車聯網(V2X)技術最初是應用在道路交通安全，而隨著自駕車的發展，V2X技術更成為產業矚目的焦點，期望能藉以強化自駕車行車安全，其中DSRC與C-V2X更是目前兩大熱門技術。
車聯網(V2X)技術最初是應用在道路交通安全，而隨著自駕車的發展，V2X技術更成為產業矚目的焦點，期望能藉以強化自駕車行車安全，其中DSRC與C-V2X更是目前兩大熱門技術。
車聯網(V2X)產業的發展，始於美國交通部(USDOT)對V2X技術的重視，其認為道路安全應該基於車間的通訊，因而在1999年提出專用短程通訊技術(DSRC)，藉之推動道路安全應用。而隨著V2X技術的演進，美國交通部國家公路交通安全管理局(NHTSA)也在2014年2月宣布啟動立法程序，將在未來幾年推動法規，強制所有在市場上販售的車輛都必須安裝汽車對汽車(V2V)的通訊系統(例如DSRC)。目前相關法規也已在制定中，預計將在2023年強制小型車輛安裝V2V通訊設備與系統。
工研院資通所車載資訊與控制系統組技術組長梁庭榕(圖1)指出，美國在早前的研究中發現，約有40%的車禍是無法靠雷達、攝影機等感測技術加以預防的，因雷達與攝影機這類的感測器在視線被障礙物遮蔽的情況下，就無法偵測到其他車輛。因而提出車聯網技術規格，希望能藉由車間的通訊標準，傳輸並確認其他車輛的位置，以提升道路安全。
圖1 工研院資通所車載資訊與控制系統組技術組長梁庭榕表示，V2X技術可強化道路交通與自駕車安全。
而除了DSRC技術，其他通訊技術也在各國政府與產業的投入下迅速崛起，包括歐洲的ITS-G5與3GPP主導的蜂巢式車聯網通訊(C-V2X)技術。C-V2X因其低延遲、廣覆蓋範圍且在高速移動下仍維持高可靠度，以及可利用既有的蜂巢式通訊設施來改建等特性，躍居車聯網的熱門技術。
DSRC率先起跑 C-V2X後來居上
車聯網是先透過定位系統獲得道路及行車資訊，再藉由V2X通訊技術以及感測裝置的輔助來獲得路況資訊，達到行車與行人的安全警示等應用，例如：運用交通號誌等協作智慧運輸系統(C-ITS)、自駕車，遠端遙控駕駛。V2X技術又主要可細分為幾大面向，包括汽車對汽車(V2V)、汽車對路側設備(V2R)、汽車對基礎設施(V2I)、汽車對機車(V2M)、汽車對公車(V2T)以及汽車對行人(V2P)。而現階段以V2V的發展最為成熟。
梁庭榕表示，1999年美國運輸部提出DSRC技術，並推動道路安全應用，使車聯網技術越來越蓬勃。而由3GPP在2016年發布的C-V2X車聯網技術標準，雖然起步較晚，但隨著5G時代到來，可望提供低延遲、高可靠度的技術支援，也讓C-V2X的市場熱度持續增溫。
DSRC和C-V2X兩大陣營勢均力敵，其中，DSRC主要分布於美國、日本以及歐洲，此外，韓國也預計在2018年至2021年間在全國高速公路部署基於DSRC技術的路側系統；而C-V2X主要分布於中國與歐洲。對此，恩智浦(NXP)台灣區業務經理卓正民說明，雖然目前C-V2X的最終規格尚未底定，但在中國車聯網市場受到極大的關注，因此勢必成為V2X關鍵技術。
強化V2X安全性/可靠性
談到現階段車聯網產業發展的重點，卓正民表示，產業不會將資源投注在單一技術上，但就汽車製造商的角度而言，技術的成熟性與可靠性是首要考量，因此目前已導入市場的應用仍以DSRC為主。他也預測，未來3至5年DSRC技術將進入快速成長期，產業會致力於運用DSRC技術來實現更多應用。而再下一個階段，廠商會陸續投入C-V2X技術，同時也必須思考如何確保C-V2X與既有技術/系統間的互通性和共存性。
對此，梁庭榕也說，異質技術的整合將會是未來車聯網發展的一大重點，但現階段產業仍會以提升各別技術的可靠性與安全性為主，至少要等到2020年C-V2X規格底定且技術逐漸成熟後，產業才會開始投入DSRC與C-V2X技術的整合。而整合的重點包括統一溝通機制，並克服DSRC與C-V2X因共用頻段而產生的訊號干擾問題。此外，V2V與V2N(或V2I)兩種模式間的整合也是技術發展的要點。
DSRC/C-V2X皆看好 工研院雙箭齊發
