打造更安全的汽车是车用电子产业的世界潮流

社会各界对更安全的行车环境的期待，鞭促着各先进国家政府和全球主要汽车和汽车零组件厂商积极往此方向迈进。

先进安全车辆是车用电子产业的趋势

人类在20世纪经历了两次世界大战，生灵涂炭的惨烈景象令人对战争的苦难悚然而思。经过深刻反省与批判后，人们开始自觉性地抑制大规模战争的爆发，追求和平的乌托邦境界。虽然政治集团之间、民族(部落)之间或是国家之间的暴力斗争得到有效的遏制，但由汽车向人类发动的无声战争却早已悄悄展开。根据世界卫生组织的数据，全世界每年有120万人死于车祸，而在交通事故上受伤或致残者更是高2,000万人，因车祸造成的财产损失，也占全球国民生产毛额的2%，主要国家每年因车祸而导致死亡的详细人数如图1。

车祸不仅会夺走无数人的宝贵生命，让许许多多的家庭身陷困境，更会造成庞大的经济损失，单单美国在2000年，就高达2306亿美金。身为社会秩序守护者的政府机关，无不积极推动更安全的车辆及行车环境，以期将车祸事故所带来的灾难与痛苦降到最低程度；负责车祸赔偿的保险业者为了能够降低赔偿金的支出，也是汽车安全化的重要推手之一；甚至，车祸被害人及家属还会成立法人团体来监督汽车的安全性。所以，不同于大部分消费性电子产品多是由消费者与制造者来决定其供需，汽车及包含车用电子在内的汽车零组件等产品的市场，参与的利益团体相当多。在各方的需求激起下，跟安全相关的车用电子自然而然是车用电子市场中，未来成长幅度最高的一项。根据Strategic Analytics的数据显示，2004～2009年，跟安全相关的车用电子系统的市场年复合成长率高达12.30%，详见图2。

过去提升车辆安全的主要设计方式是集中在发生碰撞的瞬间，藉由车体钢板的特性和溃散区的保护，来吸收碰撞产生的能量，同时透过安全带、气囊等缓冲装置将驾乘者所受到的伤害降低到最小值。不过，这些都属于被动式安全。伴随着车用电子技术的突飞猛进，高科技技术能够帮助驾车者完成人们以往公认为“不可能的任务”，主动预防某些事故的可能发生。比方说：电子稳定控制器在接收从车体周遭从传送的信息后，会自动自发地矫正车体的倾斜度。先进安全车辆(Advanced Safety Vehicle; ASV)不仅追求被动式安全方面的加强，还希望研发出各式各样的车用电子产品，主动地提供驾驶人行车路况信息，甚至当车内的计算机系统判断驾驶者无法处理的时候，由汽车接手驾驶，第一时间化危险于无形。未来汽车技术创新浪潮，并非只是简单地满足汽车安全的要求，而是要创造“无事故车辆”。除了目前逐步推动一些车上新的附加功能，使汽车更具智能性，提供高系数的安全驾驶行为之外，再结合先进道路系统，构成先进车辆控制与安全系统（AVCSS，Advanced Vehicle Control and Safety System），进一步为所有用路人打造一个安全的行车环境。

先进安全车辆所具备的要素

由于现今计算机、信息、电子、通信与感测等科技的进步，使得先进安全车辆的构想提前实现，车辆智慧化的趋势提前来临，具备各项贴近人性与安全功能的智能车已成为全球汽车产业发展重点。究竟何种车才算有智慧呢？这是一个见仁见智的问题。就如同人类聪明才智各有不同，智慧车也有不同的智能。有的智能车仅提供警示功能，有的可以代为操控部分机械功能，有的则可以完全取代驾驶者，达到无人驾驶的境界。一般而言，一辆可能为具有“先进安全”概念的车辆，需有以下功能：

