对于摩托车等弱势道路用户而言，V2X 通信是自动驾驶汽车成为现实的重要安全前提。

 

目前，自动驾驶汽车（AV）的发展势不可挡，而网联功能，也就是“车对万物通信”（V2X），也将在推动自动驾驶汽车的普及中发挥关键作用。现阶段，很多V2X 系统从技术上均已成熟，但由于监管环境不允许、基础设施不到位等问题仍未得到广泛部署。

 

根据安全专家的说法，V2X技术可能成为行人、自行车和摩托车等弱势道路用户的福音。尽管目前似乎人人都在讨论自动驾驶，但要知道，未来将是“网联功能”而不是“自动驾驶功能”会提醒前方交通出现停滞，或侧方建筑物后方盲区有一辆摩托车正在驶向十字路口等信息。高级驾驶辅助功能（ADAS）和自动驾驶汽车传感器组合的确可以为车辆提供实时周边环境信息，指导车辆前进，但只有V2X 网络才能提供车辆前进方向上的全方位视图，保护弱势道路用户的安全。

 

目前，业界到底将采用基于蜂窝网络的CV2X 还是采用无线 DSRC（专用短距离通信）技术仍尚无定论，FCC 宣布将收回频段的问题也尚无解决方法。但从技术层面而言，保护弱势道路用户安全的解决方案已经成熟。

 

行业协作

 

长期以来，供应商以及汽车和摩托车OEM一直在进行高效自动交通警报系统方面的合作。2019年 CES 消费电子展上，大众汽车集团（VW Group）旗下奥迪（Audi）、福特（Ford）和杜卡迪（Ducati）品牌展示了他们与高通（Qualcomm）共同开发的V2X 技术。展览期间，他们借助一辆杜卡迪 Multistrada1260 汽车，展示了基于蜂窝网络的 V2X 技术在非视距传播（NLOS）场景下的应用。高通也是5G 汽车协会（5GAA）的成员，其他参与公司还包括宝马（BMW）、福特和 PSA 集团。2018 年，5G 汽车协会开始展示乘用车、摩托车与道路基础设施之间的基于蜂窝网络的V2X 通信。与宝马很类似，本田（Honda）也同时生产汽车和摩托车。目前，这家公司正在与全球最大的两家摩托车联盟合作，包括欧洲的网联摩托车联盟（Connected Motorcycle Consortium，CMC）和美国的安全摩托车运动研究联盟（Safer Motorcycling Research Consortium，SMRC）。这两家联盟的成员几乎涵盖全球所有大型摩托车OEM。

 

“幸运的是，我们可以为我们的摩托车和汽车部门提供密切合作的机会，这两个部门每周都会交换一些技术和法规相关的信息。”本田北美研发汽车技术研究部门总工程师Sue Bai 解释道，“CMC 是在 2015 年 ITS 世界大会期间成立的，但我个人从早在 10 年前就一直与 CMC 本田团队开始合作了。”

 

与其他任何新技术一样，成本总是限制技术应用推广的关键，摩托车行业尤是如此。举个例子，ABS技术早在 10 年就已经上市，但直到现在才刚刚登陆一些入门型摩托车，主要也仅面对新手中的新手客户。

 

“与汽车应用相比，摩托车通常更在乎成本，并且由于空间较小，天线等硬件设备的安装也更有挑战。”Bai指出，“摩托车骑手的身体很容易阻挡信号，导致难以实现 360 度传输。对此，我们的建议是采用一前一后共两个天线。这种设计确实会增加成本，但为了保证安全，这可能将成为一种必须。”

 

摩托车还要求所有部件都防水。目前，本田已经在俄亥俄州的智能交通走廊33 号公路部署了 2 辆摩托车，用以收集有关车辆组件密封性和稳健性的数据。

 

