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V2X 自動駕駛:可減少事故發生、降低廢氣排放及交通堵塞情形

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為您開出一條光明道路的汽車。一名身穿深色衣服的行人在對街匆匆走過。當您高速行駛時,一輛卡車從濃霧中開出來。

所有駕駛都深知這種恐懼感。恐懼和腎上腺素在您的背脊竄升,您急踩剎車。憑著運氣或技巧,您沒聽到那種可怕的金屬碾壓聲或感受到轟然撞擊。希望您和其他人都沒有受傷。

但是,這些時刻往往會導致事故發生。根據最新世界衛生組織關於道路安全的報告,2018 年全球有 135 萬人死於交通事故,這同時是 5 至 29 歲年齡層的主要死因。這 135 萬人,在一天內告別了他們的家人和朋友,到了另一個世界。

然而專家們樂觀地認為,新興技術可以大幅降低那些令人不寒而慄的時刻,以及隨之而來的交通事故死亡和心碎。今時今日的新車已經具備盲點檢測、車道偏離警告、車道保持技術和自動緊急煞車功能。有了這些功能和其他自動駕駛輔助系統(ADAS),未來充滿新契機。

ADAS 的下一波創新浪潮將透過車對車(V2V)通訊和車聯網(V2X)通訊實現,簡單說,就是能讓車輛彼此聆聽和溝通的技術。汽車互相溝通聽起來可能不是很合理,但事實證明車輛應該多和行人、腳踏車騎士、其他車輛、街道路網和容易使人受傷的障礙物進行溝通。

V2X Infographic

運作原理

V2X 通訊仰賴下列技術組合:

  • 安裝在與環境通訊的車輛上的感測器
  • 車輛的無線連線,這能使您的車子與其他車輛、周圍基礎設施、GPS 地圖及行人進行互動
  • NAND 和 DRAM 記憶體,因為 NAND 和 DRAM 記憶體能讓車輛就地進行儲存,並達成通知和運作這些系統所需的近乎即時的資料移動

多樣化的汽車應用程式使用全面且合格的汽車記憶體解決方案組合。憑藉超過 40% 的市占率和持續 28 年經營汽車市場的經驗,Micron 無疑是這個市場公認的領先記憶體供應商。意即 Micron 能夠協助部署下一代 ADAS 解決方案,也就是 V2X 技術。

Micron 將與領先的 V2X 晶片組供應商合作,提供必備的汽車用等級小型規格尺寸記憶體。這些晶片組供應商將競奪新興行業的市占率,這個產業很快會擁有數十億美元的年度營收,而更重要的是,發生事故的可能會大幅下降。

事實上,到了 2024 年,汽車產業團體(美國國家公路交通安全管理局和國際汽車工程師學會)計劃車輛能夠具備 V2X 功能,以獲得完整的五星級安全評等。Micron 嵌入式業務部門的 V2X 專家和汽車系統架構資深主管 Robert Bielby 表示,這項任務應該能保證大部分新車擁有 V2X 功能。之前已有汽車製造商計劃推出 V2X 技術。

當監管單位批准使用全自動車輛後,V2X 極有可能成為這些車種的技術基礎。「V2X 發揮的效果會非常強大,」Bielby 表示。「這項技術非常不簡單。」 同時,V2X 幾乎肯定會推動 ADAS,專家稱這將減少交通事故導致的死亡人數、舒緩堵塞問題、減短旅程時間,甚至能降低車輛排放廢氣量。

具備超人般的遠景

相較於連接到電腦的偵測器,人類在環境意識方面相當不足。

  • 人類駕駛較易疲累。但偵測器不會。
  • 人類駕駛會一邊用手機一邊開車。但偵測器不會這樣。
  • 人類駕駛會一邊開車一邊喝咖啡和吃東西。但偵測器不會。
  • 人類駕駛會和同車的乘客聊天。但偵測器不會。
  • 人類駕駛會被事物吸引而分心。但偵測器不會。
  • 人類駕駛會心情不好而莽撞開車。但偵測器不會。

