或降低減震懸架的高度等。盡管如此，制造商們依然對外宣稱他們將會在未來的某個時刻為汽車引入car-to-x通信系統。“例如在2013年6月的simTD結項典禮上，戴姆勒汽車宣布他們將在2013年底之前將最新的駕駛輔助功能應用到產品中，并實現批量生產。”FOKUS的研究院Radusch說。最令人矚目的莫過于汽車與交通基礎設施之間的通信，兩者之間的通信將使用4G/LTE移動通信標準。在此之前，歐洲的眾多汽車制造商們早已在備忘錄中聲明，他們的目標是從2015起逐步向市場投放第一批使用ITS-G5技術5.9赫茲基帶無線網絡標準的汽車。

除了simTD項目之外，Fraunhofer同時也在做一些其它的相關工作，其嵌入式系統和通信技術研究所（ESK）的Josef Jiru說：“在‘汽車互聯’工作組中，我們正在致力于開發一個軟件平臺，它能夠幫助我們對car-to-x系統中相關駕駛輔助功能進行快速開發和靈活測試。”與此同時，研究員們也正在為基于無線局域網絡的car-to-x通信系統指定安全標準，旨在實現標準化提升。他們將simTD項目中的成果應用在無線網絡安全上，當汽車與交通基礎設施進行通信時，能夠提升數據保護的安全系數。“在這種情況下，由于移動無線通信享有更廣闊的覆蓋范圍，因此它與無線局域網技術相較表現更加突出。”研究員Kiening解釋道。

雖然我們現在仍然不得不在交通新聞中聽到聲音各異的汽笛聲，仍然需要依靠自己的駕駛技術來保證行車時的快速和安全，但相信car-to-x通信系統的出現將為我們的行車提供截然不同的感受。