行車管理及汽車電腦
By GTi
2002
目前汽車電腦的發展主軸圍繞在GPS搭配電子地圖作為導航上，另外更有結合娛樂及通訊的趨勢。然而汽車電腦未來的發展方向有諸多的可能；事實上，由於交通事故時常可聞，行車的安全層面應是汽車電腦發展中最重要的議題，本文就這個方向嘗試性地來描繪可能的方法。
一、交通號誌無線化：
所謂的交通號誌無線化的意思是──交通號誌以數位無線廣播的方式（現階段可考慮以WLAN或RFID的方式實作）讓汽車接收，而汽車則可以更進一步利用汽車電腦來處理該數據，或是直接在儀表板顯示前方的交通號誌情形。號誌無線化的主要好處是號誌可以不受大雨、濃霧、商店看板、光害等的遮蔽影響而正確地傳到車輛上，並且無線號誌在視線外就可以被得知，這對駕駛提早應變有莫大的助益。
無線號誌除了供作汽車行車的導引外，機車、腳踏車、一般行人、盲人…等再搭配無線接收器及PDA後同樣也可以做為行進導引用途。而數位科技所特有的高度彈性，更可使無線號誌用來廣播道路的特別狀況（如：事故、道路封閉…等）。尤其在政令發佈後不久就立刻嚴加取締，民眾往往還不知新交通法規或取締資訊，就犯規被罰；若交通號誌無線化，則交通政令就能透過它發送到車輛上，民眾駕車時就不致於誤犯法規了。
在無線交通號誌的實作上，應考慮道路彎曲及道路立體交叉，以及汽車接收範圍內如何分辨哪些無線號誌資訊適用於本車道、哪些無線號誌資訊適用哪些車道。此外，號誌無線化之後，號誌必須標示出其所在點之座標位置，汽車電腦本身必須具有偵測座標位置之能力，以便區別不同號誌在空間上的關係。
設計上，可分別從無線交通號誌端及車輛端兩方面來討論：
1. 無線交通號誌端：
在發射出的資訊內容裡，規劃資料格式以區別號誌所在道路之編號、道路名稱、正向反向車道代號、號誌所在之道路里程、號誌種類、號誌狀態、號誌的經緯度座標…等。
在號誌密集區域（如高速公路交流道附近），一台無線號誌發射器可以同時發射數個號誌資訊，有時候號誌的密度很高，可能會有數台無線號誌發射台聚集在很近的範圍內，考慮這個情況，各無線號誌發射台的頻率分配就必須列入考慮。
2. 車輛端：
發射端發射無線號誌資訊，而接收端則負責接收並處理及呈現該資訊。
在資訊的處理上，有些車輛配有GPS及電子地圖，經由計算無線號誌提供的經緯度座標及汽車電腦所掌握的車行方向及車輛座標，就能算出對應的前方號誌是哪一個；沒有配置GPS及電子地圖的車輛，就必須加裝額外的定位資訊接收器來計算出車輛自身的位置資訊。
在資訊的呈現方面，可考慮在儀表板上以LCD或LED字幕顯示在前方多遠的距離有什麼號誌，其顯示的距離隨著車輛愈往前進就愈小；或是結合GPS及電子地圖系統，在電子地圖上直接標示附近所有無線號誌的資訊。
二、安全距離的偵測及控制：
這是由車輛用的倒車雷達所得到的靈感，倒車雷達是對車輛後方障礙物起作用；相同的原理，將雷達裝置設置在車輛前方，就可以用來感測與前方車輛的距離，另外再搭配汽車電腦運算本車之車速、重量、坡度、路面摩擦係數、煞車靈敏度、天候…等因素，以聲音或在儀表板上以燈光、圖示…等提示駕駛人是否保持在安全距離內。這好比是車輛前方包裹著可變厚度的無形防護罩，經由計算當時車速等條件，得出其時車輛緊急煞車後的滑行距離，當前車位於此一距離（防護罩）內，系統便會提示駕駛該減速了。
不過，直接利用倒車雷達來偵測前方車距可能會不夠準確，前車未必會在正前方，有可能會從旁側車道切進來。另一個想法是，用幾部數位攝影機取代車用雷達，再輔以汽車電腦對該數位影像做運算，得出週遭車輛的相對位置、距離及動向，進而可以算出與其他車輛的安全距離。
三、車際通訊（車況及路況的通報）：
在我實際的開車經驗裡，很多時候會想要打電話給前方的車輛，告訴該車駕駛人他的車燈壞了、貨物掉了…等；也有一些時候是路上出現一個大洞而想要警告後方來車。在這些需求下，開發一套車輛間共通的通訊系統或可促進交通安全。
