Search
Close this search box.

不都是柏油路嗎?第一條跨國智慧道路有什麼好稀奇?

《TO》導讀:隨著物聯網等科技發展,「智慧城市」勢在必行。像是新加坡政府就已經明確表示他們要致力打造全球第一座智慧城市,而前陣子「無人車」政策更是印證了這項說法。而在「智慧公路」項目上,現在除了日本,歐洲蓋好了他們的第一條智慧道路,讓駕駛人可以一路智慧地從荷蘭開到奧地利。

看到世界各地都這樣致力智慧化城市,究竟台灣什麼時候才會開始「智慧」呢?

前方車尾燈亮起,你踩下煞車,傳遞給後方車輛你已到達盡頭的訊息,然後他也接著傳下這個訊息,一條長達數公里的車隊已然形成,這是一場塞車的開始。

這是現今車輛之間互相溝通的方式,駕駛人必須時刻保持警覺,然而即使是如此,似乎仍然無法幫忙解決任何反常的道路狀況。

不過別擔心,這個問題在這十年內即將開始改善了!因為駕駛人開始可以藉著不同於以往的方式來得到位在不同地點車輛的道路資訊。道路使用上不但會更安全、塞車狀況也會減少、相對的車輛的自主性就提高了!

但是由於早期的使用者沒有其他的車輛得以溝通,所以交通專家決定先將發聲權交給道路本身。在這個狀況之下,智慧型道路;也就是智慧型運輸系統(intelligent transportation systems, or ITS)會在起點提供資訊,而隨著使用溝通系統的車輛增加,這些車子本身就會成為訊息的中心

延伸閱讀:新加坡智慧城市來勢洶洶,打造世上第一座智慧城市
  • 首條智慧道路將在歐洲開跑,一路從鹿特丹到維也納

至今最具企圖的智慧型道路計畫即將在歐洲開啟,並預計明年上路。稱之為「Cooperative ITS Corridor」(跨國合作智慧型運輸走廊)。而它將會導引車輛從荷蘭鹿特丹經過德國的慕尼黑、法蘭克福,最後抵達奧地利的維也納,並讓車輛在行車路途中不受障礙阻攔。基本上這個系統將會提供車輛任何道路工程及阻礙的資訊。另外,由於是首條跨國智慧道路,因此其選擇將會為成為日後其他智慧型道路的模範。

德國基礎建設及環境部門資深交通顧問 Frans op de Beek 提到:「到處都在測試這個新的系統,但整條道路可不只是市場測試而已,而是世界上第一個橫跨三個國家的共同調度。」他與屬下成功協助了兩次分別在德國與奧地利的三方會談,並在 2013 年六月正式簽訂協定。

許多國家都表示,他們國內未來的智慧型道路計畫都能夠連接上這條大型智慧走廊。第一波可能的國家包括了法國、波蘭、捷克共和國等等。但其實真正的領先者是日本,他們傑出的智慧道路系統已經能藉由廣播與紅外線接收器來蒐集並散播道路狀況與速度限制。

奧地利交通部的官員 Marko Jandrisits 提到:「日本最大的優勢就是個島國,不需要煩惱與合作國家的協約,如此制定規範也相當容易。」

  • 比起歐、日,美國的智慧道路進程可以說是落後太多了!

而美國在這方面大概比所有提到的國家都還來得落後,一部分是因為「高速公路信託基金」幾乎是破產的狀態,甚至無法支付道路坑洞維修的費用。也因為如此,美國交通部才會補助小型的研究計畫(特別是位在密西根州安娜堡的智慧道路與車輛測試計劃),並指令一個純粹車輛間的溝通準則。這樣的策略就是要將成本轉嫁到汽車公司與消費者身上。

除了美國,當然歐洲人也對成本相當敏感。沒有一個一個官方的訪問有提到詳細的計畫規模,甚至也沒提到是否要將使用費作為擴大為全歐洲計劃的資金。其擴展計畫中包含為數更多的智慧道路與更新的功能,再加上核心服務的升級。

延伸閱讀:不用辦 4G 吃到飽,未來路上每台車都可以是免費的 Wi-Fi 熱點
  • 怎麼才能讓誤差縮到一公尺之內?怎樣才可以讓訊息不受阻擋成功傳播?

