車載資通訊系統(Telematics)是以專用短距通訊(DSRC)為基礎，用以建構車輛與車輛(V2V)、車輛與基礎設施(V2R)之間的通訊。國際上已有許多組織在訂定Telematics發展標準，其中以美國車輛基礎建設整合(VII)計畫採用基於IEEE 802.11p與IEEE 1609的車用環境無線存取(WAVE)/DSRC技術最受矚目。除了在網路層以下訂定的通訊協定標準，自動車工程師學會(SAE)也成立了DSRC技術委員會，其目的為制定在DSRC通訊基礎上發展V2V和V2R應用層通訊協定之技術規範。DSRC SAE J2735便是在此一環境下應運而生。
DSRC SAE J2735標準定義了訊息集(Message Sets)、資料訊框(Data Frames)及基本資料單位(Data Elements)，並使用在國際通訊領域中普遍應用之ASN.1 DER(Distinguished Encoding Rules)編碼規則來進行資料編/解碼，以便應用程式有效藉由DSRC/WAVE或是其他通訊終端進行資料交換。
至目前為止，DSRC SAE J2735所制定的訊息集就有十餘個，倘若加上所包含的資料訊框及資料單位，將更高達上百個。本文則以基本安全訊息(Basic Safety Message, BSM)與緊急車輛訊息(Emergency Vehicle Alert, EVA)兩種基本的訊息格式為範例，說明其主要內容與所適用之情境。希望可以幫助讀者對於DSRC SAE J2735技術規範有初步的了解。
SAE J2735負責車載訊息格式
DSRC SAE J2735標準目的為規範DSRC/WAVE中所傳送的應用層訊息格式，其訊息結構組成由大至小分別為訊息集、資料訊框、基本資料單元，其目的是為了讓所有基於DSRC通訊技術下傳遞訊息的應用程式，透過這些標準化的訊息格式來相互溝通。
DSRC SAE J2735訊息標準主要是建構在WAVE短訊通訊協定(Wave Short Message Protocol, WSMP)上，其中定義了許多與行車安全相關的訊息集。此外，在DSRC SAE J2735標準中，所有訊息結構的描述是採用ASN.1(Abstract Syntax Notation one)語法來表示，且各種安全性應用相關之訊息傳遞皆採用ASN.1編碼規則中的DER來做編碼。
通常來說。建構DSRC之各種安全性應用，與DSRC SAE J2735安全訊息處理常式(Safety Message Handler)系統架構之關係如圖1。安全訊息處理常式功能主要是用來傳送與接收上、下層訊息，支援安全性應用之編解碼功能。當扮演傳送端角色時，一旦接收到不同安全性應用之訊息資料，會呼叫相對應編碼器(Encoder)，採取適當的編碼規則，編碼過後再將資料交給下層實體傳輸層送出；而在扮演接收端的角色時，能將下層送來的訊息送至對應的解碼器(Decoder)解碼成明文，並可過濾與丟棄不必要的訊息，再將有用的資料分派到各種不同的安全性應用來使用。
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資料來源：DSRC SAE J2735 Rev.31
圖1 配有安全訊息處理常式之DSRC安全系統 |
處理各種的安全性應用訊息資料時，當收到周遭其他車輛所傳遞的訊息，如何能正確維護與存取是值得關注的議題。圖2為接收封包時的處理流程圖，每個封包都有唯一識別碼(Identifier)，用來區分來源為何，當收到來源是同一識別碼的封包時，系統應適當來判斷出該更新或過濾。
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| 圖2 封包傳遞流程圖 |
訊息設定至關重要
在DSRC SAE J2735最新的文件中總共制定十六種訊息集(表1)。各種訊息集皆有特定的用途與對應的訊息格式，以下針對基本安全訊息集與緊急車輛訊息集(EVA)兩種常見的訊息進行討論。
| 表1 訊息集內容 |
| (1) |
MSG_Al_a_Carte (ACM) |
| (2) |
MSG_BasicSafetyMessage (BSM) |
| (3) |
MSG_CommonSafetyRequest (CSR) |
| (4) |
MSG_EmergencyVehicleAlert (EVA) |
| (5) |
MSG_IntersectionCollisionAvoidance (ICA) |
| (6) |
MSG_MapData (MAP) |
| (7) |
MSG_NEMA_Corrections (NEMA) |
| (8) |
MSG_ProbeDataManagement (PDM) |
| (9) |
