救援就在路上

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6月 20, 2019

汽车电子紧急救援呼叫系统 eCall 的工作原理

自 2018 年 4 月 1 日起,欧盟地区销售的所有车辆都需要在仪表板配备紧急救援呼叫按钮(通常为红色),部分车型在此之前已配备该按钮。此按钮会呼叫标准欧洲紧急救援号码 112。无论是车上乘客突发健康问题,需要立即进行救治,还是目击者目睹严重的车辆相撞事件,都可以拨打此电话。

但是,eCall 系统还有一个更加重要的功能,即在安全气囊打开的情况下拨打紧急救援电话,而这通常是由于出现了严重撞击。有了 eCall,无论您在欧盟的哪个地方,都大可放心,因为紧急救援呼叫中心将收到提供应急响应服务所需的所有重要信息:事故发生地点(地理坐标)、行驶方向(对于高速公路事故尤为重要)、事故发生的时间、车辆的类型、汽车的动力或燃料类型(对消防部门而言属于重要信息),以及乘客人数(根据系紧的安全带数量或其他入座检测方法而定)。

还可以选择提供其他信息。必须建立语音连接以启用数据传输。通过语音连接,操作员可以与能够说话的乘客进行沟通,还可以从音频控制台获取其他信息。

到 2050 年将道路伤亡人数降至为零

到 2050 年将道路伤亡人数降至为零

欧盟地区经过多年的讨论与协调,最终推出了 eCall 系统。欧盟采纳了一些地方性举措,例如瑞典的“零死亡愿景”项目,即旨在通过管理和技术方法将道路交通事故中的死亡或重伤人数降至为零。

但是,欧盟不得不降低这个雄心勃勃的目标。当前规划表明,在 2010 年至 2020 年期间期望实现的道路死亡人数目标要到 2030 年方可实现。到 2050 年,预计欧洲地区的道路伤亡人数将几乎为零。

以制造商为首

以制造商为首

推出汽车电子紧急救援呼叫系统的前提是车辆驾驶员始终知晓自己的位置,并且能够通过无线方式传输信息。这要求部署卫星定位系统和数字通信技术,而在 20 世纪 90 年代中期,美国几乎同时推出这两项技术,并迅速用于建立专门的汽车电子紧急救援呼叫服务。通用汽车和福特是这个领域的先驱:通用汽车在 1996 款林肯大陆上首次搭载 OnStar 安吉星系统,而福特则推出 RESCU 系统,此系统无法自动工作,需要按下按钮才能确定位置。欧洲地区制造商也紧随其后,例如宝马公司在 1997 年推出相应系统。

这意味着在很长一段时间内,紧急救援呼叫服务既没有实现标准化,也没有通过公共机构进行管理。相反,此类服务成为制造商的倡议之选,而制造商对此不仅不报以任何政治目的,还将这种服务视作自己的竞争优势,并希望借此创造收益。因此,紧急救援呼叫中心并不提供公共服务,而是提供私人和商业服务。相比之下,欧盟 eCall 系统是一种基于法律的系统,所有 28 个欧盟成员国都必须引入此系统,并且选定了相应解决方案以确保该系统在欧洲任何地区都能顺利工作。但是,尽管其时该解决方案具有领先优势,但目前来看,该方案已相当落后。

一开始便已过时

一开始便已过时

在奠定 eCall 基础的时候,其时唯一广泛可用的系统便是先进的 GSM 移动通信系统,亦即现在的 2G 系统。虽然 GSM 是一个传输比特信息的数字系统,但究其本质,却是一个语音系统。尽管扩展至 GPRS 和 SMS 标准可进行基本的数据通信,但考虑到安全问题,却不太建议使用该系统。即使如此,仍需采取相应方案传输数据,即将比特信息转化为语音信息,然后通过语音信道发送出去。

传真机也采用这样的工作原理,如果您曾经拨错过传真号码,那一定清楚这些语音听起来是什么样子。依据现行标准,这种方法较为缓慢,但对于 eCall 系统而言已足够迅速。此系统只需将 140 字节信息发送至紧急救援呼叫中心,几乎不超过一个文本行内容。这种最小数据集 (MSD) 包含前述所有信息。从这个方面而言,GSM 系统可实现其目的,并没有任何不足之处。但是,配备 GSM 系统的车辆之所以比 eCall 系统更为过时,还存在另一个原因:GSM 网络即将消失。LTE 和 5G 等更为先进的通信方法迫切需要采用 GSM 使用的频率。既然 LTE 也可以传输语音(与 GSM 不同,它是一个必须用语音进行改造的纯无线数据系统),因此不再需要像 GSM 这样的纯语音系统,特别是因为未来几年欧洲将全面覆盖 LTE。如果欧盟希望拥有一个运作良好的公共汽车电子紧急救援呼叫系统,则需要迅速提出新的决议。从技术角度来说,这并不困难,因为继任系统早已指定。

