車載事故緊急呼叫系統(tǒng)的應(yīng)用及關(guān)鍵技術(shù)分析

胡月 李錚 朱彤

（中國(guó)汽車技術(shù)研究中心有限公司）

由于道路交通事故頻發(fā)，世界各國(guó)政府及車輛制造商都希望通過安裝車載事故緊急呼叫系統(tǒng)（AECS）并建立公共安全應(yīng)答點(diǎn)，來改善突發(fā)事故的緊急救援現(xiàn)狀，并在盡可能短的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)道路秩序。我國(guó)自2000年以來，每年約有10 萬人死于交通事故，平均每天有近300 人死于交通事故，致死率高達(dá)17%，這與發(fā)達(dá)國(guó)家2%的交通事故致死率相比高出近9 倍。同時(shí)，國(guó)外的實(shí)踐表明：交通事故重傷者在30 min 內(nèi)獲救，其生存率為80%；在90 min 內(nèi)獲救，其生存率僅為10%。而我國(guó)交通事故死亡者中大約40%為當(dāng)場(chǎng)死亡，60%死于送往醫(yī)院途中或在醫(yī)院中死亡。因此，在事故發(fā)生后能夠在最短時(shí)間內(nèi)準(zhǔn)確及時(shí)地為事故受傷人員提供醫(yī)療救助，是降低事故傷亡率和致死率的重要因素；在我國(guó)強(qiáng)制安裝AECS，是利用公共救援資源保障生命財(cái)產(chǎn)安全的重要途徑?；诖?，文章對(duì)AECS 的應(yīng)用現(xiàn)狀及技術(shù)構(gòu)成進(jìn)行了分析。

1 主要角色方

AECS 主要用于在車輛發(fā)生嚴(yán)重事故時(shí)，通過車載系統(tǒng)感知、探測(cè)事故的發(fā)生，及時(shí)將車輛位置及相關(guān)的車輛信息發(fā)送給公共安全應(yīng)答點(diǎn)，由其調(diào)動(dòng)公共救援資源，為事故受傷人員提供醫(yī)療救助。圖1 示出車載事故緊急呼叫的一般流程。

圖1 車載事故緊急呼叫的一般流程

在AECS 中，主要有以下3 個(gè)角色方：

1）車載系統(tǒng)（In-vehicle system，IVS）。其主要作用有：感知車輛事故的發(fā)生，產(chǎn)生和接收自動(dòng)/手動(dòng)觸發(fā)信號(hào)，發(fā)出事故救援報(bào)警信息；提供并發(fā)送車輛地理位置信息和車輛及事故相關(guān)數(shù)據(jù)信息；允許與公共安全應(yīng)答點(diǎn)進(jìn)行雙向語音通信。

2）移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)（Mobile network operator，MNO）。其主要作用有：進(jìn)行準(zhǔn)同步的數(shù)據(jù)傳輸；進(jìn)行盡可能同步的語音傳輸；覆蓋相應(yīng)的公共安全應(yīng)答點(diǎn)；提供實(shí)時(shí)、安全的傳輸機(jī)制和路徑機(jī)制。

3）公共安全應(yīng)答點(diǎn)（Public safety answering point，PSAP）。其主要作用有：接收和解析IVS 傳遞的數(shù)據(jù)信息；與IVS 進(jìn)行雙向語音通話；進(jìn)行緊急呼叫的篩選與確認(rèn)；根據(jù)事故情況，調(diào)動(dòng)社會(huì)救援資源進(jìn)行救助。

2 國(guó)際應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1 歐盟

在歐盟范圍內(nèi)，自2018年4月1日起，在M1/N1類車輛強(qiáng)制安裝使用全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)（GNSS，包括GPS/Galileo/GLONASS）的AECS，在車輛發(fā)生道路交通事故時(shí)，通過自動(dòng)或手動(dòng)方式激活I(lǐng)VS，通過MNO將一組最小數(shù)據(jù)集（Minimum set of data, MSD）發(fā)送給PSAP，并在事故車輛和PSAP 之間建立一個(gè)基于歐洲緊急呼叫號(hào)碼112 的雙向語音通道[1]。

