2014年5月27日

車載智慧與智慧運輸

智慧型運輸系統透過尖端科技提供多元化應用,車載資通訊技術則讓民眾獲得各種智慧運輸服務。

作者/莊宜達(就讀交通大學資訊工程系博士班)、吳琮祥、紀瑋婷(就讀交通大學資訊工程系碩士班)、易志偉(任教交通大學資訊工程系)

「車載資通訊」這個新興的資通訊領域帶領了次世代智慧運輸系統的各項應用,當車輛具備感知行車環境的智慧時,又可帶動那些創新應用呢?本文將從簡介車載資通訊的相關背景以及智慧運輸系統,帶領讀者一窺新的車載智慧——智慧探偵車以及其未來的相關應用。

車載資通訊的崛起
隨著通訊技術的成熟,網際網路從固定式的有線網路延伸至移動式的無線網路環境;而微機電技術的出現,發展出各式各樣具有感測周遭環境的感測元件,例如全球定位系統(global positioning system, GPS)可以提供位置資訊,慣性感測元件(inertial measurement unit, IMU)可以量測物體所受到磁力、加速度或是轉動量的慣性數值。這些技術的發展與演進,使無線網路設備不但變得小而美且具備環境感知的智慧,而結合這些技術於行車環境的「車載資通訊」並成為下一代的資通訊領域新寵兒。

車載資通訊的相關應用服務
所謂「車載資通訊」(telematics)就是結合通訊(telecomm)技術以及資訊技術(informatics)的一種新興的資通訊領域,可提供多種類型服務,包含個人通訊、生活資訊查詢、駕駛輔助、遠端車輛控制、安全與保全、行動商務以及行動娛樂。

以個人通訊方面來說,由於目前法令限制禁止駕駛者於行車期間使用掌上型行動電話,因此具備通訊能力之車載機可利用車機內建之GSM/GPSRS 通訊模組(全球行動通訊系統:Global System for Mobile Communications, GSM ∕ 通用封包無線服務:General Packet Radio Service, GPRS),搭配免持設備提供個人通訊功能;而生活資訊方面來說,可提供各種生活上的必需資訊,例如,郵局、餐廳、旅館、加油站等查詢資訊等;駕駛輔助方面可提供輔助駕駛行車的服務,例如協助駕駛安全及有效率的抵達目的地,主要所提供的資訊為即時的道路交通資訊與導航服務;遠端車輛控制則是透過車機之通訊功能與連結車內控制介面,可以讓服務提供者或車主透過指令傳送的方式遠端控制車輛;安全與保全的服務則是提供車輛追蹤、防盜警示、斷電警示以強化車輛保全;行動商務服務方面則是透過車機的通訊與運算單元,提供一般網際網路瀏覽服務、收發e-mail,甚至是透過虛擬私有網路(virtual private network, VPN),存取公司資料,使用者可在車內環境辦公。由車載資通訊所提供的多元服務中,目前尤以協助駕駛為大眾所需的一種重要服務,因此結合跨領域的智慧運輸系統與車載資通訊兩者彼此為密不可分的關聯技術。

智慧運輸系統簡介
什麼是智慧型運輸系統(intelligent transportation systems, ITS)? 簡而言之,所謂的智慧型運輸系統就是透過先進之電子、通信、電腦、控制及感測等科技於各種運輸系統(特別是陸上運輸),藉由即時資訊處理,用以改善安全、效率及服務,解決交通問題。近年來,隨著車載資通訊系統的快速發展,許多汽車以及科技大廠開始著眼於背後衍生出來的行動應用加值服務(圖一),以汽車作為與外在環境資源互動的主體,主要概念就是指汽車的通訊及資訊,在生活應用上,則是結合無線通訊技術將資訊及多媒體等內容作單向或雙向之傳輸的系統,除此之外也可以提供多種應用,包含先進交通管理服務(advanced transportation management services, ATMS)、先進用路人資訊服務(advanced traveler information services, ATIS)、先進車輛控制及安全服務(advanced vehicle control and safety services, AVCSS)、商車營運服務(commercial vehicle operation services, CVOS)、資訊管理服務(information management services, IMS)、先進大眾運輸系統(advanced public transportation system, APTS)、弱勢使用者保護服務(vulnerable individual protection services, VIPS)、電子收費服務(electronic payment services, EPS)、緊急救援管理服務(emergency management services, EMS)。
圖一:ITS衍生之行動應用服務。

其中,ATMS透過偵測、通訊及控制技術,將目前偵測得到的即時交通資訊,透過通訊網路傳送至交通控制中心,交通控制中心再制定整體化的交通控制策略,以達到交通順暢的目的;ATIS透過各種資通訊技術,提供用路者在各種地方例如,住家、辦公室、車內、大眾運輸站點等處獲得各種必要資訊,以協助用路人選擇最佳的交通方式;AVCSS透過各種感測器以及通訊、微機電等技術應用於車輛與道路設施,協助駕駛保持行車安全,同時達到交通順暢;APTS透過ATMS與AVCSS技術應用於大眾運輸系統以提升整體運輸量;CVOS 透過ATMS 與AVCSS技術應用於商用車隊包含物流卡車與貨車以及計程車,以減少人力成本並提高運輸效率,增加生產力;EPS則結合車載資通訊提供使用者更便利的付費方式,也可結合大眾運輸系統提供更合理的費率制度;EMS則提供當發生緊急事故時,救援車輛如何在最短時間內達到現場,以及警示附近車輛;VIPS則提供交通弱勢族群如行人、幼兒、老年人、身障人士、自行車以及機車騎士更安全的交通環境;IMS則提供各種ITS相關資料收集、歸檔、管理等應用服務。綜合上述的各種服務,所以ITS成為目前各國政府最關注的施政焦點之一。......【更詳細的內容,請參閱第534期科學月刊】

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