车载紧急救援呼叫系统

李佐昭　中国信息通信研究院泰尔系统实验室助理工程师袁　浩　中国信息通信研究院泰尔系统实验室工程师

车载紧急救援呼叫系统

李佐昭中国信息通信研究院泰尔系统实验室助理工程师
袁浩中国信息通信研究院泰尔系统实验室工程师

车载紧急救援呼叫系统在车辆遇到碰撞事故、严重故障时可以自动或手动通过蜂窝网络建立与接警指挥中心的话音连接并传送车辆位置信息。这一系统的推行将有利于节省救援时间，保障公民安全。本文介绍了一种通过带内调制的方式在语音业务信道传输位置信息的车载紧急救援呼叫系统结构。随着VoLTE技术的发展，车载紧急救援呼叫系统未来也将拥有更好的性能。

车载紧急救援呼叫系统；带内调制；语音业务信道；最小数据集

1　引言

日前，欧盟委员会已和欧盟成员达成协议，自2018年起欧盟境内所销售的所有新型家用车和轻型乘用车都必须安装紧急救援呼叫系统（e-Call），以最大限度地减少道路交通事故中因救援迟缓造成的人员死亡。在发生交通事故后，即使司机和乘客不能拨打电话，这一系统也能够自动拨叫欧洲统一的紧急救援电话112，并且报告事故车辆所处的位置。据欧盟委员给出的数据，采用车载紧急救援呼叫系统有可能使发生道路交通事故后的救援时间节省40%以上，每年挽救数百人的生命。

车载紧急救援呼叫系统在遇到碰撞事故和严重故障时将自动或手动通过蜂窝网络建立与各类接警指挥中心的语音连接并上传车辆位置信息，系统集成定位、通信等多项功能，为发生紧急情况的车辆提供一种用于应急报警、求救的通信技术手段。

2　车辆紧急救援呼叫系统发展现状

2005年，ETSI的移动标准组（MSG）接受欧盟委员会的委托，开启车载紧急救援呼叫系统的标准化工作；2008年，ETSI和3GPP均发布了第一代车载紧急救援呼叫系统标准，采用带内调制的方式传输位置信息，相关场地试验和后续标准完善工作仍在持续进行；2013年，ETSI成立工作组开始下一代车载紧急救援呼叫系统的标准研究工作。俄罗斯是最早强制推行车载紧急救援呼叫系统的国家，目前所有新车型均需要安装车载紧急救援呼叫系统，2017年后所有老车型也需安装车载紧急救援呼叫系统。如上所述，欧盟目前已完成车载紧急救援呼叫系统技术的测试评估并准备推行。

根据ETSI/3GPP的要求，第一代车载紧急救援呼叫系统应能够在车辆遇到意外状况时自动或手动报警；传输信息必须包含最小数据集MSD（MinimumSet ofData），与接警指挥中心的传输通路建立后的4s内要求MSD信息传输完毕。其中，EN15772规定了MSD应包含格式版本号、消息标识、经纬度（WGS84坐标系）、车牌号码、自动或手动标识、紧急呼叫标识、位置信息可信度、动力系统、时间戳、方向等信息。

目前，我国对于车载紧急救援呼叫系统的研究和标准化工作均正在推进中，以进一步提高道路事故和紧急情况处置水平、加快应急服务响应速度并减轻社会负担，同时加强对车载紧急救援呼叫和位置信息传送技术所涉及到的通信终端、通信网络、网络平台、信息传输、业务运营等各方面的规范化引导。现有的Tbox和Onstar等车载紧急救援呼叫系统均独立运行，属车企行为，尚无统一接口和平台。

3　第一代车辆紧急救援呼叫系统

3.1系统结构

车载紧急救援呼叫系统与各类接警指挥中心建立语音通话连接并上传车辆位置信息的系统结构如图1所示。

车载紧急救援呼叫系统预置各类接警指挥中心号码，由车辆碰撞、严重故障自动或手动触发报警，与接警指挥中心通过蜂窝网络在CS域建立语音信道连接；包括事故发生的时间、地点、车辆的速度、运动方向以及车辆状态等信息将在车载紧急救援呼叫系统中组包并在连接建立后以带内调制（In-band Modem）的方式通过话音业务信道上传接警指挥中心的定位服务器；在位置信息传送过程中，系统将屏蔽语音通路，4s后话路恢复，各类接警指挥中心从定位服务器切换至接警系统服务器，接警人员可以与报警人通话，进一步核实处于紧急情况下的车辆和人员情况。