經(jīng)分析，安裝AECS 將會(huì)使緊急響應(yīng)時(shí)間縮減50%（農(nóng)村等遠(yuǎn)郊）～60%（城市地區(qū)），死亡人數(shù)減少4%，重傷人數(shù)減少6%。同時(shí)在PSAP 的協(xié)助下，能夠在更短時(shí)間內(nèi)清理事故現(xiàn)場(chǎng)，從而有效降低發(fā)生二次事故的風(fēng)險(xiǎn)，減少交通堵塞的時(shí)間。

2.2 俄羅斯

自2017年1月1日起，俄羅斯ERA GLONASS 緊急呼叫系統(tǒng)強(qiáng)制安裝在M1/N1 類車輛上，當(dāng)發(fā)生道路交通事故時(shí)，AECS 向應(yīng)急服務(wù)中心發(fā)送事故車輛信息，并與應(yīng)急服務(wù)中心建立雙向語音通信。

根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，車輛裝載ERA GLONASS 緊急呼叫系統(tǒng)后，可減少高達(dá)30%的應(yīng)急服務(wù)響應(yīng)時(shí)間。

2.3 日本

早在2000年，日本政府及相關(guān)產(chǎn)業(yè)已對(duì)AECS 相關(guān)內(nèi)容展開了討論，因此日本支持AECS 的各項(xiàng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)較為完善。

日本自2018年引入ECE UN-R144 法規(guī)起，對(duì)于新定型車輛，在過渡期1.5年后要求M1/N1 類車輛強(qiáng)制安裝AECS 系統(tǒng)；對(duì)于在產(chǎn)車輛，在過渡期3年后要求M1/N1 類車輛強(qiáng)制安裝AECS 系統(tǒng)。日本AECS 法規(guī)進(jìn)程，如圖2 所示。

圖2 日本事故緊急呼叫系統(tǒng)（AECS）標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)進(jìn)程

據(jù)日本官方統(tǒng)計(jì)，AECS 系統(tǒng)將平均節(jié)約事故救援時(shí)間4 min。同時(shí)日本提供的高級(jí)救援服務(wù)D-Call 系統(tǒng)將攜帶更多的事故車輛信息，如事故中速度的變化率、安全帶狀態(tài)等，以協(xié)助PSAP 判斷事故嚴(yán)重程度，從而調(diào)動(dòng)更適合的事故救援，D-Call 系統(tǒng)預(yù)計(jì)平均可節(jié)省救援時(shí)間17 min。

3 UN-R144法規(guī)主要內(nèi)容解讀

3.1 范圍

聯(lián)合國(guó)歐洲經(jīng)濟(jì)委員會(huì)汽車法規(guī)（ECE）UN-R144要求M1、N1 類車輛上強(qiáng)制安裝AECS，法規(guī)豁免了以下5 類車型：

1）UN-R94/R95 豁免的車輛和未安裝自動(dòng)觸發(fā)系統(tǒng)的車輛；

2）在UN-R94 范圍內(nèi)但未安裝正面安全氣囊的M1 類車輛；

3）在UN-R95 范圍內(nèi)但未安裝側(cè)面安全氣囊的N1 類車輛；

4）最大允許總質(zhì)量超過3.5 t 的M1 類車輛；

5）裝甲車輛。

3.2 要求

UN-R144 的認(rèn)證分為三部分，分別為車載事故緊急呼叫裝置（Accident emergency call device，AECD）的零部件認(rèn)證、安裝了已認(rèn)證的AECD 的整車認(rèn)證和在AECD 未單獨(dú)認(rèn)證的情況下對(duì)安裝AECS 的整車認(rèn)證。車輛制造商可選擇進(jìn)行零部件認(rèn)證后，再按照已安裝認(rèn)證零部件的整車進(jìn)行認(rèn)證，也可直接選擇對(duì)AECS進(jìn)行整車認(rèn)證。法規(guī)要求，如表1 所示。

