Telematics应用与技术趋势简介

“汽车终于赶上了马车”！这是东京大学名誉教授山崎弘郎2007年底在接受采访中，开场的感言。回顾过去150年汽车产业的发展，汽车在功率、速度方面，不断凌驾于马车之上。然而一直到最近，汽车中开始配备摄影镜头、雷达、GPS（Global Positioning System）、无线通信等多种传感器与对外通信能力，利用电子资通信技术，汽车终于逐渐具备了马一样的感觉和智慧，和外界有了联系。电子资通信技术的发展，将来甚至可使汽车、办公室与住家间，构成无缝隙的优化(Ubiquitous)生活环境，而不再纯粹是从某一点到另一点的运输工具。

Telematics概念与产业范畴

Telematics是Telecom与Informatics的合称，一般译为”车载资通信”。结合了信息、通信及汽车电子技术，来满足行车环境之各项需求，如便利、交通、沟通、娱乐、安全与商务等。一般人们常将Telematics与ITS(智能型运输系统)以及Auto-Electronics(车用电子)相提并论。的确，这三者在产业上的关联确是密不可分。车用电子包含了如动力传动、底盘、安全、保全、车身与驾驶信息等系统。其中与资通信相关的 是Telematics的范畴；而ITS包含了如交通管理、公共运输系统、商车营运系统、紧急事故系统、电子收付费系统或是弱势使用者保护系统等。其中，在透过通信技术，提供讯息给行车加以运用的部分，则又是属与Telematics的范畴。他们间的关系可以图1来示意：

Telematics技术的演进

讲到Telematics，每个人脑中浮现的印象不尽相同。有的人认为使用搭配GPS的PDA，便是Telematics；较先进一点的，国内使用TOBE服务的，认为那便是Telematics。的确都是，因为他们都满足之前我们所下的定义。只是搭配不同技术与平台，使用者所能享用的服务则不尽相同。由于Telematics是以通信网路为主干，来串接路与车，如果以通信的角度来做区分，我们大约可以将Telematics系统分为三代：
● 第一代 Telematics (V2Null)
为独立运作之系统，如独立导航系统
缺乏或仅有少部分无线通信功能
● 第二代 Telematics (V2I-vehicle-to-infrastructure)
透过手机向驾驶传递应用服务
以GPS为基础提供驾驶行车安全及支持汽车本身应用之服务(如防盗)
如GM OnStar, KDDI G-Book，裕隆 TOBE等
● 第三代Telematics (V2X  vehicle-to-any)
V2V(vehicle-to-vehicle)、V2R(vehicle-to-RSU)、V2I、V2P(vehicle-to-person)等 无线宽带多样性应用服务
支持行车安全/预警，效能与残障辅助
第二代Telematics由于有了双向的沟通，便导入了TSP (Telematics Service Provider)；第三代Telematics引进了V2V与V2P，有更多样性的通信可能，则超越了TSP中央控管模式，进入了Ad-Hoc (随意网)通信。将来更可能引出P2P (peer-to-peer)通信，以及Web2.0之行车应用情境。

Telematics系统由封闭转为开放

汽车发展历经兴衰，整合后发展为几大车厂掌握汽车的产品。但随着电子零件在汽车中所占的成本比例越来越重要(由2001年占整辆车的19%，预估到2010年将会增加至40%)，汽车产业再某种程度上，逐渐向ICT (Information-Communication Technologies 资通信技术)产业靠拢，迈向整合式平台与开放式架构。从私有规格迈向使用标准化组件，将可以降低成本。而我们也观察到，大部分的车厂也都投资经营TSP服务业，这是继车厂跨入维修服务后，又向前迈进一步。毕竟服务业能提供持续性的营收。然而，现代化的服务业是所谓的ITCeS(ITC-enabled Service)，趋势上是以单一整合式的平台，来提供多样化的服务。如同数字汇流一般，过去语音、数据、影音服务，都是由不同网络所提供，现在则都整合到一以IP为基础之服务环境。由图2与图3，我们不难看出两者间技术发展趋势如出一轴：
当系统架构走向开放式与标准化后，其面临的议题如同ICT一般，有垂直整合的议题，也有水平整合的议题：
● 垂直整合(Vertical Integration)主要是接口标准之订定，包括：
Telematics使用设备(UE)与车载服务(TSP)的接口，相关议题包括通信接口(Communications Interface)、动态服务加载(Dynamic Service Loading)、登入更新(registering, updating)、认证与安全(Authentication and security) …等
车载服务(TSP)与应用服务(ASP)之接口，相关议题如软件组件的生命周期管理、数据模型与讯息格式…等。
● 水平整合(Horizontal Integration)主要是互通性(IOT  Inter-Operability Test)规范，包括：
不同OBU(On-Board Unit车上机)/RSU (Road-Side Unit路侧机)间的IOT
不同TSP服务组件/系统间的IOT
不同Telematics服务透过不同移动电信营运商间的IOT
软件组件在不同应用软件供货商(ASPs)间的再利用性
我们参考图4所示的Telematics产业链，再思考一下传统电信服务业的产业链，便不难理解以上的论述。