博世公司在摩托车安全领域一直是主要供应商和创新者。这家公司从十几年前就开始进行网联项目了。在美国密歇根普利茅斯市，博世公司北美V2X 和网联产品汽车多媒体团队产品经理 Suman Yelati 说，“博世在 V2X 领域投入了大量人力与物力。”他表示，自 2008 年以来，博世公司一直在进行“标准化前”阶段的工作，“积极与一些委员会合作参与标准的制定，并且与其他OEM开展了大量合作项目。”

 

根据Yelati 的说法，V2X 技术可以提供车辆雷达和摄像头看不到的数据，为车辆提供更全面的信息，从而协助车辆更好地进行决策，这将成为自动驾驶生态系统的有力补充。他说，“举个例子，V2X可以协助车辆看到一些‘视线范围之外’的车流。尽管雷达、激光雷达和摄像头都具备分析视觉输入的能力，但只有 V2X 技术才能获取视线范围之外的信息。此外，与摄像头相比，V2X的延迟也更低。假设我前方第 10 辆车进行了紧急制动 [事件]，那么直接通过 V2X 技术将该信息传递给我要比等着摄像头来处理这些信息来得更快。”

 

网联功能的实现障碍

 

目前，V2X 技术的相关标准（包括 SAE J2735 https://www.sae.org/standards/content/j2735_201603/）已经就位、相关解决方案已成型，各大主要供应商和OEM也做好了部署的准备，但对于美国等全球主要市场，现在 V2X 技术面临的主要挑战还是在监管环境和基础设施方面。最终，无论美国最终到底选择部署DSRC 或 CV2X，业界似乎都已经做好了两手准备。

 

“作为一家一级供应商，我们是技术中立的。”博世公司的Yelati 表示，“因此，无论是 DSRC 还是 CV2X，我们都有相应的产品给OEM。”

 

本田公司的 Bai 指出，FCC 美国联邦通信委员会在 2019 年曾宣布可能收回之前为 V2X 技术留出的频谱，该问题比到底要选 CV2X 还是DSRC 更为紧迫。“只要V2X 技术的稳定性和健壮性都验证没问题，我们就不用纠结要选哪个了。”Bai 表示，“我认为，现在当务之急是把 5.9 GHz 频段争取下来，而不是在两种技术之间PK。”

 

Bai 表示，没有频谱，就没有传输通道，那就更不用谈V2X 的发展。她说，“这些标准都已完成发布，立马就可以使用，而且已经有一些试点项目已经开始采用这些标准了，这并不仅仅关乎摩托车。”

 

具体来说，FCC曾在 2019 年建议把分配给 V2X 通信的频谱范围从 75 MHz 减少到 30 MHz，这无疑将减少 V2X 系统可以提供的功能数量，并同时降低系统的有效性和容量。Yelati表示：“许多应用程序非常复杂，需要多个通信通道，只给 30 MHz 带宽根本无法实现。如果 FCC 真要减少带宽，那就相当于直接给此类应用程序判了死刑。”

 

Bai 指出，此项规定将对V2X 技术的部署产生决定性不利影响。“如果 FCC 将大部分频谱分配给其他技术，那么在考虑到左右通道 Wi-Fi 干扰的情况下，其实 V2X 技术真正可以使用的安全通道数量不超过2 个。”Bai 提到了丰田信息技术实验室主任（Toyota InfoTech Labs）John Kenney 曾在 2020 年 SAE 政府/行业会议上打的一个比方——这就相当于要把召开摇滚音乐会的场地放在医院两边。

 

加入基础设施的参与

 

除了上文介绍的基础设施和带宽问题，下一个需要面对的挑战在于安装，这通常需要较长时间。摩托车等车辆的V2X 功能可能会分阶段推进，先从简单的信标功能到人机界面（HMI）警报，再到更高级的主动应对策略（这就像是也为摩托车配备了 ADAS 技术）。事实上，让更多的弱势道路用户加入V2X 网络，特别是在交叉路口等繁忙位置，才能让 V2X 技术发挥最大效用。

 