而这一次,俄罗斯远远领先于欧盟。早在 2015 年,俄罗斯以及欧亚关税同盟的所有国家/地区都必须部署紧急救援呼叫系统 ERA-GLONASS,适用车辆还包括公共汽车和卡车(而欧盟地区仅限于乘用车),并且该系统还可在 UMTS (3G) 网络中运行。该系统使用俄罗斯的 GLONASS 卫星系统进行定位,同时可与 GPS 系统搭配使用。除此之外,ERA-GLONASS 与 eCall 采用相同的工作方式,并且传输相同信息。

继任系统准备就绪

下一代 eCall (NGeCall) 使用 LTE 移动通信标准的软件模块之一。LTE 的 IP 多媒体子系统 (IMS) 能够实现 eCall 基础功能,并且提供大量的扩展空间。在基于 LTE 的系统中,语音信号已成为过去。但是,现代系统的确建立了语音连接(例如 LTE 语音,简称为 VoLTE),而这是所有紧急救援呼叫系统的重要部分。

NGeCall 与 eCall 传输相同的数据,即 140 字节大小的最小数据集。但是,由于 NGeCall 系统建立了快速数据连接,因此还支持传输可能在紧急情况下有用的其他数据。例如,连接至车辆远程信息处理系统的智能手表可以提供乘客的健康数据。又比如,联机摄像头可以显示现场情况。此外,紧急救援呼叫中心还可以发送远程控制命令到车辆,例如解锁车门或关闭点火装置。2009 年通用汽车的 OnStar 安吉星系统便可关闭车辆的点火装置,但仅用于使被盗车辆无法发动。

尽管 NGeCall 已实现技术定义,但仍未被正式采用,因此未来发展尚不明晰。由于实现该系统的所有技术前提早已部署到位,因此可以预计,车辆制造商将主动采取行动,就跟早期推出紧急救援呼叫系统时一样。许多远程信息处理系统不仅支持 eCall,还支持各车辆制造商独特设计的专有品牌系统。制造商必须确保在其自有品牌系统无法使用的时候,车辆将自动启用 eCall 标准系统,或者保证车主可以自行选择使用何种系统。

安全经过验证:测试 eCall、NGeCall 和公司系统

安全经过验证:测试 eCall、NGeCall 和公司系统

与所有复杂的通信和数据处理系统一样,必须通过测试验证汽车电子紧急救援呼叫系统能够无故障运行。车辆的远程信息处理单元必须能够完全按照相关标准生成和处理信号。罗德与施瓦茨开发出适用于 eCall、NGeCall 和 ERA-GLONASS 的通用测试解决方案。该测试系统能够模拟由移动网络和卫星定位系统组成的真实环境,在整个紧急救援场景中保持运行,并测量被测设备的行为,即远程信息处理单元(车载系统 (IVS))的行为。

测试系统包括 R&S®CMW500 移动无线电通信测试仪以便模拟移动网络(GSM、LTE 或任何其他网络)和 R&S®SMBV100 信号发生器以便生成卫星信息(GPS、Galileo 或 GLONASS),并使用一台电脑用作紧急救援呼叫中心(公共安全应答点,简称为 PSAP)并控制测试序列。此测试装置可用于模拟所有实际相关的场景,例如车辆离开 NGeCall 网络的覆盖区域(移动网络向接收机指示其是否支持这种系统)。在这种情况下,如果出现紧急事件,IVS 必须能够独立访问 eCall 标准系统。

许多客户(包括制造商和测试机构)早已使用罗德与施瓦茨系统测试自己的紧急救援呼叫电子设备。该测试系统极其灵活,并且能够模拟所有现行移动网络和卫星定位系统,因此可轻松进行调整。无论欧盟或其他国家/地区如何设计未来的汽车电子紧急救援呼叫系统,罗德与施瓦茨解决方案都能对其进行测试。*)

*) 5G 解决方案需要扩展移动网络测试仪。

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