MSG_ProbeVehicleData (PVD) |
| (10) |
MSG_RoadSideAlert (RSA) |
| (11) |
MSG_RTCM_Corrections (RTCM) |
| (12) |
MSG_SignalPhaseAndTiming Message (SPAT) |
| (13) |
MSG_SignalRequestMessage (SRM) |
| (14) |
MSG_SignalStatusMessage (SSM) |
| (15) |
MSG_TravelerInformation Message (TIM) |
| (16) |
MSG_BasicSafetyMessage_Verbose |
基本安全訊息集主要是用來傳遞汽車行駛或靜止時的所有相關資訊，例如位置、速度、方向等。該基本安全訊息集包含兩類訊息，分別是PartⅠ與Part Ⅱ不同類型的組成元件；PartⅠ包含的就是前述與汽車狀態相關的各類資訊，是每個基本安全訊息集訊息必須夾帶的部分，建議每個基本安全訊息集訊息傳送間隔時間為10毫秒(ms)，當然系統設計者可依照本身的需求做適度的調校；至於Part Ⅱ可依照使用者需求選擇傳送或不送。基本安全訊息集可以說是行車安全應用開發上最常見之訊息格式，圖3為基本安全訊息集詳細訊息格式及項目。
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| 圖3 基本安全訊息項目 |
緊急車輛訊息主要是緊急車輛如救護車、警車、巡防車等用來通知周遭車輛進行規避或繞道。圖4是緊急車輛訊息完整的資料結構，關於緊急車輛的座標位置資訊或車輛資訊都描述於型態是RoadsideAlert的rsaMsg參數中，而RoadsideAlert在SAE J2735中也是一種訊息設定。詳情可參考DSRC SAE J2735文件內容。
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| 圖4 緊急車輛訊息集 |
表2為安全性應用中的十字路口碰撞預警之行為描述，兩車之間的訊息溝通也是利用基本安全訊息集來達成。
| 表2 安全應用描述 |
| Flow of events |
| 1. Vehicle “A” sends MSG_BasicSafetyMessage, |
| 2. Vehicle “B” receives message |
| 3. Vehicle “B” processes the message from Vehicle A and determines that Vehicle A’s message is relevant (crossing road segment via map and/or heading) |
| 4. Vehicle “B” alerts its driver to a straight crossing path hazard. |
| Hardware Devices: |
DSRC radio
Positional and vehicle sensors
Human-Machine Interface |
| Actors: (What entities play an active role in use) |
Vehicle System |
Occupant |
Service Provider |
Road Department |
| X |
Driver |
Passenger |
| X |
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| Support information: |
CAMP-VSC Task 3 Report, 2003 |
資料來源：DSRC SAE J2735 Rev.31
標準格式有助互通訊息
目前包含在DSRC SAE J2735的最新版本Rev. 31中，已制定了十六種訊息設定，七十一種資料訊框及一百四十七種基本資料單位。這些訊息格式都是運用於V2V以及V2R應用層通訊的訊息格式，包括上述提及的資料結構與資料內容，目的是希望讓不同硬體平台的車機(On-board Unit, OBU)與路側機(Roadside Unit, RSU)可藉由標準化的訊息格式來互相通訊。
雖然不同的機器只要講相同的語言，就能協助駕駛做出正確、安全的判斷。然而，DSRC SAE J2735標準至目前為止都還在持續制定中，以致於現今市面上符合DSRC SAE J2735標準的產品可以說是寥寥可數。未來參與車載平台或服務開發之廠商若能遵循這套標準，將能有助於國家的Telematics產業茁壯發展。
(本文作者任職於資策會新興智慧技術研究所)