這個跨國計畫甚至在簡單的道路施工警示上都不是一件簡單的事。

荷蘭的營利性研究公司 Tass International 的機動性中心主管 Gwen van Vugt 就提到:「計畫中其中一個任務就是要將警示裝置設置在道路工程的車輛上,讓訊息能夠不受到任何阻擋的傳遞出去。而要將天線設置在哪裡才不會受到阻擋呢?」

Tass 在海爾蒙德的實驗場告訴了你答案。這個八公里的實驗道路散佈著比智慧走廊所配備能感應更長距離的感應器。

van Vugt:「我們測量車輛實際座落的位置,每秒十次,並且誤差在一公尺一內,接著比較理論上與實際系統測試的結果。我們每一百公尺設置一個攝影機、每五百公尺設置一個 Wi-Fi 天線,這樣的密度可以說是一般高速公路的一倍。接著我們會在攝影機與天線重複的地方設置一個 Wi-Fi 發射器。」

所以,他認為只要少數的溝通車輛就能改善整個交通流量。

如果今天有一輛車在你前方急停,迫使你必須在幾秒後也踩下剎車,以此類推至後方車輛。這樣的結果就會如震波一般,並且震幅會慢慢地加大,最後形成一個靜止的狀態,也就是特定地點所造成的塞車。

Van Vugt:「但你其實可以停止這個現象!只要叫後方的車輛在一公里或更遠之前減慢速度,就能夠抑制這樣的震波形成,我們在海爾蒙德用 100 輛車測試的結果就是如此。」他也提到這個特定的服務在荷蘭就相對德國來得重要,但雖然每個國家的優先項目不同,資訊中心仍然會提供同樣的服務。

  • 未來所有的道路資訊將會從路邊消失,轉移到你的儀表板上

德國的智慧道路計畫官方則是提供了幾個與其他兩國不同的詳細作法。但根據幾個奧地利與荷蘭的來源指出,德國似乎更急切的要發展車輛間的溝通系統,也許是因為他們是三國之中唯一擁有汽車工業的國家吧。

Op de Beek:「首次展示的幾年後,其他的道路資訊將會從路邊轉移到儀表板上!」

(海爾蒙德測試道路的感應器)

在智慧走廊的電子科技方面包括了感應器、長短距離的發射器、以及車內顯示道路資訊的設備。當地會使用專門設計給車輛的 IEEE 802.11p 波段,這樣的傳輸有一套自我的標準,很類似 Wi-Fi,速度也相當快。

「迅速」相當關鍵。當你以時速 200 公里移動時,並沒有太多的時間傳送資料,Wi-Fi 可能只有辦法傳輸即時的安全性資料。在交通管理方面,LTE 頻寬則能夠蒐集更全面的資料,如:車速、位置等。

另外,在大量的道路上,協調中心會是一個相當重要的組成,一個 ITS 中心站。每個交通管理中心都應該設置,可以是一個國家設置一個,如奧地利、德國的話可以是每個州別都設置一個。

  • 智慧化後資安也將成為重要問題,解決辦法:設密碼吧!

而以上都還是規定上的問題。工程系統上的問題只有一個:如何保護車輛的溝通不受干擾?

現今的車輛存在著許多溝通的管道,每個都可能影響到車輛關鍵的功能如引擎、煞車、車門中控鎖、甚至窗戶的升降。這麼多的目標,而智慧道路系統將所有都連結在一起,如此就會讓攻擊者看到破綻,如同網路之於家用電腦一般。

怎麼解決?就跟電腦所使用的防護機制一樣:設置密碼。

安全部門將會使用非對稱加密的技術。但問題是,我們需要擴大到全歐洲的規模嗎?目前想法可以預見的是在不同路線或州別或者是汽車製造商上使用不同的公開金鑰。

然而不幸的是,管理者現在就必須設下標準,並且之後再勘查錯誤了,但到了那時,只怕一切都難以回頭了。即使這個計畫達成了預定目標,大概也難以成為後世的典範,可能只會是第一張草圖而已

(資料來源:IEEE Spectrum;首圖來源:D-Stanley,CC Licensed)