图1　车载紧急救援呼叫系统报警及位置信息传送架构

车载紧急救援呼叫系统的IVS（In-VehicleSystem）部分结构如图2所示。GPS信号接收机将卫星信号送入MSD信号源，计算车辆所在的位置坐标，并和时间、速度、车辆状态等信息组包，送入数据调制模块。MSD位置信息和报警人的语音信息先后经过话音编解码以及射频调制，经天线送出。

图2　车载紧急救援呼叫系统IVS结构图

3.2调制方式

第一代车载紧急救援呼叫系统（In-band M odem E-call）的MSD通过语音通道传输，采用脉位调制方式（PPM）。如图3所示，MSD进入IVS数据调制模块（Data Modem）后首先扩展CRC校验码并通过混合ARQ（Hybrid-ARQ）编码器，以减少传输误码。信号调制器将将编码后的数据转化为适合现有通信系统的话音编码器传输的波形符号。反向通路接收来自接警指挥中心返回的ACK/NACK信号。

选择语音而不是短信传输位置信息MSD的原因主要是因为前者的传输更加可靠。经实际测试，这种方案在GSM和WCDMA网络中工作良好，而在CDMA中应用时可能会出错，漫游时也可能因为信号失真而引入偏差。

3.3最小数据集

在事故发生后，紧急救援车载子系统应首先以最高优先级上报救援所必需的最小数据集。该最小数据集应能够提供事故发生的时间、地点、车辆的速度和运动方向等信息，以及车辆的状态信息。必要时还应提供在事故发生前一段时间内（如10s内）的位置信息，以便协助紧急救援系统确定事故车辆的位置。

PanEU e-Call已经对紧急救援情况下车辆需上报的最小数据集进行了定义，表1所示即为EN 15722中所定义的最小数据集（MSD）。该数据集在空中传输时采用ASN.1编码，以优化空中传输的消息的长度，确保该消息及时准确的传递到紧急救援系统平台。

表1　最小数据集MSD

图3　IVS调制模块

4　下一代车载紧急救援呼叫系统

下一代车载紧急救援呼叫系统（Next Generation e-Call）将利用VoLTE技术，使用多模终端（In-band/ IMS），优先工作在IMS模式，而在非IMS网络环境工作时可回落至In-bande-Call传输位置信息。IMS模式时，MSD包含在终端向各类接警指挥中心发起交互的INVITE里面，其他信息则在辅助媒体信道中传输。在INVITE中可以很容易的增加MSD以外的必须信息而不必经过复杂的网络改造。这种方案的标准化工作正在进行中。

5　结束语

在车辆遇到碰撞事故、严重故障时，及时准确地获得车辆人员状态以及地理位置信息对于接警指挥中心快速出警、调度救援是非常重要的。欧盟和俄罗斯均已推行车载紧急救援呼叫系统，采用带内调制的方式通过语音信道传输位置信息，技术成熟，可靠性高。随着IMS和VoLTE技术的发展，使用多模终端的下一代车载紧急救援呼叫系统将能够更及时地为接警指挥中心提供救援信息。

［1］《中国汽车报》网.http：//www.cnautonews.com/qchl/clw/ 201412/t20141208_336678.htm.

［2［3GPP TR 26.967 V8.0.1.eCall Data Transfer；In-band modem solution.

［3］3GPP TR 26.268 V 8.0.0.Cellular text telephone modem；TransmitterbitexactC-code.

［4］EN 15722.Intelligent Transport Systems-eSafety-eCall Minimum Set of Data（MSD）.

Introduction of the E-call System for Vehicle

Li Zuozhao，YuanHao

The e-Call system can automatically or manually establish a connection w ith public safety access point via the traffic channel of cellular network as well as uploading the location information，when encountering a collision or a serious breakdown.The implementation of this system w ill be of great help to save time for rescuing and protect the security of citizens.This paper introduces a structure of in-bandmodulation e-Callsystem which transmitting location information in a traffic channel.With the development of VoLTE，e-Callsystem will have a better future performance.

e-Call；in-bandmodulation；traffic channel；minimum set of data

2015-12-20）