「聯網汽車」一詞有多種含義,從線上全球衛星定位系統(GPS)/車載資通訊系統(Telematics)、網際網路的影音串流到免手持的行動電話,乃至於eCall、遠端診斷,甚至是車對車之間(V2V)的防撞通訊皆是聯網汽車涵蓋範疇,連線種類與相關的應用數量多不勝數。
全球已有多種與聯網汽車有關的嘗試及展示,有些甚至已臻至相當成熟的階段,但因為連線方法和格式太多,使得要以標準化方式實作變得窒礙難行。目前較為領先的應用都是透過現有網路,例如在全球行動通訊系統(GSM)上執行的eCall,以及商務模式十分明確的多媒體應用,如福特(Ford)Sync、通用汽車(GM)OnStar等,而與安全相關的應用,多半會最後才被車廠導入量產。
汽車OEM主導車用網路控制
在此將先描述各種類別中的部分應用,所需的頻寬及信任等級(表1),以建立聯網汽車應用清單,然後再將它們一一對應到圖1所示的多層模型當中。
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| 圖1 汽車連線網路應用類別對應表 |
為了提供最新的警訊,汽車原始設備製造商(OEM)必須要能控制車輛網路的存取,因此須擁有整個通訊途徑;所以汽車OEM必須擁有車輛互連通訊的控制權,而且不僅是簡單的公用多媒體/eCall類型的應用時,才有真正的價值,這也導致「巢狀」的規範服務配置,資料主機及應用由汽車OEM擁有及控制,當然他們也可再轉包出去,但是根據所需的安全層級,加上對汽車網路的直接存取,汽車OEM的所有權將帶來許多有趣的應用實例。
表1中的應用列表,展示出不同的應用及各自的安全需求。實體區隔是確保安全及信任程度的方式之一,但是仍無法滿足所有的案例,如車中不同的網路及它們各自所需的不同SIM/連線等。如果汽車OEM同時提供兩者,則成本提升勢不可免,若有來自駕駛者/乘客的行動網際網路裝置連線可供多媒體/資訊娛樂使用,那麼這種方式就較為合理可行。
雙閘道器ECU發功 聯網汽車安全更有保障
雙閘道器ECU發功 聯網汽車安全更有保障
此時最明確的,就是需要安全且可信任的SIM/連結,以便供給想像的或是實際的應用範例運用,這是最基本的基礎,有了安全連線,才談得到以該連線來處理不受信任的應用–將流量分離至封包核心邊緣,分別轉至不受信任的網際網路或是私人授信網路,如此才稱得上是理想可行的解決方案。
如上所述,實體區隔有助於安全性,因此很容易想像何以汽車製造商會偏向採用兩個分離的閘道器電子控制單元(ECU),一個連接到不安全的外部世界,這個通常位在中央或車首;另一個則控制安全車輛網路。只有安全資料會在兩個閘道器之間傳遞,但最顯然的整合是把這兩個閘道器整合成一個裝置–微控制器(MCU)或是微處理器(MPU),但採用不同的晶片內建保護方式,例如虛擬化。
端點對端點所有權的優點,就是允許由汽車OEM自行控制實施。此外,汽車OEM亦可透過使用汽車OEM自有的資料庫,提出富於創意的新業務議題及收益,包含供預防維護的遠端診斷、價格較低廉的保養方案、出售時附帶價格較低廉的保險、貨真價實的馬力、貨真價實的保險,以及環保駕駛的折扣方案等。
滿足V2V、V2I設計需求 DSRC擔任行車資訊傳聲筒
電動車被視為「須要連結」的原因有二,首先是因為行駛範圍的限制,必須經常根據駕駛者所選擇的目的地或電池更換/充電站(圖2),將電池充電狀態回應給駕駛者,其次則是在充電時,車輛必須要連結到電力公司以便計費。
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| 圖2 電動車中央螢幕 |
聯網汽車的安全應用實例則較為特殊。US DOT研究創新技術管理(RITA)領導人Peter Appel表示,聯網汽車技術有潛力可解決百分之八十一因駕駛者引起的車禍。V2V或是車輛對設施(V2I)的通訊需要極低的延滯時間(<10毫秒)、短距離(1km)及高度的安全性,雙向專屬短距離通訊(DSRC)就是為了滿足V2V與V2I需求的設計。頻帶已指定為5.9GHz,通訊標準亦已訂定使用車用環境無線(WAVE)或是IEEE 802.11p。
DSRC背後仍有多種應用實例,V2V通訊可避免與無法看到的車輛互撞,透過V2I或V2V通訊知道當地交通狀態,例如轉角先前發生的車禍及所謂的「Bluewave」,都會對駕駛人警告正在接近危險車輛。由於DSRC範圍有限,可將之想像將汽車運送者,並由汽車組成的傳遞鏈,構成不斷傳遞的網路,例如將往北邊的車禍警告接力傳遞下去,因此車輛應轉向往南。
但是DSRC最大的問題還是「誰來埋單」?當社會因車禍、傷患及致殘數目都減少,因而從中獲益時,就很難定義商業模式。解決方案可能會附在醫療或汽車保險公司的激勵條款中,但也可能須要強制立法,政府也須要投資在基礎設施上,以確保成為廣泛的事實。當考量DSRC的範圍(1km)及以英國為例,道路數量(>400km)時,這筆投資的意義就十分重大,因此必須採用目標明確且階段式的方法,才能先將道路盲點及繁忙的路口先納入控管。
完全網路化的新式汽車應用很多,從避免碰撞的安全強化功能,到可改善駕駛者/乘客體驗的網際網路連線式車內資訊娛樂系統都是,這些運用案例各自有著不同的需求,從頻寬、延滯時間到安全性等,因此很難以單一協定解決所有問題。雖然充滿技術挑戰,然而最大的困難點依舊是在商業面,也就是為達到安全性,這些服務及基礎設施「要由誰埋單?」的問題。


