車輛緊急呼叫系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀

郭 蓬，宋 潔，戎 輝，王文揚，高 嵩

（1.中國汽車技術研究中心，天津 300300；2.天津職業(yè)技術師范大學，天津 300222；3.天津大學，天津 300072）

車輛緊急呼叫系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀

郭 蓬1，3，宋 潔2，戎 輝1，王文揚1，高 嵩1，3

（1.中國汽車技術研究中心，天津 300300；2.天津職業(yè)技術師范大學，天津 300222；3.天津大學，天津 300072）

介紹車輛緊急呼叫系統(tǒng)（e-call）的3大系統(tǒng)，并分析其目前在國際上的現(xiàn)狀，以俄羅斯和歐洲為主，分別闡述各個國家的標準以及測試情況；最后對e-call的發(fā)展趨勢進行展望。

e-call；歐盟；俄羅斯

由于交通事故的頻繁多發(fā)，造成嚴重的人員傷亡，各國政府及車輛制造商都希望通過建立緊急救援服務中心，并與車輛建立車輛緊急呼叫系統(tǒng)，來改進對突發(fā)交通事故的緊急救援。車輛緊急呼叫系統(tǒng)的主要作用是在發(fā)生交通事故時該系統(tǒng)自動或手動將事故發(fā)生的地點、時間、GPS坐標點等重要數(shù)據(jù)發(fā)送給緊急救援機構，減少救援時間，從而降低交通事故造成的人員及財產的損失。

據(jù)歐盟國家統(tǒng)計，由于交通事故產生的損失每年將近達到2 000億歐元，其中因未及時施救而造成的死亡人數(shù)占了相當大的一個比例。為了改善道路安全，歐盟推出了一個方案，要求自2009年9月之后出廠的新車都需要具備e-call功能，希望每年有2 500人可以免于車禍死亡，降低有關人員受傷的程度，減少車禍造成的損失約260億歐元。2012年11月，歐盟委員會提出要建立緊急呼叫系統(tǒng)，并將該系統(tǒng)的建立作為歐盟汽車行業(yè)的重點工作方向。

自2015年1月1日，所有在俄羅斯市場銷售的新車型，根據(jù)俄羅斯聯(lián)邦法規(guī)的規(guī)定，將強制安裝有ERAGlONASS系統(tǒng)的車輛緊急呼叫系統(tǒng)；對于已經(jīng)進入俄羅斯市場的車型，2017年1月1日起，也強制要求安裝車輛緊急呼叫系統(tǒng)。

1 e-call系統(tǒng)組成及工作過程

e-call是一個智能電子系統(tǒng)，主要由車載系統(tǒng)、衛(wèi)星定位系統(tǒng)、公共安全應答點（PSAP）及其系統(tǒng)通信網(wǎng)絡組成。

車載系統(tǒng)是e-call系統(tǒng)的核心部分，其主要由以下部分組成，以滿足自動獲得事故發(fā)生的位置信息等功能。必須具有的模塊有：①通信模塊，基于蜂窩網(wǎng)絡進行緊急呼叫；②衛(wèi)星定位接收器，進行車輛定位；③碰撞傳感器，監(jiān)測事故發(fā)生；④話筒和揚聲器，可供語音通話；⑤按鈕，可供手動激活。

衛(wèi)星定位系統(tǒng)的主要功能是獲取事故發(fā)生的位置；蜂窩網(wǎng)絡通信模塊和本地公共安全應答點建立連接。

當發(fā)生交通事故，緊急呼叫信號被自動觸發(fā)，或駕駛員出現(xiàn)狀況但并未失去知覺的情況下，在裝有e-call系統(tǒng)的車輛上，衛(wèi)星定位接收器獲得事故車輛的位置信息，通過專用的蜂窩網(wǎng)絡，通信模塊與公共安全應答點建立數(shù)據(jù)通信和語音呼叫。數(shù)據(jù)通信用來發(fā)送乘車人員、事故發(fā)生時間、撞擊力度等一套最精簡的車輛數(shù)據(jù)（Minimum Set of Data，MSD）給PSAP，目的是當駕駛員受傷嚴重或失去知覺的情況下仍然可以獲得最快速的救援；而語音呼叫則是為了讓車輛上的人員與PSAP進行語音通話。圖1為車輛緊急呼叫系統(tǒng)報警及位置信息傳送系統(tǒng)。

圖1 車輛緊急呼叫系統(tǒng)報警及位置信息傳送

2 歐洲e-call發(fā)展現(xiàn)狀

按照歐盟的規(guī)定，截止到2015年，全部型號的家用車和全部型號的輕型乘用車都要求強制安裝車載緊急呼叫系統(tǒng)，希望以此來加快救援時間從而減少事故的傷亡者。發(fā)生嚴重交通事故的時候，緊急呼叫系統(tǒng)可以自動或者駕駛員手動按動按鈕，使車輛連接到歐盟緊急救援電話112。

