智能交通近在咫尺 V2X 技术到底还面临哪些障碍

· Mar 08, 2014

在上一篇「自动驾驶」横评的文章末尾,我提到了 V2X,一项对真正的自动驾驶有着关键推动作用的通讯技术。借此机会,我们详细聊下这项技术的原理,讨论下其目前发展所面临的阻碍。

首先,V2X 包括两种,分别是 V2V 技术与 V2I 技术。V2V(Vehicle to vehicle)指的是车辆间通讯,而 V2I(Vehicle to infrastructure)则是指车辆与基础设施的通讯。虽然通讯的对象不一样,但运用的技术手段与达成的目标都是一致的。有一点还需要特别说明:V2X 技术虽然实现了一种移动通讯,但并不在所谓的「车联网」的范畴。

在国内,V2X 对大部分人来说或许还是个陌生的名词,但其实我们日常生活中就已经有所接触,比如高速公路收费站的 ETC 通道。不过,在美国 V2X 技术早已被交通运输部(DOT)纳入了实用推广的范围:2012 年 8 月,DOT 在密歇根州的安娜堡(Ann Arbor),组织了一次声势浩大的 V2X 技术测试项目 Safety Pilot,约 3000 辆普通乘用车、卡车以及公交车配备了 Wi-Fi 通讯模块,相互之间进行实时通讯,测试是否能够有效避免事故的发生。

从原理上看,V2X 主要是通过现有的 DSRC 技术实现的。DSRC,即 Dedicated Short Range Communications(专用短程通信技术),可以实现在小范围区域内(10-30m),对高速运动的移动目标的识别和双向通信。这项技术现已应用在了生产线货物标识以及海关车辆通关等领域,其特殊的移动通讯能力正适合应用在 V2X 场景中。上文提到的 ETC,即不停车收费,就是 DSRC 在现实生活中的典型运用。

既然原理并不复杂,为什么 V2X 没有得到大范围的普及呢?配合车辆本身的辅助驾驶技术,岂不是很容易实现真正的自动驾驶。比如我上篇文中提到的车道保持系统无法识别模糊的车道线问题,就可以通过 V2I 设备来给车辆「反馈」正确的行驶路径。

障碍当然还是有很多的,我来一一梳理下:

1)由于缺乏充分的实验证据,NHTSA 对 V2X 技术的可靠性依然持怀疑态度。 即便小范围实验没有问题,但一旦在整个国家的道路上普及,安全隐患还是存在的。2013 年 1 月,NHTSA 主管 David Strickland 声称将在 12 月底做出决定,是否要求汽车厂商全面装配 V2X 通信设备,但至今为止没有实质性进展;

2)缺少 OEM 的配合。 虽然 Safety Pilot 计划得到了电装、福特、通用以及其他几家汽车制造商的支持,但在 V2X 是否要成为美国车辆的硬性指标问题上,DOT 还是无法与这些公司达成一致意见;很显然,加装 V2X 通讯设备无疑会提高制造成本;因为这单单涉及一个发射与接受设备,但需要数据处理模块;

3)虽然 V2X 技术有助于自动驾驶的发展,但它对于后者来说并不是一项必要条件。 如果汽车厂商研发的自动驾驶汽车足够智能,或许根本不需要依靠接收其他车辆或基础设施的信息,来实现自动驾驶;

4)DSRC 技术虽然为 V2X 提供了现成的通讯协议,但也存在不少的短板。 比如通讯距离只有几十米左右;其工作频段也只有 ISM5.8GHz、915MHz、2.45GHz 三个;虽然 FCC(联邦通信委员会)为 V2X 专门预留了一个 5.9GHz 频段,但数据传输效率只有 500kbps/250kbps。所以,目前研究人员已经提出了 V2X 的另一种解决方案——通过 3G/4G 蜂窝移动网络来实现数据的传输,但在汽车还没有普及被「SIM 卡化」的情况下,这一设想还需要很长的研发周期去验证;

5)V2X 技术的安全性是个问题。 一是稳定性,即大范围普及后究竟能否真正实现无事故道路,这目前来说只是个推理。而安全性,则是指数据安全与人身安全:前者存在遭遇黑客入侵或被认为篡改指令的情况,后者则存在辐射的问题。

就是上述这些问题在根本上阻碍了 V2X 技术的普及。目前来看,要解决这些问题,单靠政府部门的积极推动是远远不够的,更需要 OEM 与一级供应商的积极配合。不过,我相信 V2X 技术很快就会成为汽车领域的一个创业热点:既然前装不行,我们可以后装。比如在后市场的车机中,其实就可以加入 V2X 功能。

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