車聯網應用趨勢｜淺談V2X技術及優勢，啟動智慧交通新時代
每當上下班尖峰時間一到，市區主要幹道上時常碰到停滯不前的車流，可能是前方發生交通事故，或是交通號誌不一致導致堵塞，原先10幾分鐘的車程，卻因為塞車而延誤，可見現行交通運輸效率仍有待加強，而車聯網應用正是為了改善交通問題，讓城市進入智慧交通時代的關鍵，本文將透過介紹V2X技術優勢及所需硬體設備，讓各位瞭解未來車聯網應用趨勢。
車聯網V2X是什麼？
車聯網（Vehicle-to-everything）簡稱V2X，X代表的是任何物件，包括V2V（車對車）、V2I（車對基礎設施）、V2P（車對行人）、V2N（車對網路）、V2G（車對電網）等，透過感知設備與上述通訊技術的結合，將人、車、路、通訊、服務整合的技術。以下介紹各項車聯網通訊技術為自駕車帶來的功用。
- V2V（Vehicle-to-Vehicle）
車輛透過網路與周邊車輛交換訊息，包含車速、煞車、變換車道、位置等訊息，從而讓自駕車相互配合，進而改善各種交通問題。
- V2I（Vehicle-to-Infrastructur）
車輛與道路基礎設施（紅綠燈、攝影機、感測器）透過網路訊號交換關鍵訊息，例如紅綠燈倒數讀秒、車牌車主訊息、交通路況訊息等。
- V2P（Vehicle-to-Pedestrian）
車輛透過行人的手機或電子設備進行資訊交換，當自駕車碰上交叉路口時，會偵測路口是否有行人經過，預警車輛減速或急煞。
- V2N（Vehicle-to-Network）
車輛對網路，將以上V2V、V2I、V2P等資訊透過網路傳送至雲端運用分析，以此進行更遠距離的資訊交換。
- V2G （Vehicle-to-grid）
車輛對智慧電網，應用在可以連接充電裝置的電動車、混合動力汽車上，可利用有V2G設備的充電電池，適當的回送儲存的能源轉售給電力公司，或是透過連網整合充電電壓，幫助電網平衡不同時段的負載量，讓車輛在電價較划算的非高峰時段充電。
為何要使用V2X技術？3大車聯網應用優勢介紹
人們高度依賴車輛所帶來的運輸便利性，儼然讓汽車成為現代社會不可或缺的必需品，然而由於人類駕駛難免會因精神不濟或開車習慣不同，導致交通阻塞或危害其他用路人安全，為此各家車廠紛紛投入研發自駕車技術，而V2X的研究也將為未來交通運輸帶來全面性革新。以下介紹車聯網V2X技術應用能為交通運輸帶來哪些改革。
車聯網應用優勢1》安全性
道路狀況時時刻刻都在改變，縱使自駕車搭載各式感應器，仍會受到彎道視角、天氣因素影響，想要掌握路況全局，需要透過車聯網，與其他自駕車、智慧電桿、智慧路燈及各式感測裝置共享資料，以此來掌握各種路況降低交通事故發生的機會，舉例來說當天氣視線不佳時，前方有盲彎，過彎後無法立即反應前方路況，透過車聯網的資訊傳遞，就能提前了解前方是否有其他車輛或行人，預警駕駛或自駕車減速避免交通事故。
車聯網應用優勢2》效率便利
透過車聯網整合所有感測裝置資訊傳至雲端，出車前可以提前規劃路線避開交通壅塞區域，當行車過程於預定路線碰上事故或車流量過高時，將自駕車引導至其他暢通路線，有利於事故的營救及疏散過高的車流量，同時不耽誤行程。例如高速公路匝道時常在上下班尖峰時段，因車流量過高或交通號誌不協調等原因造成回堵，車聯網可以即時安排替代路線，同時統合交通號誌延長綠燈時間減少怠速次數，疏散主要幹道車潮。
車聯網應用優勢3》環保省能源
車聯網能協助大型運輸車隊優化人員車輛管理，最佳化長途行駛的路線，減少運輸過程耗費的能源，並監測駕駛的不良駕車行為，例如超速、怠速、及煞車等，減少零件受損或是怠速所排放的CO2，不僅能降低成本，更能達到環境保護的效益。
現行車聯網應用系統
