13年后美国将车路协同系统V2I重新摆上台面

撰文/ 梁卫平

编辑/ 孟 为

(相关资料图)

设计/ 师 超

来源/ Autonews

加利福尼亚州圣克拉拉县正在为公交车提供更多绿灯。肯塔基州路易斯维尔市正在收集高架桥淹水的实时数据，以防止汽车溺水死亡。得克萨斯州学院站正在为五个交叉路口安装警告装置，当公共汽车和紧急车辆行驶时如果靠近行人会发挥作用。

在部署车路协同系统（Vehicle-to-infrastructure，简称V2I）技术的细节问题上，长期以来的僵局已经结束，投资也在不断增加。联邦政府要求在今年提出更多的解决方案，汽车互联组织称2023年为“关键年”。

车路协同系统（V2I）技术可以让车辆与交通信号灯等智能公共基础设施进行互动。交通部门和技术公司正在测试和部署能够收集路况、交通、紧急车辆、天气和其他信息并对其采取行动的产品，汽车制造商也在改造车辆，使其能够接收数据并分享自己的数据。

这项技术有可能像安全带、安全气囊和先进制动技术一样，在提高车辆安全性和降低交通事故死亡率方面取得跃阶式进步。

今年4月份，联邦通信委员会批准的豁免，使汽车制造商在经历了数十年的摇摆之后，明确了前进的方向。

5G汽车协会美洲地区执行董事、福特前全球移动和先进技术总监约翰·昆特（John Kwant）说：“我们已经进入了红区，我终于看到了我们可以把球送过球门线的地方。”

可避免12%的潜在碰撞

车路协同系统（V2I）与高级辅助驾驶系统（ADAS）以及终端自动驾驶功能相配合，可以“大大减少”碰撞事故和死亡人数，昆特说。

据美国交通部预测，使用车路协同技术可以避免12%的潜在碰撞情况。

车路协同系统技术有很多类型，但它们都依赖于同一原理——路边装置或传感器等设备捕捉车辆信息，并接收来自当地机构的建议和其他信息。然后，这些技术通过无线方式将数据提供给车辆或智能基础设施，以调整交通流量或驾驶员行为。

目前，道路上的大多数车辆都不具备与基础设施通信的能力，但安装在街道上的现代传感器、算法和其他技术可以从汽车中获取足够的信息，使这些系统开始发挥作用。

以色列初创公司NoTraffic使用两种工具对现有交叉路口进行改造，创建智能交通灯。一种是传感器，可对行人或车辆等道路使用者进行分类，并监控他们的速度和位置。另一种是控制装置，市政当局将其安装在现有的交通信号灯机柜中。

利用传感器数据，控制单元可管理单个级别和整个系统的交通灯。传感器还能将数据传输到云端和联网车辆。例如，如果另一辆车即将闯红灯，车辆就会收到警告。

NoTraffic表示，它可以在两个小时内完成一个交叉路口的改造。

“现在，各机构拥有了一个硬件设备，其中包含大量应用，你可以随时激活或停用。” NoTraffic首席执行官Tal Kreisler说，“这是一个巨大的变化。对这个领域来说，这是一场巨大的革命。”

加利福尼亚州帕洛阿尔托和亚利桑那州图森等北美城市已经使用了NoTraffic，该公司表示，到今年年底，它将与100多个交通部门和交通机构合作。

随着技术的发展、资金的支持和政策的推动，在更大范围内普及车路协同系统（V21）是大势所趋。

随着政府拨款和豁免的加快，全国性部署车路协同系统技术的势头首次得到了大力推动。例如，美国交通部在2022年向犹他州交通局提供了近190万美元的拨款，该局正与福特、通用汽车和日产合作开发V2I测试程序和进行测试工具，以便在全国范围内推广。

2022财年，33个州的59个智能交通项目获得了交通部总计9400万美元的资助。

一波三折终获批

今年4月，美国联邦通信委员会（FCC）批准了奥迪美国、福特、JLR、松下北美公司以及其他公司和州的豁免权，允许他们在制定最终法规时使用指定用于“车路协同”技术的频段。

SBD汽车公司全球咨询主管李·科尔曼（Lee Colman）说：“这些豁免意义重大。有几条发展线汇聚在一起，打破了汽车一角缓慢发展的局面。”

1999年，美国联邦通信委员会在5.9千兆赫频段指定了75兆赫的频谱，用于交通灯控制和交通监控等智能交通服务。该委员会预计，专用短程通信技术将成为车辆与基础设施之间的通信手段。

美国国家公路交通安全管理局（NHTSA）于2016年提议制定规则，强制要求所有轻型车辆使用专用短程通信设备。但仅仅一年后，就出现了一种新的技术——蜂窝式车对车（或称 C-V2X）技术，该技术依靠LTE或4G蜂窝数据传输信息，而不是Wi-Fi，其传输距离可延长20%至30%。

迈克尔·舒尔曼（Michael Shulman）说，当唐纳德·特朗普（Donald Trump）总统上台后，他广泛反对更多的监管，因此拟议的规则制定并没有作为一项任务向前推进，他是避免碰撞指标合作组织的共同创始人，并为密歇根大学的智能交叉路口项目提供咨询。

本田公司的系统可视化检测进入人行横道区域的行人▼

汽车制造商们也在不断向前迈进。

2019年，福特汽车在消费电子展（Consumer Electronics Show）上宣布，打算从 2022 年起在美国所有新车型上部署蜂窝式车对车技术。福特、大众汽车美国公司、宝马汽车北美公司、本田汽车美国公司以及其他汽车制造商和技术公司支持美国联邦通信委员会（FCC）的一项请求，即允许使用先前指定的5.9 GHz频谱带的上部20 MHz用于该技术。

但很快，计划就发生了改变。

由于智能手机、平板电脑、电脑、电视机和其他设备都依靠Wi-Fi连接到互联网。美国联邦通信委员会（FCC）表示，由于Wi-Fi需求的不断增长，到2025年，美国将需要多达1.6 GHz的新中频段频谱。

美国联邦通信委员会并没有像汽车制造商所主张的那样为蜂窝车载万物技术提供豁免，而是提出了一项提案，将最下面的45兆赫变为Wi-Fi领域，只保留最上面的30兆赫用于车辆和基础设施连接。

大笔一挥，整个行业就从75 MHz降到了30 MHz。

“汽车行业公司和交通部门在2015年被美国国家公路交通安全管理局（NHTSA）捧上神坛，以为我们将利用所有的75 MHz，真的感觉他们15、16年来做的所有工作都要付诸东流了。”5G汽车协会的昆特说。

2020年，美国联邦通信委员会（FCC）批准了规则变更，并决定将整个高30 MHz频率从专用短程通信过渡到蜂窝式车对车技术。

这给计划的推进又带来了一线希望。

虽然联邦通信委员会的决定需要汽车行业做出牺牲，但也带来了一些启示。蜂窝式“车载万物”技术已经战胜了它的老对手。

“我常说的一句谚语是，我们都已经度过了集体悲伤阶段，我们正在崛起并逐渐接受。”昆特这样说。

打破车路协同系统的僵局对其他互联领域也有影响。要实现车对车（V2V）连接，需要有足够数量的车辆能够相互通信。车路协同系统技术的影响更为直接，因为智能基础设施可以对未连接的车辆做出反应。

舒尔曼说：“汽车制造商们正在寻找火花，寻找前进的方向，而车路协同系统（V2I）能为他们带来早期的客户价值。”舒尔曼说，“一旦在车上安装了通信系统，他们也可以发送这些V2V信息。”