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ICT技術讓行車更安全
導入智慧平台

【作者: 王明德】   2015年11月27日 星期五

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當發生空難失事時,除了在媒體上可以看到緊急救援人力前往現場外,同一群人的另一項任務,就是試圖找出「飛行資料記錄器」,這個俗稱「黑盒子」的東西,它通常噴塗鮮豔的橙色,用來記錄飛機的飛行狀況,以及最後30分鐘左右駕駛艙之內的談話;調查人員尋找黑盒子的原因,主要是希望能從它們之中提取資訊,試圖說明並確定空難發生的原因。


類似的記錄儀器,目前也安裝在部分火車、輪船和貨車上。


美國國會前一段時間預備通過一項法案,規畫在2015年前要求強制安裝「黑盒子」在所有的汽車上,這個想法來自於透過這類黑盒子,使調查人員和道路安全主管機關更容易分析車輛事故發生的原因,這種做法也有助於員警和保險公司追究相關責任。


但是,這項決策雖然立意良好,但其實似乎已經多此一舉。其實或許駕駛們可能沒有意識到,大多數汽車在發生事故時就已記錄資料,這些資訊可以通過適當軟體供人閱讀分析。


當然,這些紀錄原規畫用於其他的需求。安全氣囊的廣泛採用始於20世紀80年代末期,這個設計的宣導者GM,將安全氣囊也視為汽車的一項重要安全裝置,為了讓它可以更安全及迅速地觸動,GM在其電子模組中安裝了一個小型記憶體,在觸發安全氣囊的同時,亦記錄了車輛的資訊;這項技術,也被Ford與其它汽車製造商仿效。


援引外國作法 打造安全機制

現在大約有80%在美國銷售的汽車,裝有這種被稱為「事件資料記錄儀」(EDR)的小型裝置。美國公路交通安全管理局就明確要求,從2010年年底起製造的汽車必須強制性披露是否安裝了這項裝置,並規定如果安裝EDR,必須在碰撞事故中保護完整資料,還要求記錄資訊類型標準與格式。


通常,EDR能記錄來自安全氣囊模組本身的感測器,與其他車輛系統中的資料。由於汽車已經配備了很多電子零件,其記錄的資料量也不斷地擴增,這些資訊要求正向和側向加速度和減速度、車速、引擎轉速與轉向輸入等相關信號;此外,這裡面的資料也可以顯示包括油門是否被踩下、是否採取了剎車措施、是否繫上了安全帶等信息。如果發生了碰撞,在安全氣囊被釋放的同時,事件發生前5秒左右的資料,將會被存儲在記憶體中。


5秒的資料似乎並不多,但這可能是長達好幾頁的資訊。這些資料可以與實物證據相比較,如在道路上的輪胎痕跡,或是車輛停止移動的位置與車體碎裂的程度,從而重建碰撞前所發生之狀況。


在美國和歐洲,部分案件被起訴,依靠的就是從EDR中提取出來的資訊,這裡面大多數是確定事故發生時的車速與車輛當時行駛的狀況。這些資料,也曾被美國交通部用於調查豐田汽車爆衝的原因。


EDR監測到的資料,雖然僅在安全氣囊爆開的情況下才被儲存,但有些可能還記錄了之前最多三次像是緊急剎車等「異常狀況」,這是因為系統可能會認為發生了撞車所記錄下來的。


結合資通訊技術整合更形多元

此外,從ABIResearch研究數據顯示,隨著採用開放式系統平台的設計風潮持續擴散,智慧型手機與車載資通訊系統結合的應用也成為趨勢,這也讓EDR的監測系統等類似應用,發展更為多元化;在高效管理、智慧化指標帶動下,包括Toyota、Ford、GM及裕隆等車廠,或是自行開發系統,或與ICT業者合作,針對IEEE、ETSI、ISO、CEN等標準規定,從底層安全控制設計到上層系統管理,進行一系列的安全規畫。


除此之外,一些保險公司也針對車輛事故,提供了「黑盒子」策略規劃。像是英國汽車協會,就為經驗其不足的駕駛會員提供這樣的系統,這種「自願架設」的系統利用手機網路與GPS蒐集相關資料,提供定期報告分析駕駛者是否超速、制動太狠或轉彎太快等不當行為,保險公司會對優良駕駛人提供降低保費的優惠。


此外,像是GMOnStar汽車援助服務,就直接導入EDR整合,如果車輛的安全氣囊被觸動,系統將自動發出「緊急服務警報」,並提供撞車的位置及其可能的嚴重程度,讓救援人員即時得知車輛的位置與車況,以便進行救援的規畫。