看好DSRC與C-V2X兩大勢力的發展性，工研院在DSRC與C-V2X都有相對應的研究發展。在DSRC部分，工研院的技術開發已臻成熟，除了硬體模組設計與完整的協定開發，通過美國市場COC PlugFest驗證並拿到OmniAir證明，其也致力於將技術導入各種應用。如IWCU-D即為工研院研發的DSRC系列裝置，包括路側設備(Roadside Unit, RSU)與車載裝置(Onboard Unit, OBU)等，而隨著標準技術與應用需求的演進，工研院將持續更新規格，預計在2018年底推出OBU 8.0。
工研院也將V2X產品應用於現實生活中，推出道路安全應用系統(iRoadSafe)，利用V2V加上路側設備的輔助得知道路狀況，再透過電子資訊看板(CMS)加強對路口所有的用戶進行安全警示。目前已在台灣的四個城市(包括8個路口與2個高速公路)布建道路安全應用系統，於路口設置偵測設備(如雷達、光達)，搭配車輛安裝的車載裝置蒐集道路車輛及行人動態資料，再透過路側設備整合車輛與道路資訊(包含路口號誌交通資料)，並利用電子資訊看板與車載裝置發布預警訊息，提升系統可靠度。
針對C-V2X技術，梁庭榕指出，C-V2X的規範從2016年3GPP R14開始，其將C-V2X分成V2I/V2N，以及V2V兩種模式。第一種V2I或V2N主要利用eMBMS廣播技術，在R14/15中規範將eMBMS核網元件整合入MEC，以降低傳輸延遲，R16/17則規範加入5G-NR技術；而V2V則是採用PC5技術，其技術內容延用了原本DSRC/C-ITS等成熟技術的上層架構，並增強改進底層架構。此兩種技術延遲都可達到100ms以下，而2019年後R16/17規範預計將延遲降低至10ms，至於5G NR標準的制定則預計在2020年完成。
據悉，工研院在C-V2X技術發展規畫，除了現有的智慧型運輸系統(Intelligent Transport System, ITS)應用，未來也將持續投入自駕車及5G的相關應用，預計推出IWCU-C NIB 1.0A裝置，技術內容為Uu-based的廣播技術，並在2018年底推出MEC以及5G NR相關的平台(圖2)。
圖2 C-V2X應用說明
結合V2X/ADAS技術 自駕車感知更靈敏
自駕車要從封閉場域走向開放場域，考驗其通過路口的能力。而要通過路口須具備得知路口號誌狀態與時相資訊以及感知路口橫向車輛狀態的能力。對此，工研院資通所車載資訊與控制部工程師蔡秉達進一步解釋，自駕車若只知道號誌狀態(紅、黃、綠三種狀態)，容易在路口號誌由綠燈轉黃燈與轉紅燈時，發生煞車不及或闖越紅燈的狀況。此外，自駕車難以偵測路口橫向車輛或其他道路使用者狀態，也容易發生碰撞危險。因此，必須結合V2X與ADAS技術，擴大自駕車對於道路/環境感知的能力與偵測範圍。
而目前導入應用的智慧型運輸系統主要提供以下幾種功能：
路側端介接號誌控制器，擷取都市交通控制通訊協定3.0版訊息分析號誌狀態與時相，並以標準SPaT與MAP資訊廣播該路口號誌資訊。
透過自駕車的車載裝置發送盲點偵測系統(BSM)資訊，傳遞給行控中心，在適當時機給予延長秒數，由路側設備廣播SPaT/MAP資訊，使自駕車系統即時收到最新號誌時相狀態。
透過路側端裝設感測器構築多視角感知環境，偵測潛在發生碰撞的NLOS物件。
路側設備透過自駕車廣播標準BSM訊息，計算適當時機提供於路口橫向車輛與行人自駕車靠近訊息。
除了可利用V2X標準將複雜的交通號誌時相資訊簡化、架設路側感測器與號誌控制器接收器，提供自駕車路口即時號誌時相資訊與橫向車輛資訊，使其具備通過路口能力；並提前偵測NLOS危險物件，使自駕車能做預警式煞車反應。成熟的V2X通訊技術也可以補足既有ADAS感測技術的不足，避免環境光線、障礙物遮蔽與天候狀況等因素，導致影像辨識失效或誤判。
工研院資通所車載資訊與控制系統組組長蔣村杰強調，車聯網的發展重點不只是傳統智慧型運輸系統的演進，更重要的是藉由V2X技術提供自駕車溝通的基礎，進而提升整個交通系統的安全性。
DSRC/C-V2X互補 共創最大價值
V2X技術的首要目標就是提升道路交通安全，以減少傷亡。縱觀整體車聯網市場，DSRC技術起步最早、發展最成熟，是歐美政府與汽車大廠亟欲推動的項目，也是目前唯一經過檢驗且已進入量產階段的V2X技術。
不過，DSRC在技術上仍有其局限，只能滿足短距離的車間通訊，而無法支援大頻寬、長距離的傳輸。而這也成為5G C-V2X得以彰顯其技術優勢之處。因此，多數業者均認為，DSRC與5G C-V2X技術勢必得共存並互補，才能創造出最大的社會與商業價值。