2005年，歐盟委員會委托歐洲電信標準協(xié)會（European Telecommunication Standards Institute，ETSI）的移動標準組開始制定車輛緊急呼叫系統(tǒng)的相關標準，并于2008年完成了第1代車輛緊急呼叫系統(tǒng)的標準，此外3GPP也做了相關規(guī)定。2013年，ETSI組建專門的工作組，研討下一代車載緊急呼叫系統(tǒng)的相關標準。另外，車輛緊急呼叫系統(tǒng)標準的測試評價工作也已完成。

2.1 第1代車載緊急呼叫系統(tǒng)

在發(fā)生嚴重交通事故時，若車輛裝有第1代車輛緊急呼叫系統(tǒng)，在駕駛員失去知覺或意識時，仍然可以自動與緊急救援中心建立聯(lián)系，或者在駕駛員可移動情況下手動報警。按照3GPP/ETSI的規(guī)定，最小傳輸信息包括車輛位置、乘車人數(shù)、車輛基本信息、車輛行駛方向等一套最精簡的數(shù)據(jù)（Minimum Set of Data，MSD），并且建立了傳輸通路后，需要4 s內完成MSD數(shù)據(jù)的傳送。

2.2 下一代車輛緊急呼叫系統(tǒng)

與第1代車輛緊急呼叫系統(tǒng)不同的是，新一代e-call系統(tǒng)是基于IP數(shù)據(jù)傳輸，應用4G蜂窩網(wǎng)絡的VoLTE（Voice over LTE）技術，可在同一網(wǎng)絡下，達到語音和數(shù)據(jù)業(yè)務的統(tǒng)一。其車載終端可在多種模式下自動切換，優(yōu)先工作在IMS模式，IMS與接入無關，并且可以靈活、快速地提供各種業(yè)務應用 ，還可傳輸除MSD以外的其他必要信息而不需要進行復雜的網(wǎng)絡改造；若在非IMS模式下，則與第1代車載緊急呼叫系統(tǒng)工作原理相同。該呼叫系統(tǒng)的標準目前仍在制定當中。

2.3 歐洲e-call的標準化及測試情況

第1代車輛緊急呼叫系統(tǒng)的標準EN15772中，3GGP和ETSI規(guī)定了MSD應包括的內容，包含車輛的VIN號、車牌號碼、車輛版本號、信息標識、經(jīng)緯度、自動或手動標識、緊急呼叫標識、位置信息可信度、動力系統(tǒng)、時間戳、方向等信息；EN16062和16072定義了車載系統(tǒng)的要求和較高層的應用協(xié)議。另外，ETSI TS124008與122101共同對通信模塊進行了闡述；EN16454規(guī)定了測試的一致性。

歐盟的羅德與施瓦茨公司提出了一套有關e-call系統(tǒng)的可靠性的測試方案，主要模擬e-call系統(tǒng)的通信模塊、衛(wèi)星定位系統(tǒng)和公共安全應答點（PSAP）。用于模擬蜂窩網(wǎng)絡的測試儀能夠對語音呼叫功能和最小數(shù)據(jù)集（MSD）進行準確的測試；車載系統(tǒng)（IVS）的衛(wèi)星接收器可以接受該衛(wèi)星定位系統(tǒng)的信號，生成MSD的坐標信息，對IVS的功能進行驗證；該公司的e-call測試系統(tǒng)中所提到的PSAP是專門開發(fā)的軟件，模擬PSAP的功能，實現(xiàn)與IVS建立通信傳輸通路，完成MSD的數(shù)據(jù)傳輸。羅德與施瓦茨公司提出的測試方案遵循所有的標準，是一套較為理想的測試方案。

3 俄羅斯ERA-GLONASS發(fā)展現(xiàn)狀

目前都是車輛制造商建立各自緊急呼叫系統(tǒng)的后臺，互相之間不具備兼容性，而且也是自己品牌的救援中心。例如通用汽車公司的車載呼叫系統(tǒng)Onstar，以及豐田的G-BOOK系統(tǒng)都有緊急呼叫的功能，然而各廠商相互之間的不兼容性，造成了很大的局限性。

第1個基于國家層面的車輛緊急呼叫系統(tǒng)是由俄羅斯政府建立，所有的機動車都能被該系統(tǒng)覆蓋，并能夠迅速提供強有力的人員救援。2015～2018年，是車載緊急呼叫的安裝過渡時期。俄羅斯成為首個用法律強制安裝車載緊急呼叫系統(tǒng)的國家。

3.1 ERA-GLONASS簡介

俄羅斯的e-call系統(tǒng)是利用ERA-GLONASS進行定位通信的。其硬件包括有音頻模塊、微處理器以及3G模塊等，系統(tǒng)功能如圖2所示。

圖2 ERA-GLONASS系統(tǒng)功能圖

當車輛發(fā)生碰撞時，車輛緊急呼叫系統(tǒng)將自動撥打俄羅斯統(tǒng)一的呼救專線112，或者駕駛員在有意識的情況下手動呼叫112。一旦通信傳輸通道建立，車輛ERA-GLONASS系統(tǒng)將會傳輸一套最精簡的數(shù)據(jù)給緊急呼叫中心112，呼叫中心將分析具體情況進行調度，按照事發(fā)情況，調度員往不同的事發(fā)地點調配對應的緊急救援單位進行救助。