每台具備 V2X 技術的車輛都可以在駕駛發現危險之前提醒駕駛注意,從而減少發生事故的可能。Bielby 表示,讓車輛們能互相警告潛在的危險,有可能讓汽車在安全性方面得到極大進步。「甚至可以透過 V2X 通知紅綠燈的燈號,」Bielby 補充道。「這個例子就像超人擁有透視眼。」

根據美國國家公路交通安全管理局發布的一份關於分心駕駛的報告, Bielby 表示,「每年在美國發生的約 600 萬起車輛交通事故之中,大概有 90% 的事件是可預防的,這表示大部分事故是由人為失誤造成的。」 V2X 技術有望減少人為造成的錯誤,並挽回許多生命。這就是 V2X 要解決的問題,因為電腦不會疲勞,」Bielby 說明。「你可以透過相機、雷達、光學雷達和超音波看到 360 度全景。目前我們投入的技術可以讓汽車互相通訊,自動駕駛因而變得更有效果。」

汽車互相溝通聽起來可能不是很合理,但事實證明車輛應該多和行人、腳踏車騎士、其他車輛、街道路網和容易使人受傷的障礙物進行溝通。

根據 Bielby 所言,除了預計於 2024 年開始大規模採用 V2X 技術之外,市場也很可能會出現具備某些 V2X 功能的翻新舊車。

行人、腳踏車和機車

將 V2X 技術應用於街道上的非汽車駕駛,如行人、腳踏車和機車等弱勢族群時,甚至更能增強安全性。

Bielby 表示,機車可以和汽車一樣採用內建於機架中的設備,即使不包含在 2024 年 V2X 的項目中。理由很簡單:騎機車有危險性,採用 V2X 技術可以減少機車意外事故的發生。

機車騎士了解兩輪機車可能的危險,但任何經驗豐富的騎士都表示,最可怕的危險來自其他汽車駕駛。根據 Autotalks,一家 V2X 解決方案公司表示,三分之一致命機車意外事故的發生,是由於其他汽車駕駛沒有看到接近的機車騎士。V2X 技術可以提醒駕駛即將發生的危險,並在較大的車輛中啟動修正操作。預計這種車與車之間的通訊能減少這類型的機車事故,並降低騎機車的危險。

V2X 技術還可以幫助行人和腳踏車騎士避免危險,因為汽車駕駛較難在路上看到他們。行人和腳踏車騎士人可以穿戴能和 V2X 網路互動的技術產品,也可以啟用智慧手機上有此功能的應用程式。在這兩種情況下,配有 V2X 的汽車會警告駕駛正在靠近的行人或腳踏車騎士,然後啟動煞車或其他閃避的動作。

智慧交通

低效率的城市駕駛案例研究。每次交通號誌轉成綠燈時,等待穿越十字路口的汽車必須一次又一次留心什麼時候可以開始加速。如果每輛車同時加速,您會了解到這個過程其實可以更流暢。V2X 旨在實現同步動作及更多其他功能,包括在亮起紅燈、發生事故或遇到其他交通障礙時啟動協調煞車。

人們在交通堵塞時損失許多無法換回的時間。由 Meng Wang 博士領導的研究團隊發現,在某些情況下,平均交通堵塞持續 41.7 分鐘,這個期間車輛每小時減速至 7.3 英里。然而,這個研究發現 V2X 技術能大大降低交通堵塞的發生。當 10% 的模擬車輛採用 V2X 技術時,平均交通堵塞時間降至 3.6 分鐘,而平均速度增加至 25.5 英里/小時。這些改善情形的歸功於能夠協調加速和煞車的車輛。(本影片簡短說明這些進步是如何達成的。)

根據 Bielby 所言,除了預計於 2024 年開始大規模採用 V2X 技術之外,市場也很可能會出現具備某些 V2X 功能的翻新舊車。

當道路上有較高比例具備 V2X 功能的車輛,情況更能改善。但 Bielby 表示,這個研究的重點是,即使在大規模採用這項技術前,V2X 已經可以開始解決交通堵塞和安全的問題。「問題是,如果只有少數人使用 V2X 會怎樣?」Bielby 說道。「只有 10% 的改善,但它有其它好處。」

