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从VII到IntelliDrive 美国车联网发展迅猛

日期:2016-07-11    来源:百度百家

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2016
07/11
11:26
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关键词: 车联网 车载智能系统 智能汽车

可以想象一下,未来的世界里,车与车之间能够“互相交流”来避免或者减少交通事故的发生;不仅如此,汽车还能够“对话”交通信号系统,以减少不必要的停车;同时,驾车出行,根据不同的模式和路径规划,你能够随时了解到达目的地的时间;此外,交通管理人员通过搜集的数据可以尽可能准确地掌握多模式化交通系统的运行表现。

而如果要实现这样的愿景,车联网在其中将扮演着至关重要的角色。也就是说,车车之间能够联网,车与道路基础设施可以联网,汽车、道路基础设施、行人的无线移动设备之间均可以通过网络建立联系。不过要让这样的设想变为现实,既需要制订一套严格规定的解决方案,同时还要对涉及车联网技术、应用及政策方面的问题进行长期研究探索。

VII→IntelliDrive

2010年,美国交通部下设部门「研究与特殊项目管理局(Research and Innovative Technology Administration,简称RITA)」发布了一项“智能交通战略研究计划(2010-2014)”,对美国车联网技术的发展目标、实现途径以及智能交通系统建设等问题进行了详细规划部署。

其实早在2009年美国智能交通协会年会上,美国交通部秘书长Ray H. LaHood指出,“我们相信前沿的智能交通技术对提升高速公路和车辆行驶安全,减少交通拥堵和CO2排放,建立能源高效、可持续发展、运营性能出色的交通系统十分关键”。

值得一提的是,整个美国智能交通战略研究计划的核心是由交通部发起的IntelliDrive项目,该项目旨在通过建立机动车、道路基础设施及行人携带的无线设备之间的互联通讯机制,以增强道路交通安全,提升出行便利并减少环境污染。这项计划的研究重点主要集中在IntelliDrive应用、技术和政策这三方面。

2003年,美国交通部负责智能交通项目的科研人员和专家开始认识到,V2V、V2I技术对提升道路安全,解决一些疑难交通问题有关键作用。因此,基于此前的智能交通研究(智能汽车项目,IVI),美国交通部于2003年又发布了一项VII车路协同系统项目。而随着该项目从研究步入商用化测试和投放市场阶段,研究人员意识到,需要进一步拓展智能交通计划的研究范围,即应该去探索新兴的无线及计算机技术在该领域的应用潜力。

为了更好地反映出该研究的目的,2009年美国交通部将VII项目更名为「IntelliDrive」,但之前独立进行的「CICAS协同式交叉路口碰撞防止系统」和「Safe Trip-21」研究则划归至「IntelliDrive」项目统一管理。不过随着相关技术发展的逐渐成熟,以及社会大环境所发生的重大变化,美国交通部于2011年5月26日将「IntelliDrive」正式更名为「智能互联汽车研究(Connected Vehicle Research,下称CVR)」,但项目内容、规划、目的并没有发生改变。

其中,CICAS项目主要是为了开发测试相关技术应用,以减少有红绿灯或停车标识的十字路口碰撞事故的发生。比如允许汽车和交通信号系统进行通讯,如果司机有闯红灯的苗头,那么车内的警报系统会提醒司机注意十字路口是否有行人通过,避免意外事故发生。

相比之下,SafeTrip-21研究的是通过目前的一系列车联网技术短期内实现更为安全、便捷的出行。这项研究的应用范围包括,可以从拥有多形态交通的区域搜集运营车队(taxi等)的监测数据,使用便携式的装置获取交通流量数据,这样大家在外出时便可借助这些实时数据合理进行路径和换乘方式的规划。

从概念走向测试

在确定好各项目的研究方向之后,美国交通部便开始在合适的区域展开实地测试。例如,CICAS项目组在弗吉尼亚州的小镇黑堡(Blacksburg)对一套“十字路口闯红灯警示装置”的原型系统进行了先期测试。

在2007-2008的测试周期内,87名驾驶员按照预设的路线在公共道路上行驶。该路线包括了13个安装有道旁通讯设备的十字路口,其中三个是通过红绿灯控制的,而其余10个只有STOP停车标志。该测试表明这套警示系统已经具备进行更大范围测试的实力了,因此之后CICAS并入IntelliDrive项目。

之后在2008和2009年的测试阶段,美国交通部及其合作伙伴在密歇根的奥克兰郡及加州的帕罗奥图特别设计的实验区域对VII进行了为期两年的概念验证测试。研究人员希望通过一些基础性的测试来评估5.9GHz频段的DSRC专用短程通讯技术的通信能力和功能特征。DSRC是一个以IEEE 802.11p为基础的标准,采用专属无线频率──5.9GHz频段内的75MHz频谱。这是美国联邦通信委员会(FCC)在1999年专门为智能交通系统(ITS)分配的,用于实现车辆在高速状态下的短程通讯,以保障公共交通安全。