3.2 ERA-GLONASS的標準化及測試情況

2013年1月，TPTC018/2011的修正案經(jīng)審核通過被發(fā)布，主要是車輛型式批準文件以及安全的技術規(guī)定。其中，GOST R 54618-2011定義了電磁兼容性能（EMC）測試的內容，以及耐氣候和機械因素；GOST R 54619-2011主要是車載系統(tǒng)和遙控后臺支持終端之間的通信協(xié)議；GOST R 54620-2011規(guī)定了車載系統(tǒng)IVS的一般要求。此外，GOST R 55530-2013是功能和測試的協(xié)議；GOST R 55531-2013和GOST R 55532-2013定義了車載揚聲器和碰撞檢測的相關內容；GOST R 55533-2013對通信模塊和色調調制解調器的數(shù)據(jù)格式等進行了定義；GOST R 55534-2013規(guī)定了車載系統(tǒng)的定位接收器。

根據(jù)俄羅斯的法規(guī)要求，針對車輛緊急呼叫系統(tǒng)各個部分，提出了相應的電聲性能測試方法。車載緊急呼叫的報警主要依賴于車載系統(tǒng)的音頻模塊，聲信號通過功率放大器和揚聲器，傳給緊急呼叫專線112。由于車輛在行進中，可能會受到環(huán)境的干擾，所以測試時還需要模擬實際的環(huán)境。測試系統(tǒng)分為2個子系統(tǒng)，包含電聲性能分析系統(tǒng)以及背景噪聲和均衡系統(tǒng)。在測試時，需要采集IVS播放出的經(jīng)解調的標準音頻測試信號或通信模擬基站將接收到的被測信號解調后，并傳輸至電聲分析儀，再通過性能分析軟件分析，與標準數(shù)據(jù)庫進行對比，得到測試結果。

4 結束語

在發(fā)生嚴重交通事故的時候，救援中心快速且準確地獲取傷亡情況、車輛位置信息是相當重要的。從世界范圍看歐盟和俄羅斯都在積極推行e-call緊急呼叫系統(tǒng)，通過與公共安全應答點（PSAP）建立傳輸通道，傳送包含車輛位置信息、以及撞擊力等一套最精簡的數(shù)據(jù)，從而得到最迅速、最正確的救援，來減少車輛的傷亡損失。根據(jù)車禍發(fā)生的不同地點，e-call系統(tǒng)的目標是縮短40%～50%從緊急救援服務中心趕到事故發(fā)生現(xiàn)場的時間，減少人員的傷亡和降低財產的損失。

目前，有關車輛緊急呼叫系統(tǒng)的標準還在進一步制定和完善的過程中。車輛緊急呼叫系統(tǒng)得到越來越多國家和地區(qū)的重視，車輛安全的定義不僅限于主動安全與被動安全，也包括意外發(fā)生后的救援情況。發(fā)展和研究e-call系統(tǒng)，有利于減少道路交通傷亡的情況。

［1］ 童圣驍，童國慶，孫澤昌，等.俄羅斯市場ERAGLONASS緊急呼叫系統(tǒng)設計［J］.汽車電器，2015（2）：9-12.

［2］ 童國慶.適應中國歐盟俄羅斯市場的車身控制系統(tǒng)射頻電路設計［J］.汽車電器，2010（3）：1-3.

［3］ 德國BOSCH公司. BOSCH汽車工程手冊（中文第2版）［M］.顧柏良，等譯.北京：北京理工大學出版社，2004.

［4］ 李佐昭，袁浩.車載緊急救援呼叫系統(tǒng)［J］.電信網(wǎng)技術，2016（2）：53-56.

［5］ 陳凌霄，梁軍，肖中文.基于GIS/GPS/GSM技術的交通應急聯(lián)動指揮系統(tǒng)［Z］.國家科技成果.

（編輯 凌 波）

The Development of E-call System for Vehicle

GUO Peng1，3， SONG Jie2， RONG Hui1， WANG Wen-yang1， GAO Song1，3
(1. China Automotive Technology Research Center， Tianjin 300300；2. Tianjin University of Technology and Education， Tianjin 300222；3. Tianjin University， Tianjin 300072， China)

This article mainly introduces three kinds of E-call system， and analyzes their current application among the world， focusing on Russia and Europe， which includes various national standards and test；finally，prospects the development trend of E-call.

e-call；EU；Russia

U463.67

A

1003-8639（2017）07-0032-03

2017-04-21

郭蓬（1983-），女，博士，主要研究方向為車輛的V2X通信以及智能網(wǎng)聯(lián)車示范區(qū)場景道路規(guī)劃，PEPS無鑰匙進入啟動系統(tǒng)；宋潔（1993-），女，主要從事汽車智能網(wǎng)聯(lián)技術研究以及車聯(lián)網(wǎng)標準體系的研究工作；戎輝（1981-），男，工程師，主要從事先進安全車輛技術研究；王文揚（1980-），男，工程師，碩士，主要從事汽車智能網(wǎng)聯(lián)技術研究工作；高嵩（1988-），男，工程師，博士，目前從事智能車方向的博士后研究工作。