浅观未来新型智能汽车如何改变我们的生活

特约通讯员 黄一钧

浅观未来新型智能汽车如何改变我们的生活

特约通讯员 黄一钧

每位司机心中都有一个梦想，希望自己能够提前预知交通危险，或者拥有规避诸如塞车等困扰的能力。然而随着现代IT和无线网络技术的发展，尤其是car-to-x（行车信息交互系统）的出现，这样的梦想似乎不再显得那样可望而不可即。

我们不会对交通新闻中的汽车鸣笛声感到陌生，我们会经常在新闻中听到诸如这样的提示：“在广深高速公路广州往深圳方向虎门路段发生了一起车祸，现在仅一条车道可以正常通行，事故现场车行缓慢，过往车辆已经排成长达10公里的长龙。”但是这样的提示来得太迟了，这时往往道路交通早已拥堵不堪。

上班族们通常通过广播、内置交通信息系统或者GPS的渠道获取最新的交通消息。但是这些渠道存在的问题是，交通数据需要通过交通信息台的筛选，到最终司机收到这些消息时，往往已经过了一小段时间。这意味着司机们在面对交通问题的时候仍然会感到手足无措，只能够倚仗自己的驾驶技术和经验及时判断和绕过危险的交通事故路段。现阶段，交通拥堵已成为世界性的“城市病”，各国每年因交通拥堵蒙受的损失也非常惨重：德国政府仅是针对交通拥塞问题每年就要花费超过170亿欧元，这还不包括大量的汽油和汽车排放，这些本应可以省下一大笔支出；美国年损失680亿美元；英国年损失约43亿英镑；日本年损失12万亿日元。在我国，交通拥堵每年造成的经济损失高达2500亿元，政府大力发展交通科学，持续投入大量资金用于交通的安保设施建设。

一个没有事故和交通拥堵的世界

Мichael Eisenbarth是德国弗朗霍夫实验软件工程研究所（IESE）的一名研究员，在他所构想的世界里，是没有交通事故和拥塞问题的。他预言，不出几年的时间，机动车将能够直接与其它汽车和交通基础设施（诸如红绿灯、路障和路标等）直接通信，这些汽车和设施将让我们预知危险的存在。在与其他的汽车制造商、汽车供应商、通信公司、研究所以及公共组织建立合作关系后，2013年IESE参与了simTD项目——安全智能交通系统，致力于交通智能化领域的研究，旨在提高日常交通的效率和安全性，这个项目展示了car-tox通信系统在日常应用中的可靠性。此外，现代IT和无线技术将能够提供更安全、更舒适和更有效率的交通。

实际上，测试汽车表面看起来并没有任何有关于car-to-x通信系统的痕迹，至少在第一眼看来，这辆车都显得那样平凡无奇。一切的神奇技术都隐藏在里面。车内内置了若干车载组件——电脑、硬盘、无线网络、移动通信天线。突然，提示音响起，车载计算机的显示屏上出现了刹车警告，即使此时与前面的车辆仍然保持着一段安全的行车距离。“这次警报产生的原因是由于附近的几辆车紧急刹车，所有的汽车都通过无线局域网络相互通信——信号的辐射范围往往能到达附近的几百米左右，这将使我们仿佛能够获得一双能够看到刹车灯的眼睛，即使我们在肉眼没有看到的情况下。”来自Fraunhofer开放式通信系统研究所（FOKUS）的Ilja Radusch解释道。现在前面的汽车突然急刹车了，但是无关紧要，因为我们早已做好了刹车的准备，最终汽车将平稳地停驶，并与其它汽车保持在安全距离的范围内。

除了“智能刹车灯”功能，Car-to-x通信系统还包括另外两项特色功能：“交通路口助手”，它能向司机警示在十字路口和道路交汇处潜在的车祸；“路牌助手”，作用是即使在司机视线看不到路牌的情况下依然能够为司机清晰地指示路牌上的内容。

在法兰克福周围的道路上，实验团队总共测试了21个不同的驾驶辅助功能，历时6个月，召集了120辆车在100多个路边的测试点（测试点装有感应器，在路面边缘）进行测试。FOKUS的主要任务是确保所有的系统能够正确地收集和处理数据。“我们开发了专门的工具进行基准测试并记录环境变量，我们建立了空间多达120TB的可容错的云存储基础架构，不仅如此，还能够对真实的路面进行测试，而这些都是使用计算机来模拟完成的。”Radusch表示。这些工具不仅使用在道路测试中，也有望在其它领域获得广泛的使用。

当一辆汽车使用car-to-x与其它汽车通信时，“空气中弥漫的将不仅只有车中的废气，还会散布着无线网络中传输的数据”，安全专家 Norbert Bißmeyer说道。在与FOKUS合作的过程中，他和弗朗霍夫安全信息技术研究所（SIT）合作研发出了simTD的信息技术安全架构。“这和家里用笔记本电脑无线连接一台中央路由器不同，汽车之间的无线局域网络通信是分散的，并且终端之间的地位也相同，因此要保证数据传输的安全和用户的隐私将变得更加棘手。”Bißmeyer说道。为了确保系统的安全性，研究员们编写了一套相当复杂的安全架构，其中为每辆车指定了特定的软件数字证书和若干密钥。

制造商们对外发出明确信号

毫无疑问，当今的汽车中并不缺乏现代信息技术的元素，但这些元素能够提供的服务也仅限于诸如使用智能手机应用来调整座位或降低减震悬架的高度等。尽管如此，制造商们依然对外宣称他们将会在未来的某个时刻为汽车引入car-to-x通信系统。“例如在2013年6月的simTD结项典礼上，戴姆勒汽车宣布他们将在2013年底之前将最新的驾驶辅助功能应用到产品中，并实现批量生产。”FOKUS的研究院Radusch说。最令人瞩目的莫过于汽车与交通基础设施之间的通信，两者之间的通信将使用4G/LTE移动通信标准。在此之前，欧洲的众多汽车制造商们早已在备忘录中声明，他们的目标是从2015起逐步向市场投放第一批使用ITS-G5技术5.9赫兹基带无线网络标准的汽车。

除了simTD项目之外，Fraunhofer同时也在做一些其它的相关工作，其嵌入式系统和通信技术研究所（ESK）的Josef Jiru说：“在‘汽车互联’工作组中，我们正在致力于开发一个软件平台，它能够帮助我们对car-to-x系统中相关驾驶辅助功能进行快速开发和灵活测试。”与此同时，研究员们也正在为基于无线局域网络的car-to-x通信系统指定安全标准，旨在实现标准化提升。他们将simTD项目中的成果应用在无线网络安全上，当汽车与交通基础设施进行通信时，能够提升数据保护的安全系数。“在这种情况下，由于移动无线通信享有更广阔的覆盖范围，因此它与无线局域网技术相较表现更加突出。”研究员Kiening解释道。

虽然我们现在仍然不得不在交通新闻中听到声音各异的汽笛声，仍然需要依靠自己的驾驶技术来保证行车时的快速和安全，但相信car-to-x通信系统的出现将为我们的行车提供截然不同的感受。