● 提升驾驶视野及辨认支持系统
黑暗延迟人类的反应能力，是造成行车危险的主要因素：夜间行驶的里程数只占整里程数的28%，但却有55%的车祸死亡是发生在太阳下山以后。因为一般驾驶人的反应有90%是依赖视力，而视力在夜里受到严重的限制，对距离和颜色的辨别能力，也在天黑以后明显不同。主动式转向头灯、夜视系统等提高驾驶人对路况的观察与判断能力，改善夜间开车的安全性。
另外，就算是在白天，驾驶者的双眼要同时专注前方路况下和察看位于开车视线下方的时速仪表板是件极其危险的事，抬头显示器(Head-up Display; HUD)将行车信息投射到挡风玻璃上，让驾驶者以迅速方便的方式了解汽车行驶状况，大幅减轻驾驶者的精神负担与疲劳。

● 危险预警能力
自然界生物皆有提早预警的本能反应，经意外事件分析统计，大约有60% 交通事故驾驶人可以感觉危险正在发生中，然而在如此危急的状况下，过去汽车只能等待车祸发生的被动防护，未来，却是要汽车自发性的提出像自然生物本能的主动保护。危险预警的安全概念其实是来于现有的安全设计，利用传感器提升汽车行驶效率的作法是雷同。利用传感器的协助，不断而同步的侦测驾驶人、道路与车辆状况，提供驾驶对看不见潜在危险的辅助警告，例如瞌睡警示系统可以在驾驶人发生疲劳、身体不适或其它不宜驾驶情况以声音、方向盘震动等方式发出危险警告。

● 可防止碰撞的产生
在各种各样的汽车事故中，大部分是由正面碰撞、死角、转弯、追尾等引起，因而预防无预警地偏离车线、监视前方道路情况、防止死角碰撞是防止车辆事故的有效手段之一。透过装设传感器为驾驶人提供回避讯息，进而自动控制车辆方向盘或是以加减速的方式保持适当间距。车道偏离系统、盲点侦测系统等是各相关厂商致力于开发的驾驶支持系统。更先进的防止碰撞之车用电子系统可让汽车在无人驾驶的状态下，依然与道路上的其它车辆保持着安全距离。

● 对用路人保护
当碰撞难以避免时，系统判断即将发生碰撞的标的物大小、方向、速度、位置与数量等物理参数后，在碰撞瞬间启动相关设备，如安全气囊，并将其设定值调整至最佳，能对驾驶者、行人及周围环境提供适当保护，以降低伤害。过去，有少部分的驾乘者，尤其是小孩子，因为体型和所处位置的不当，被气囊的充气能量所伤。智能型安全气囊及安全带，搭配着传感器，可更精准给予适当的保护。根据NHTSA的数据，2000年前座安全带挽救了11,899条生命，同年安全气囊挽救了1585条生命，是车祸事故发生时最能发挥保护车内驾乘者的前两名装置。

● 防止灾害扩大
无论装配多先进的汽车电子产品，复杂的道路环境以及用路人难以预料的用路习惯，交通事故永远都无法避免。若有一天不幸发生意外，到时候就得仰赖自动灭火系统的自发性地启动，提供适当的拯救措施，以避免对驾驶者、乘客、周遭环境的伤害继续扩大。或是犹如帮忙报案的好心路人之紧急救援服务(Emergency Call)，让伤者能在最短的时间内获得最确切的救治，有效降低伤残率和死亡率。欧盟的研究显示，车辆在郊区发生事故，配备紧急救援服务的车辆可使救难单位抵达现场时间缩短10分钟。

各国发展先进安全车辆现况

先进安全车辆的开发耗时费力，非一间厂商可独力完成，加上可有效提升行车安全，降低社会成本，因此，自1990年起许多先进国家便将ASV的发展纳为国家级计划推动。
● 日本ASV发展简介
日本是全球最先发展先进安全车辆的国家，运输省从1991年便开始推动相关计划。第一期先进安全车辆(ASV)计划从1991年～1995年，由政府编列预算委由各大车厂进行小客车四大类20项先进安全系统技术的研发，如表1所示。第二期计划期间由1996年～2000年，适用对象增加了大货车、大客车及机车，系统技术也增加到六大类32项，如表2所示。