车载资通信接口发展中的标准

车载资通信发展的标准在国际上有许多组织在订定，例如ISO、IEEE、OSGi、AUTOSAR Partnership、AMI-C、ETSI、3GPP、TIA…等，这些组织订定的标准目前都在如火如荼展开，目前比较受到瞩目的有DSRC、OSGi VEG、AUTOSAR、SAE J2735…等。因此多方标准在发展当中，哪一个标准可以受到汽车厂与TSP青睐，则比较容易成为最后车载资通信的业界标准。
其中值得一提的是DSRC，因为目前提升行车安全是各国以国家政策推动Telematics发展之最主要动机。如日本Telematics发展，过去以舒适、便捷为主要诉求，但在其2006年1月提出的“IT新改革战略”中，便制定“2012年交通事故死亡人数降至5000人以下”的目标；欧洲则有在2010年前，将EU境内交通意外数减半的愿景；而美国VII计划，更是打一开始便以安全为主要诉求。
美、欧、日之推动计划，都将第三代Telematics之汽车间通信(V2V)技术置于其规划蓝图之中。而V2V的主要技术便是采用DSRC。然而观诸目前态势，美、欧、日各有不同标准之DSRC。预期将来中国大陆，应该也会产出自己的标准：
● 欧洲标准化委员会(Committee of European Standardization; CEN)采用CEN/TC278标准; 采5.8GHz作为DSRC通信频率
● 日本采用的是ISO/TC204标准，采5.8GHz作为DSRC通信频率
● 北美802.11p，采5.9GHz短距离及中等距离的DSRC标准，FCC(美国联邦通信委员会)也正式核定5.9GHz的频段认证，作为专用于车辆短距离的通信技术
由于美国仍是全球汽车保有量居冠(每年约2亿辆)的国家，而美国VII计划若实验成功，并于2010年后提案呈交国会通过立法，则自2012年起所有销往美国之车辆均需加装DSRC 5.9 GHz车载设备，这更将带来无限商机。兹将北美802.11p DSRC与其它无线技术的比较，整理如下表以供读者参考：

美、欧、日政府、组织、业者之车载资通信策略

综合各国发展现况可以发现，目前各国政府在此产业上是主动参与(National Initiatives)，在技术发展上则强调第三代 Telematics与其多样性的行车通信如：车内(CAN-Controller Area Network)、车路(Vehicle-2-RSU)、车间(Vehicle-2-Vehicle)与车外通(vehicle-2-Infrastructure如3G、WiMAX)，与人车(Vehicle-2-Person，如盲人过马路)…等，并且发展在其产业衍生下之多样性先进加值应用与服务。相关主要之推动计划如图5所示：欧洲计划尤其多，主要是其区域政治的关系，采用的是bottom-up规划，整合私人与公共研究单位的计划；不似美、日均是采用top-down规划，先订出整体架构，再据以订定子系统。
公部门的投入强调公共议题如：安全、效能与环保。以区域来分类，目前美国市场最大，但美国之导航应用因在交通环境、消费者认知不足下需求尚未热烈，但车用安全则因车厂及政策积极推动下，主动/被动安全发展蓬勃；欧洲在交通环境、使用者需求及法规驱动下，对PND及车用安全需求蓬勃；日本在ITS政策、车厂推动及交通环境等条件下，车载导航发展冠于全球，车用安全上政府政策为最大驱动力，影响相关规格制订。
在法规议题上面有许多需要被探讨的部分如：隐私权的保护与尊重，在美国是重要议题；此外，目前因导航造成许多因导航误导以致造成伤害，在法律上也引起许多纠纷。因此在产业发展同时，各国的法规也是需要被分析与探讨的。

Telematics的服务

归纳整理美、欧、日先进国家的发展，其诉求约可归纳为安全、效率、便捷三类。其中，安全领域包含了行车预警、车内防护、紧急报知等子领域，其主要的参与角色是相关车厂，使用许多车用电子技术；效率领域包含了车队管理、车流控管、用路付费，其主要的参与角色是政府部门，负责ITS基础建设之建置、维护与收费等；便捷领域包含了定位信息、数据服务、乘客娱乐等子领域，其主要的参与角色是新兴TSP业者，应用资通信技术来提供行车便利的各项服务。图6归纳Telematics的主要应用服务。其实，属于便捷领域的数据服务所带动的移动商务(M-Commerce)商机，将让汽车产业透过Telematics从制造业转型为服务业，成为带动通信产业、金融体系、医疗保险、信息服务产业…等的火车头工业。

展望未来

在多元标准和新兴应用带领下，Telematics技术可望藉由系统整合创新商业模式，改变传统汽车工业的生态。感知行车、移动办公室、数字居家，三者将是先进优化社会(Ubiquitous-Society)的基石。运用Telematics技术来提升安全性，将可以保障用路人生命的保护；对于能源使用的效率，以及其所带动的二氧化碳排放等环保议题上，也可以有进一步的帮助；另外行车的舒适性也将可以包含在移动的空间中，带动各式各样的移动商务，进而达到另一波的行车革命。