V2X：拓宽驾驶员视线边界

　　高级驾驶员辅助系统（ADAS）的传感器在某方面与驾驶员眼睛相同，都受到限制，例如传感器需要在可视范围内才能检测和分辩目标是行人还是骑自行车的人。不幸的是，此类涉及弱势交通参与者的事故并不少见：每年，全球有超过50万的弱势交通参与者在道路交通中死亡。在欧洲，这个数字超过 10,000人！与车内的人相比，弱势交通参与者缺乏具有保护性的车辆外壳和自己的驾驶员辅助系统。因此，弱势交通参与者与车内的人相比，其出行安全保障差距巨大，他们需要通过车辆的驾驶员辅助系统来保护。大约55%的事故场景都是这种情况。

　　预计最早在2025年，新车上搭载摄像头、雷达和或激光雷达传感器的高级驾驶员辅助系统（ADAS）的装配率将达到80%，这无疑是个好消息。但同时，在实现“零事故愿景”过程中，这并不能解决所有的问题。超过三分之一的事故是由于非可视范围（NLOS）情况引起的，因为在事故发生前几秒钟内，系统甚至没有检测到有接近的车辆、人或自行车。在城市交通（50公里/小时）环境下，两秒钟的时间关口被证实是至关重要的，由于物理原因，即使在最优的道路和天气条件下，这么短时间内紧急制动也无法避免碰撞的发生。如果考虑驾驶员的反应时间，紧急响应的时间也就3秒种。基于这种情况，我们应该怎么办？

　　非可视范围（NLOS）：“你只看见你知道的”

　　“你只看见你知道的”这句话源于感知心理学，它实际上描述了一种不同的效果（即视觉和感知的差异），它也同样适用于NLOS场景。您可能无法看到在右转车道后面的人行横道上的行人，但您仍然可以收到警告（图1）。该解决方案被称为“V2X”车联网通信。这种新的通讯形式解决了 NLOS的场景问题，并为驾驶者提供必要的及时通知。在图1的情况下，一辆能够感知到弱势交通参与者且配备了V2X的车辆会向看不到弱势交通参与者的车辆发出警告。在这种情况下，一辆车透过另一辆车“看见”了视距外的内容。图2显示了在乡村道路上超车这一危险驾驶操作中的类似应用。

　　这就是V2X最初的基本理念：以解决非可视范围（NLOS）的情况。这种消息由欧洲电信标准化协会（ESTI）定义为协同警示消息（CAM），它对于有可能发生相撞的两辆具有V2X功能的车辆来说非常有效。CAM的内容包括车辆发出的关于其位置、方向和速度的信息（=“我来了”）。而问题在于，在使用CAM的情况下，每辆 V2X 车辆只传输自己的位置和方向。这意味着，如果不是所有车辆都安装了V2X，只有配备了V2X的车辆会被检测和发现，其他车辆、行人以及骑自行车的人都不会受到CAM的保护。

　　协同驾驶与协同感知消息（CPM）

　　协同感知消息（CPM）的工作方式有所不同，目前仍处于标准化过程中。CPM消息包含了感知目标列表，例如正在接近十字路口的目标或被车辆传感器检测到的目标，每秒发送可多达15次。CPM除了包括每个感知目标的方向、速度及其分类的信息外，它还标识了每个目标感知的可靠性。由于许多活动正在推进，CPM标准的定义有望在2022年出台。在试点项目中，协同驾驶的ADAS和V2X的联网已经成功应用，技术成熟度得到确认。在德国，有许多在车辆或基础设施中成功实施的案例，如：下萨克森州的自动驾驶和网联驾驶测试场地、由BMWK资助的大型研究项目“IMAGinE”以及位于汉堡的自动驾驶和网联驾驶测试场。在闭幕式上，IMAGinE展示了车辆如何在分配的 5.9GHz频段内通过直连通信成功地相互交换CPM消息，以提高道路安全。IMAGinE项目合作伙伴包括欧宝、宝马、梅赛德斯、MAN集团、大众、大陆集团和博世。

　　协同感知消息（CPM）的目的是将传感器检测到的目标信息共享给所有人，同时接收来自其他人探测到的目标信息。这样就创造了一个安全区域，它远远超出了人们自己的感知能力，而且在没有基础设施的情况下也能正常工作。当与智能基础设施（智慧十字路口）相结合的时候，车辆在接近交叉路口时就已经驶入了安全区域。

　　V2X持增长态势

　　当然，CPM仅适用于配备了V2X的基础设施和车辆。然而，这并不是反对V2X的论据。首先，每年约有6%的车辆被新车取代，因此，搭载V2X的新车数量也在不断增加。如今，大约50%的新车已经配备了ADAS功能和网联方案，硬件也越来越普及。因此，用V2X来预防致命交通事故的条件正在迅速成熟。CPM可以提升高级驾驶员辅助系统以及V2X的保护效果。

　　其次，城市基础设施投资不断增加，例如：智慧十字路口。为了能够使用V2X和CPM，需要在十字路口安装额外的V2X无线通信设备，并在必要时优化十字路口的传感器。如果考虑本文开头所提的弱势交通参与者的事故数据，那么这些投资的必要性是很显然的。由于弱势交通参与者本身没有“配备”V2X，而且在可预见的未来也不可能会配备，因此他们更多依赖于其他人的协同保护，尤其是在非可视范围NLOS场景中（图3）。

　　第三，即使只配备了少量车辆和/或基础设施，CPM也能提供保护功能。这是因为，至少搭载V2X的车辆可以对其他未配备V2X的车辆和弱势道路使用者提供保护。即使是现今的V2X搭载率，CPM也意味着更少的涉及弱势交通参与者的致命事故。

　　在德国或欧洲，我们可以谨慎地做出以下预测：在未来15年的时间范围内，使用高级驾驶员辅助系统（ADAS）、CAM、CPM等协同技术可以使弱势交通参与者死亡人数减少78%。在更长的时间（30年）内，高级驾驶员辅助系统（ADAS）和V2X CPM技术（“透过其他车辆看见”）的协同使用甚至有可能防止高达90%的弱势交通参与者事故，使交通运输业走上通往零愿景的正确道路。

　　协同自动驾驶

　　显然，V2X/CPM的保护效果同样适用于手动和自动驾驶，由于传感器的物理特性，NLOS非视距问题在自动驾驶中也会出现。因此，不管是CPM作为单纯的警告信息发布给人类驾驶员，还是在人类驾驶员没有反应的情况下用于自动紧急制动，还是将CPM纳入协同自动驾驶的规划中，都没有区别。

　　保护V2X的带宽意味着保护人们的安全

　　然而，长期规划对CPM的成功至关重要：如果——例如最近在美国——突然决定从V2X频谱中移除60%的带宽，那么剩余的30MHz带宽就不足以满足CPM的技术要求。具有协同式个人保护和协同感知消息（CPM）的V2X在5.9GHz频段内需要70MHz带宽。为了提高弱势交通参与者的安全性，欧洲必须要在长期时间内排除带宽发生类似变化的可能性。为此，我们必须尽早提请有关各方注意此类决定的后果。CPM为使用安装在车辆上的高级驾驶员辅助系统（ADAS）以及智能基础设施中的摄像头/雷达/激光雷达传感器创造了机会，以保障交通安全。保护V2X带宽意味着保护人们的安全。

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