表1 UN-R144 標(biāo)準(zhǔn)主要框架解讀

UN-R144 法規(guī)對(duì)于最小數(shù)據(jù)集的要求信息包括：觸發(fā)類型（自動(dòng)/手動(dòng)）、呼叫類型（測(cè)試/真實(shí)呼叫）、位置可信度、車輛類型、車輛VIN、車輛動(dòng)力類型、時(shí)間戳信息、位置經(jīng)緯度、車輛方向，其余數(shù)據(jù)集信息可由車輛制造商擴(kuò)展[2]。

4 主要技術(shù)點(diǎn)分析

4.1 車載端系統(tǒng)構(gòu)成及作用

車載端系統(tǒng)主要由導(dǎo)航定位系統(tǒng)、系統(tǒng)狀態(tài)指示器、麥克風(fēng)、揚(yáng)聲器、電源及備用電源、手動(dòng)觸發(fā)按鍵、系統(tǒng)控制單元和通信模塊等組成，如圖3 所示。當(dāng)車輛發(fā)生碰撞時(shí)，通過自動(dòng)/手動(dòng)方式觸發(fā)緊急呼叫，由導(dǎo)航定位系統(tǒng)確定車輛位置、方向和運(yùn)動(dòng)軌跡等信息，生成包含車輛信息、位置信息等內(nèi)容的最小數(shù)據(jù)集，通過通信模塊發(fā)送給PSAP；此外，與PSAP 的雙向語音通話可通過麥克風(fēng)、揚(yáng)聲器和通信模塊實(shí)現(xiàn)；備用電源的功能為保證事故后系統(tǒng)可持續(xù)待機(jī)。

圖3 車載系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)

4.2 移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)

車載事故緊急呼叫服務(wù)對(duì)于通信網(wǎng)絡(luò)的傳輸時(shí)延、可靠性、覆蓋率和語音數(shù)據(jù)同步性要求較高，所以選擇合適的數(shù)據(jù)及語音傳輸方式至關(guān)重要[3]。

從國(guó)際上車載事故緊急呼叫服務(wù)使用的通信技術(shù)來看: 歐盟和俄羅斯使用的是基于2G/3G 的帶內(nèi)調(diào)制解調(diào)技術(shù)，其優(yōu)點(diǎn)為可靠性好和覆蓋率高，缺點(diǎn)為語音和數(shù)據(jù)無法同步傳輸，且傳輸速率較慢，數(shù)據(jù)集大小受限；日本采用的是3G 移動(dòng)分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，其優(yōu)點(diǎn)為可靠性高，且日本地域較為狹小，呼叫中心較為集中，移動(dòng)分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)覆蓋較好，缺點(diǎn)為傳輸速度較慢。

從我國(guó)通信技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀來看，我國(guó)的4G 基站占全球總數(shù)的64%，且隨著2G/3G 網(wǎng)絡(luò)的逐漸退網(wǎng)，具有較低接入時(shí)延和低掉線率的VoLTE 技術(shù)，逐漸成為車載事故緊急呼叫服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)選。

4.3 公共安全應(yīng)答點(diǎn)（PSAP）

4.3.1 政府行為與第三方服務(wù)并存（歐盟）

歐盟范圍內(nèi)的PSAP 采用基于112 緊急呼叫平臺(tái)的公共緊急救援服務(wù)和企業(yè)自主運(yùn)營(yíng)的第三方救援平臺(tái)（Third party service，TPS）共存的方式。若緊急事故需要來自政府機(jī)構(gòu)的救援，TPS 會(huì)將涵蓋MSD的必要信息傳給PSAP，同時(shí)，若PSAP 提出需要建立語音連接的要求，TPS 則會(huì)盡力在車輛與PSAP 之間建立語音連接[4]。

政府行為與第三方服務(wù)并存的實(shí)現(xiàn)方式有3 種：1）車載緊急呼叫與其他112 緊急呼叫等同處理，均接入112 緊急呼叫平臺(tái)；2）車載緊急呼叫與其他112 緊急呼叫分開處理，即接入專為其設(shè)置的PSAP，該P(yáng)SAP可以是第三方服務(wù)機(jī)構(gòu)TPS 而非政府機(jī)構(gòu)，該模式在歐洲應(yīng)用最廣泛；3）將自動(dòng)觸發(fā)的緊急呼叫與人工觸發(fā)的緊急呼叫區(qū)分處理，此時(shí)自動(dòng)觸發(fā)的緊急呼叫一般接入112 平臺(tái)（PSAP），而人工觸發(fā)的緊急呼叫接入第三方公共安全應(yīng)答點(diǎn)。