V2X 使交通狀況變好的能力不僅僅限於偵測危險以及控制加速和煞車。Bielby 表示,車輛可以傳達意圖、會車和車道變換的信號,並加速轉彎,使其它車輛能夠流暢並安全地同步操作。未來不再需要注意其他駕駛是否有看到您打的方向燈。「一旦我打開我的信號指示燈,這個意圖就會傳給所有人,」Bielby 說。「那些車輛能調整其行徑路線,讓我會車前進。」

更有效率

美國運輸統計局的數據顯示,汽車產業在 2004 至 2014 年減少排放量方面有了出色的成績,而新車的成效更提升至 23.3%。

這個消息十分令人振奮!根據羅徹斯特理工學院(RIT)的研究,負面的消息是同期燃料的浪費多出 19.2%,其主因為交通堵塞的問題。RIT 同一份研究則分析了 V2X 通訊所達成的協調駕駛如何影響了排放量。其結果證明前景大好。

在模擬時,車輛可計算出行駛在街道和遇到紅綠燈時的最佳速度。還可以向前方的車輛傳送改變速度的請求,讓更多車輛在燈號轉成紅燈之前盡量通過十字路口。

RIT 研究結果發現,配備 100% V2X 的 1,200 台車輛,每小時能使排放量下降 15%。這樣的效率增益將明顯降低交通運輸產生的碳足跡。

然而,V2X 技術還可以藉由組成車隊來進一步減少排放輛。Bielby 說明,基本上大型車輛會使用 V2X 通訊,形成緊密的行駛車隊。實際上這就是讓數輛卡車相距一英尺一齊行駛。「當你看到一輛卡車緊連另一輛所產生的減少阻力作用時,燃油效率可達到非常高。」

未來目標

如前所述,目前市場上許多汽車已具備一些模組,包括危險偵測和電腦輔助停車,這些都在為未來自動駕駛汽車所作的準備。具備先進安全功能的車輛能減少事故發生,然而,還是有更多因為注意力不集中的駕駛而造成的事故,有許多是因為智慧手機容易分心。 人為失誤仍然是交通的最大問題。

已被採用的智慧汽車技術僅限於單一車輛如何與其環境互動。下一步是使用 V2X 技術,預計使車輛間能夠互相通訊,也能與交通號誌、其他基礎設施、GPS 繪圖程式及腳踏車和行人之間進行互動。這些部分可以共同組成網狀網路,持續即時共享並更新駕駛狀況。

具備先進安全功能的車輛能減少事故發生,然而,還是有更多因為注意力不集中的駕駛而造成的事故,有許多是因為智慧手機容易分心。

Micron 長期以來致力於支援汽車技術,提供專為汽車應用程式設計的記憶體解決方案。由於自動駕駛汽車和 V2X 技術加快了系統內和系統之間的資料移動,Micron 的 GDDR6 技術非常適用於此技術的高頻寬需求。這種快速並且持續的通訊所需要的不僅僅是高效的記憶體,還需要無線技術的發展。這項技術可能以備受期待的 5G 蜂巢式網路的形式出現,然而現在還為時過早。

在 V2X 通訊變得普及之前,製造商、監管單位和產業標準制定者仍需解決這些問題。但這種轉變勢必將到來,Micron 將與我們的客戶密切合作。ADAS 技術可以緩解交通堵塞情形,並實現車輛的自動化。

最重要的是,ADAS 及支援 ADAS 的 V2X 技術,可使發生在車輛、機車、行人和腳踏車騎士的交通事故大幅降低。V2X 技術引進市場後,當您所行駛的道路出現交通障礙時,您將不再恐懼害怕。您與您的家人在一天結束後安全回家的機率可大增。

這不僅使 V2X 成為令人振奮的科技潮流,V2X 也成為近代歷史上最大的交通安全進展。

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