大陆集团（Continental）正致力于提升危险交叉路口安全性。这家公司主要通过创建虚拟用户的方式，将位于某一交叉路口的全部道路用户“数字化”。“如果V2X 技术的普及率不高，那系统将很难发挥全部作用。在此背景下，我们认为通过为所有十字路口增加安全传感器，用以收集所有道路用户的信息，包括行人、自行车、摩托车、汽车和卡车等，并将这些信息广播出去可以让系统发挥最大潜力。”大陆集团被动安全和传感器部门的业务发展经理Kent Young 解释说，“之后，我们就可以代表所有道路用户，发送基本安全信息，无论这些道路用户自身是否具有 V2X 通信功能。”

 

根据 NHTSA-美国高速公路安全管理局的数据，大陆集团将在美国摩托车事故多发的交叉路口（占2017 年全美摩托车致死事故的 35%）部署 V2X 基础设施，并创建虚拟的 V2X 行人。

 

Young 表示，“只要能在基础设施中部署V2X 技术，我们就可以实现让每一辆汽车和每一个位弱势道路用户（行人、自行车、摩托车等）都能发送 V2X 信息，从效果上相当于达到 100% 的 V2X 通信功能普及率。”他指出，日后，当自动驾驶汽车真正成为现实后，也能从交叉路口的V2X 基础设施中获益，提高运行性能。

 

Young 表示，“我们将在交叉路口广播V2X 消息，任何配备 V2X 设备的车辆都可以接收这些信息。”除了安全优势外，V2X 技术还可以用于调整信号时序，充分考虑交叉路口的行人情况。“我们并不识别用户，因此不牵扯任何保密事宜，但正在通过提高技术的有效性来提高安全性。”

 

Young 在谈到他们与原厂客户的合作进展时表示，“大陆集团深耕V2X 技术多年，那时全球仍仅有美国和欧洲等少数发达地区在进行相关研究。如今，我们正在与多家原厂客户积极进行 V2X 开发。”大陆集团会将公司在 V2X、雷达和摄像头等量产产品中的‘精华’应用在基础设施项目中。Young表示，目前，我们有三处交叉路口测试现场已投入使用。他预计这项技术将在未来五年内投入使用，届时公司将直接与市政当局合作。

 

隐私保护与过度技术依赖

 

对于摩托车等弱势道路用户，V2X的确可以带来大量安全优势，但数据隐私和所有权问题也同样棘手。美国摩托车手协会（American Motorcyclist Association，AMA）最近上任的政府关系主任Michael Sayre 表示：“摩托车手并不是唯一想得到这些车辆数据的人。事实上，车主和制造商均需要参与开发过程，以确保我们的数据受到保护，无论这些数据来自我们自己的联网摩托车还是来自周围的联网汽车。”

 

“等到这项技术达到近乎完美的水平时，我们可能就再也不用听到‘对不起，我真的没有看到那边有一辆摩托车’这样的自责话语，这将是一个巨大的进步，”Sayre说，“但通常来说，涉及多辆摩托车的摩托车事故仅占事故总量的一半，其余的是单车事故，而且原因多种多样。不过，其中一些问题可以通过 ABS 防抱死制动器和稳定控制等技术得到解决。”

 

Sayre 指出，潜在问题之一在于公众是否会过度依赖该技术。这个话题并不陌生，汽车领域的ADAS 也一直面临同样的问题。他说：“如果汽车驾驶员由于过于依赖车辆的联网功能，而误以为绝大多数车辆都是联网的，但事实上仅有少数车辆联网，而主观上直接忽视自己明明已经看到的摩托车，这就会造成严重后果。”

 

根据本田的Bai 的说法，目前最值得关注的重点是解决监管环境问题，并真正开始部署该技术，提高交通系统的安全性。

 

“我们从NHTSA 得到了非常积极的回应，他们近期公开表示正在认真考虑 ‘NCAP-ing’ V2X 技术的可能性，这将是我们的巨大胜利。”Bai 表示，“目前，本田已经不存在技术方面的阻碍，我想很多其他主要OEM的情况也一样。”

 

作者：Paul Seredynski

本文原发表于

SAE《自动驾驶车辆工程》杂志