想運用車聯網系統，需要在車身裝載各式感測器蒐集資料，並透過車載電腦運算後傳達指令給終端設備，同時連接車聯網與其他感測器或通訊設備共享資訊，有了基礎建置後，方可執行以下系統程序，為車主的安全加上一層保障。
ADAS先進駕駛輔助
透過感測器協助掌握行車狀況，並輔助駕駛車輛，在特定緊急情況下可控制部分車輛功能，有AEB（自動緊急煞停）、ACC（主動巡航控制）、LKA（車道維持輔助）等多種功能，透過車聯網與其他車輛分享訊息，以達到輔助駕駛操控車輛，隨著自駕技術等級越高，ADAS精準度及功能也越完善。
主動安全性警示
為了確保駕駛的行車安全，各家車廠研發多種警示系統，常見的系統有FCW（前方碰撞預警）、BSW（盲點偵測警示）、LDW（車道偏離警示）透過感測裝置監測，發送資料給車載電腦分析，當有異常時即時警示駕駛。
緊急救援eCall服務
當乘車過程中遇到緊急事故，有安裝緊急救援eCall服務的車輛可自行感測，車輛翻覆或因撞擊觸發安全氣囊等緊急狀況，第一時間線上通報求援並傳送GPS位置、車牌號碼等資料，把握黃金救援時間確保車內乘客及駕駛的人身安全。
車聯網V2X所使用的技術及硬體設備
OBU 車上設備
OBU是主要負責傳送或接收各種頻率的訊號，將資訊傳送給對應的傳輸設備，讓這些裝置間能彼此溝通交換情報，大多數OBU會整合進車載電腦，第一時間分析接收到的資料，尤其在高速行駛下需要快速分析、辨識「人、景、車」，因此必須擁有高效的運算能力，同時需考量車載環境寬溫、寬電壓、抗震等因素，加強環境耐受能力，避免機器故障車輛出現異常。
RSU 路側設備
RSU路側設備在智慧交通計畫中十分重要，須具備與各種OBU設備溝通的頻率，進行「訊號整合」，保持各設備間的溝通、資料交換。路側單元會將一定範圍內的車輛劃分群組管理，共享感測器所提供的資訊，協助車輛獲取盲點資訊並提高定位的精準度，如同多了一雙眼睛一般。同時透過感測設備針對車流量、車速、事故等數據進行分析，將訊息上傳雲端提供給車輛進行路線評估，控制車流量維持交通順暢。
Sensor 感測元件
人類透過眼口鼻耳來感知世界，而機械利用各種感測元件來收集周邊資訊，常見的感測元件有攝影機、雷達、光達、超音波等，並將探測到的溫度、顏色、距離、速度等情報提供給車載電腦進行分析運算，再透過ADAS先進駕駛輔助系統去進一步行動。
無線通訊技術
1. 專用短程通訊技術（DSRC）
主要依靠車輛與RSU路側設備間短距離傳輸交換訊息的通訊技術，需要建置大量RSU路側設備，成本較高但反應速度及精準度更高。
2. 蜂巢式 V2X 通訊（C-V2X）
使用無線網路的通訊技術，只要位於4G、5G網路含蓋範圍內就能使用，硬體設置成本較低，但目前5G網路基地台覆蓋率尚不齊全，未來5G普及後有機會滿足超高速傳輸、超低延遲等需求，使無人駕駛技術更上一層。
實現V2X技術核心裝置｜鑫創電子｜車載資通訊系統電腦VBOX系列
鑫創電子的客戶遍布全球，與歐美地區智慧交通的系統整合商有密切的合作關係，為享譽國際的車載電腦系統製造商，透過豐富的工業電腦研發製造經驗，研發出車載資通訊系統電腦VBOX系列，將工業電腦堅固耐高溫、適應寬電壓等優點整合進VBOX系列，並且內建支援多種無線通訊模組，以及豐富的I/O孔位可供使用需求額外擴充。
為了因應數量逐漸增加的車上電子設備，VBOX特殊電源管理系統，可將各項設備的開機時間錯開，防止互相影響導致短路故障、起火的風險，延長電子設備的使用壽命。此外內建UPS 備援電池，當車輛遭遇交通事故不幸斷電熄火，備源電池可提供數分鐘電量，供車載電腦發送必要資訊，協助救援中心根據資料前往支援。
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