隨著採用開放式系統平台的設計風潮持續擴散,

智慧型手機與車載資通訊系統結合的應用也成為一項趨勢。

當然,以交通系統而言,道路上的多元因素,讓人、車及路三個面向更形複雜在如何讓複雜的因素透明化,涉及複雜的整合性問題,需要全盤考量。


除了車輛與控制中心的溝通外,如果能建立「車輛與車輛」及「車輛與道路」的連結,將對於道路安全的系統監控將有很大的助益,工研院資通所所研發的車間通訊系統,是對於車輛行駛安全的整合,只要能告訴其他車輛「我在這裡」,就能將事故發生的機率降到最低,這樣的系統並非過去的被動模式,而是透過系統主動告知其他車輛將執行的動作,像是超車、停車等警告,讓對方可以直接反應,也可以與道路及其他監控系統直接進行溝通,讓城市安控更行全面。



圖1 : 隨著採用開放式系統平台的設計風潮持續擴散,智慧型手機與車載資通訊系統結合的應用也成為一項趨勢。(Source: GM)
圖1 : 隨著採用開放式系統平台的設計風潮持續擴散,智慧型手機與車載資通訊系統結合的應用也成為一項趨勢。(Source: GM)

對ICT業者而言,切入新市場的契機在於車載資通訊服務需要客製化,目前駕駛所接收到的資訊量過於龐大雜亂,對於駕駛者而言,並不具顯著意義,駕駛者關心的是前方路況,以及抵達目的地的各路口交通情資,所以系統中心提供適地化、統整歸納的精準資訊已是大勢所趨,如何將資訊整合,部分決策可讓系統代勞,送到駕駛前面的資訊,才是最需要駕駛下決策的問題。


建構最適宜環境確保安全駕駛

汽車產業利用車內電子的多元應用特性,透過微型感測系統與自動控制警示裝置,以及智慧型裝置的廣泛使用,促使汽車電子趨向整合性研發;此外,包括車用電池、電力管理系統的劃時代革新,更改變了產業未來發展藍圖,更清楚點出了整體汽車產業的「便利、安全、節能」三項趨勢,在這樣的消費需求下,未來車用電子占整車成本的比重,也將更有增無減。


根據EuroFOT報告指出,

整合駕駛安全監測的車用電子系統可減少車禍發生率達到42%,

顯示主動安全裝置的確存在一些不可或缺的優勢。

隨著感測技術演進及定位技術普及,以嵌入式系統開發行車安全監控,將是產業發展趨勢,包括針對車外的車輛與行人追蹤,特徵點擷取技術可追蹤車輛與行人,即時並有效的提高駕駛反應時間,減少危險發生機率,是這類系統的主要趨勢;透過提供較有彈性的嵌入式晶片系統軟體與硬體模組,能隨時修改與擴充功能,增加安全監控效能與競爭力,成為現在廠商的主要發展態度。


車用安全系統是所有車用電子系統中成長率最高之一項,由於各車廠多加強主動安全規畫,發展包括測距雷達等可即時反應車距資料,以爭取極短時間內應變的設備,也成為車輛安全的重點規畫項目;但偵測駕駛安全的相關設備,目前仍在發展中。


整合駕駛安全監測的車用電子系統,也呈現在許多概念車的設計中,在汽車科技發展至今超過一世紀的今日,車輛的行駛安全概念從原先的被動安全設計,到今日的主動預測、干涉甚至控制車輛,來完成主動安全科技,根據EuroFOT報告指出,這類安全裝置的確可減少車禍發生率達到42%,顯示主動安全裝置的確存在一些不可或缺的優勢。


兼具人性化與安全

像是Ford的EVOS將雲端概念延伸,系統可協助駕駛預先規劃一天的開車行程,透過路況整合安排駕駛路線以避開壅塞,也可透過感測器控制與前後車輛距離來自動駕駛;此外,EVOS也會針對駕駛的需求設定環境模式,針對像山路等需要高度專注的駕駛環境自動調整系統,將容易造成駕駛分心的功能自動關閉。



圖2 : 隨著感測技術演進及定位技術普及,以嵌入式系統開發行車安全監控,將是產業發展趨勢。(Source: Continental)
圖2 : 隨著感測技術演進及定位技術普及,以嵌入式系統開發行車安全監控,將是產業發展趨勢。(Source: Continental)

在環境監控上,EVOS透過安全帶的感測器偵測心跳狀況,搭配車內監視器監控駕駛的眼神即時判讀駕駛的精神狀況,以進行相關安全規畫;或是以Volve的CitySafety系統來說,在車輛偵測鏡頭的觀察,配合主動剎車系統的的完全整合,以電腦判斷在車輛有可能發生碰撞的時刻,自行啟動部分剎車力道,來防止車輛發生碰撞等,都是透過環境監控整合的主動安全機制。


從信息的紀錄,到ICT與車用電子的結合,整合成車輛的主動安全裝置系統,包括智慧型安全裝置等技術快速發展,讓汽車已不再只被視為代步工具,而車用電子更主動地提升成為人與車之間的「互動關係」介面,人性化與安全設計,也成為車用電子發展的新趨勢


*刊頭圖片:(Source: Tech Week Europe)


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