4.3.2 半政府性質(zhì)的PSAP（日本）

日本HELPNET 緊急救援服務(wù)平臺(tái)的搭建始于1996年8月由日本政府提出的智能交通（ITS）計(jì)劃。1999年9月，負(fù)責(zé)運(yùn)營(yíng)日本全境內(nèi)的HELPNET 車輛緊急呼叫服務(wù)的“日本呼叫救援服務(wù)有限公司”正式成立。2000年9月，半官方性質(zhì)的HELPNET 平臺(tái)正式開始提供緊急救援服務(wù)。

當(dāng)車輛發(fā)生事故時(shí)，IVS 可以通過手動(dòng)和自動(dòng)2 種方式呼叫HELPNET 人工服務(wù)平臺(tái)，并將位置、車輛信息、傳感器信息等相關(guān)內(nèi)容通過移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)傳送給HELPNET 服務(wù)中心；服務(wù)中心工作人員會(huì)對(duì)事故車輛進(jìn)行回呼，并根據(jù)事故實(shí)際情況呼叫消防署和警察局，同時(shí)向其傳送相關(guān)的地圖和車輛信息。

4.3.3 企業(yè)自建平臺(tái)（中國(guó)）

隨著我國(guó)汽車保有量的持續(xù)增加，各大汽車企業(yè)紛紛建立了自己的第三方車載信息服務(wù)平臺(tái)（如表2所示），圍繞安全、信息咨詢和娛樂等功能為部分用戶提供服務(wù)。

表2 我國(guó)車載信息服務(wù)平臺(tái)

當(dāng)前我國(guó)沒有建立官方或半官方的公共呼叫服務(wù)平臺(tái)，僅依賴于第三方平臺(tái)提供車輛事故緊急呼叫服務(wù)，所以在實(shí)際緊急事故處理過程中，會(huì)出現(xiàn)花費(fèi)過多時(shí)間轉(zhuǎn)接110/120 等公共救援資源、實(shí)際救援效果難以監(jiān)管、無法處罰惡意呼叫等問題，同時(shí)，各車企第三方平臺(tái)的運(yùn)營(yíng)相互獨(dú)立，不利于進(jìn)行事故數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。

5 結(jié)論

目前，聯(lián)合國(guó)歐洲經(jīng)濟(jì)委員會(huì)、歐洲聯(lián)盟、俄羅斯、日本等地區(qū)或國(guó)家均陸續(xù)頒布、出臺(tái)了相應(yīng)的法規(guī)或標(biāo)準(zhǔn)，而我國(guó)尚未有相關(guān)的強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)頒布。通過制定相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)或法規(guī)，強(qiáng)制安裝AECS，是推動(dòng)車載事故緊急呼叫落地的關(guān)鍵。同時(shí)，在標(biāo)準(zhǔn)制定的過程中，除應(yīng)注重車載系統(tǒng)、通信網(wǎng)絡(luò)和公共安全應(yīng)答點(diǎn)等關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)外，還應(yīng)基于我國(guó)的基本國(guó)情，特別注重北斗導(dǎo)航系統(tǒng)和相關(guān)通信技術(shù)的應(yīng)用，推動(dòng)我國(guó)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

AECS 涉及汽車、定位、通信及公共救援等多個(gè)產(chǎn)業(yè)。為實(shí)現(xiàn)AECS 的全流程協(xié)調(diào)運(yùn)營(yíng)，各行業(yè)領(lǐng)域相互協(xié)調(diào)和配合是保障其實(shí)施和應(yīng)用的重要手段。通過強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的制定與實(shí)施，強(qiáng)制安裝AECS，改善移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)建統(tǒng)一的官方或半官方公共安全應(yīng)答點(diǎn)，完善道路交通救援體系，建立以多方參與為核心的多源合作機(jī)制，從而切實(shí)地保障AECS 的落地與實(shí)施。