测试表明,VII车路协同的概念可行,除了需要针对下面两个问题进行额外实验:1)基于DRSC专用短程通讯技术搭建的通讯网络是否能够在大范围的交通区域内发挥作用;2)用户个人隐私数据是否安全,能否得到有效保障。针对这一情况,美国交通部及合作伙伴计划将密歇根的VII实验场地向公众或其他私营企业开放,用于新技术新应用的测试工作。

下一个5年计划

前面提到过,为了明确研究目标,美国交通部2011年5月26日已经将「IntelliDrive」的项目名称修改为“智能互联汽车研究(Connected Vehicle Research,简称CVR)”。此外,由美国交通部下设部门「研究与特殊项目管理局(Research and Innovative Technology Administration,简称RITA)」制定的 “智能交通战略研究计划(2015-2019)”业已发布,该计划在下一个五年里会将研究重点集中于“互联汽车”、“自动驾驶”、“新兴功能”、“企业数据”、“协同性”及“加速产业扩张”六大领域。

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据了解,美国交通部主导的智能互联汽车研究项目将联合联邦政府、各州本地的交通职能部门、OEM主机厂和零部件供应商、公众对车联网技术进行测试评估。该技术能够使轿车、巴士、卡车、火车、道路基础设施、智能手机及其他可携带移动设备进行互相“沟通”。

例如高速公路行驶的私家车,可以借助DSRC专用短程通讯技术彼此“交流”,这样一来,所有的车子对周围车辆的位置及行为都能够了如指掌。无论是可能突然出现的红灯,结冰的道路,亦或是拐角处盲区内突然出现、为躲避障碍物占用你方车道的其他机动车辆,司机都会提前收到通知,系统会对可能出现的危险情况发出警报。

从最新发布的“智能交通战略研究计划(2015-2019)”中我们了解到,美国交通部主导的“智能互联汽车项目”会将主要精力放在车联网系统的本地化推进及大规模商用化上。而车联网技术的研究、开发以及量产,会落实在下面两个领域:

1)V2V通讯机制的建立将主要依赖DSRC专用短程通讯技术来实现。不过基于DSRC技术打造的设备安装在车内,它向外传输的安全信息要受到交通部的监管,因而涉及这项技术的研究、开发及量产事宜,也将由该机构负责;

2)其他车联网和通讯系统的运行,可以由DSRC或包括蜂窝网络、Wi-Fi、GPS卫星在内的多种通讯技术保障。尽管美国交通部并没有针对这些通信技术研究提出任何监管性的决定,但毫无疑问,这些技术都属于整个CVR项目的研究范畴。因此,美国交通部ITS项目负责人同样需要考虑在预期的智能汽车行驶环境中使用哪些技术和通信媒介比较合适。

看得见的未来

毫无疑问,智能互联汽车时代已经到来。美国智能交通系统项目联合办公室(Intelligent Transportation System Joint Program Office,简称ITS JPO)已经为第一批智能汽车的落地推广选好了地方。该项目将为计划部署人员提供资金和技术支持,以帮助他们开发相关技术并在实际生活中展开联网汽车的应用。第一批三个试点区域分别位于坦帕、纽约和怀俄明州南部的85号洲际公路,ITS JPO希望试点工作的成功能对互联汽车的推进以及车联网技术的成熟产生催化作用,尽快推出能够在大规模市场中量产的商业化产品。

2015年12月,美国交通部及其合作伙伴发起了一项「智慧城市挑战赛」,鼓励美国中等城市挖掘未来互联城市发展的创意,旨在应对不断增长的人口数量对未来城市交通基础设施带来的挑战。此外,作为恩智浦与美国交通部合作的一部分,优胜城市还将获得恩智浦提供的智能交通解决方案,而以V2X为代表的车联网技术将为智能城市挑战赛优胜城市带来深远利益,帮助改善其交通系统,最重要的是造福市民。最终,哥伦布市击败对手奥斯汀、丹佛、堪萨斯、波特兰、旧金山、匹兹堡,赢得5千万美元奖金。

尽管现在还很难确定未来联网汽车的规模能有多大,但如果相关监管部门认可车联网技术,同时用户的个人隐私数据能够得到有效保障,美国交通部预计车联网技术在未来的几十年里将出现突飞猛进的增长。目前已经有不少车企宣布将最早在2017年量产的车型上搭载V2V等车载联网技术,未来还计划为老款车型上提供后装的车联网设备。当然,政府公务用车及客运货运车队的快速应用,将加速车联网技术的商业化进程。假设到2045年,类似NHTSA这样的监管部门出台了更严厉的措施,要求所有厂商的新旧车型都必须安装V2V无线通讯设备,这对推动车联网技术的大规模落地大有裨益。

一般来说,车联网和自动驾驶的发展应该是齐头并进的,单就任何一项技术而言,都是美国智能交通系统项目联合办公室基础性研究的重点。而有关这两项技术的创新性研究是美国交通部战略计划的关键组成部分。可以预见到的是,一辆辆智能互联无人驾驶汽车的出现,不仅对公众而言意味着更安全、更高效的出行,同时它对整个美国社会,整个世界,都将产生深远影响。

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