● 欧洲先进道路安全研究简介
欧洲各国推动更安全的行车环境不遗余力，保护行人、驾驶人、乘客的相关计划相当多。目前在欧洲正在进行(或已经完成)的主要ASV计划如表3所列。
除此之外，欧盟执委会于 2005 年 6 月 1 日 通过“ i2010 ： 2010 年的欧洲信息化社会（i2010：European Information Society 2010）”计划，促进信息社会暨媒体业的成长暨就业机会，而发展智慧车是此计划的三大旗舰项目之一。为推动更安全的车辆，欧盟斥资2,980万欧元，结合各大车厂、零组件厂商、IT产业和研究单位共同努力。主要项目有PReVENT、CARTALK2000等。

PReVENT: 包含12间车厂与16家零组件供货商在内的50多个产研机构，预计投入550万欧元，其中欧盟将赞助298万欧元，此项目的研发范围相当广泛，如图3所示，从驾驶过程的数字化地图、到如何利用车内的电子系统来避免或降低事故的发生，直到如何防止灾害的扩大，像是事故自动通报系统等等，规划相当详细。

CARTALK 2000: 此项目早于2000年开始，并不隶属于i2010计划，但是有相当高的关联性，目的是在于应用无线通讯技术和IT技术，然后建立车与车之间可互相沟通的平台，结构如图4。当某辆车侦测到前方路况拥塞、发生事故等等不利于后方车辆的行驶时，会自动传送信息给周围的车辆，提早警示。

● 美国ASV发展简介
美国在先进安全车辆的发展上起步较其它先进国家晚，从1994年起才由联邦高速公路局（FHWA，Federal Highway Administration）组成国家先进高速公路系统联盟（NAHSC，National Advanced Highway System Consortium）推动为期8年的先进高速公路系统（AHS）计划，但在1997年中止，之后由NHTSA所主导的智能型车辆开发（IVI，Intelligent Vehicle Initiatives）计划取代，继续推动先进安全车辆的研发工作。

1. IVI计划
美国从1994年起由联邦高速公路局(FHWA, Federal Highway Administration)组成国家先进高速公路系统联盟(NAHSC, National Advanced Highway System Consortium)推动为期8年的先进高速公路系统(AHS)计划。但中途在1997年中止之后，便由国家高速公路交通安全局(NHTSA)所主导的智能型车辆开发(IVI, Intelligent Vehicle Initiatives)计划取代，继续推动先进安全车辆的研发工作。
IVI计划内容为发展360度全方位碰撞警示系统，如图1中所示，其中包含3项主要的技术与设备：
(1)基本碰撞预防警示技术：自动巡航控制(Adaptive Cruise Control)，以防止车辆后方追撞，侦测车辆前方障碍物与行人。
(2)先进碰撞预防警示技术：车道变换/汇入的碰撞预防，交叉路口碰撞预防，车辆诊断，障碍物及行人侦测…等。
(3)基本旅行者信息设备：导航／路线指引，实时交通与旅行者信息，自动的撞击通知。

2. PATH计划
PATH计划的全名为”California Partners For Advanced Transit And Highways”，开始于1986年，是一个跨领域的计划。其目的在于发展广纳先进技术的基础，以协助改善加州平面运输系统的运作。成员有来自加州各大学的学者、学生、私人企业公司、地方机关与非营利机构。
PATH的研究内容可分为三大领域：(1)先进运输管理与信息系统(ATMIS, Advanced Transportation Management and Information Systems); (2)先进车辆控制系统(AVCSS, Advanced Vehicle Control and Safety Systems); (3)ATMIS与AVCSS的整合系统。其中AVCSS领域目前的研究内容可分为以下(1)AVCSS系统设计(System Design); (2)AVCSS安全(Safety); (3)AVCSS技术(Enabling Technologies); (4)车辆动态与控制(Vehicle Dynamics and Control); (5)车队动态(Platoon Dynamics)。