在目前的構想裡，車際通訊可分成兩方面來談，首先是通訊的對象，這可分為一對一通訊、一對多通訊、廣播通訊。一對一通訊類似打電話，以對方車牌號碼做為車輛的通話撥入號碼，這個方式適用於與臨時對象的通話；一對多通訊則像是群組功能，針對固定某幾輛車通訊，或是臨時對某幾輛車發送訊息，透過這個方式及汽車電腦，數台車輛可以在彼此間形成一個群組，這對於數輛車一起出遊並避免走散有很大的助益；廣播通訊則是針對通訊範圍內的所有車輛進行通訊，這在發生緊急狀況時做為警示（如警車、消防車、救護車開道用）或求救用途特別適合。
另一方面是通訊內容的形式，這可分三種類型：第一種是語音通訊，類似打電話，以人對人的對話方式來進行；第二種則是以文數字的方式來顯示，有點像是行動電話的簡訊功能，同樣是人對人的溝通；第三種則是車輛狀態訊息的傳播，這一類型的資訊是由車輛根據己身狀態而自動送出的資訊，如車輛座標資訊、行車方向資訊、左右轉燈號資訊、車門啟閉資訊、車輛控制異常資訊…等，這可補足視線盲點（後照鏡看不到的後方來車）的燈號資訊，並加強路邊車輛車門突然開啟的警示，並警示駕駛人週遭車輛的異常狀態。
一對一及一對多通訊亦可搭配上一節提到的數位攝影機，在顯示幕上以游標選取欲進行通訊的車輛，再利用軟體判讀數位影像裡該車牌的號碼，最後依據判讀出的車牌號碼進行撥號。（如果再搭配搖桿和發射按鈕，就可以像戰鬥機瞄準敵機般來執行選定再撥號的功能）。若沒有上述的數位攝影機則需要使用語音或鍵盤輸入來進行撥號。
車際通訊的通訊對象除了車輛之外，更可以包含高速公路上所設置的無線化緊急電話，讓行經事故點的車輛可以迅速地通知政府的權責單位採取適當的措施，或是與警察廣播電台通報路況。
考慮上述的功能陳述，車際通訊系統的設計上還需要考慮頻率的分配問題、通訊範圍、干擾問題…等，或是直接套用現成的通訊協定來做為車際通訊的基礎。
四、自動駕駛
就長遠的目標來講，上述各技術的實現有助於車輛自動駕駛環境的形成。在目前而言，汽車自動駕駛的主要困難在於該系統本身的複雜性，而且有太多新技術需要開發，使得研發成本偏高、系統穩定性及安全性問題亦是一大考驗。這樣的特質，目前看來只適合國際大車廠去進行。不過，此一狀況在公共的無線行車系統（無線交通號誌）及汽車電腦發展完全之後，自動駕駛的實踐將會變得容易許多，路況的掌握將有一大部份來自於外界的數位資訊接收，而較少依賴自身的偵測，自動駕駛系統自然就可以水到渠成。
另外，電腦可以在極短的時間內完成運算，利用這個特性，可以在車輛發生緊急狀況時，計算出最安全的應變措施並由電腦介入控制，以防止發生更嚴重的事故，例如當車輛駕駛人酒醉駕車而闖入對車道時，汽車電腦察覺誤入對車道，立刻自動導正航道並發出汽車控制異常的警訊給周遭車輛，而對向車道車輛的汽車電腦在發現異常後立刻減速。
五、開放性平台及未來更進一步的發展：
就上述幾個技術概念來看，整個行車管理系統及汽車電腦系統實非一蹴可及，由單一機構或廠商獨立開發，其肩負成敗之風險太大而少人嘗試，因此公共的無線號誌系統及車際通訊協定應由政府單位規劃，系統單一而保持擴充彈性；車輛上的電腦系統則讓各家軟硬體廠商自行選擇系統平台來發展，交通單位只規範至少要有哪些功能，其汽車端的電腦系統要如何構成則由廠商自由發揮。只要確保電腦系統具有開放性，就能吸引其他廠商來共同發展，屆時將有更多更好的功能及應用出現。
實行方式應由政府交通責權責單位委由研究機構草擬系統架構及方案，再邀集國內相關廠商舉辦研討會，訂立系統架構及通訊協定，再由交通權責單位招標設置無線數位交通系統，並立法要求車輛於幾年內全部加裝無線接收器。政府負責規劃整體系統，而廠商專注在其應用開發上。
待整體系統發展至一程度之後，廠商們將可進一步進軍國際，將本地的經驗、產品、技術輸出販售至國外，此舉不但有助台灣相關產業的OEM/ODM從屬地位提昇至技術的主導地位，也有助於破除廠商們“不出走就沒發展空間”的迷思。
