V2X 原型应用
我们保持 互联
保时捷工程集团在过去 12 个月里开发了三款 V2X原型应用程式。除了常驻莱切（Lecce）的软件团队之外，纳尔德奥技术中心（NTC）也发挥了关键作用——那里有技术上最先进的无线基础设施。
V2X 技术（车联网，Vehicle to Everything）让汽车能够与周围环境直接进行通信，即使没有有效的互联网络连接也不成问题。汽车可以与其他车辆、行人、自行车或道路基础设施交换信息。“这种直接通信方式的无线距离最远可达 1,000 米，端到端延迟时间则可达到毫秒等级，这一点对于安全相关的应用尤为重要。“保时捷工程集团 V2X 开发职能部门负责人赛·普拉内特·雷迪·阿尼米瑞迪（Sai Praneeth Reddy Animireddy）解释说，“通过使用标准化信息，不同品牌的汽车可以相互交换信息。这使得 V2X 技术成为当前驾驶辅助系统和未来自动驾驶汽车的重要组成部分。”
在过去 12 个月中，保时捷工程集团与保时捷股份公司合作，通过广泛的可行性研究确定了前景看好的 V2X 应用，目前正在为其进行原型开发。其中一项应用旨在进一步改善行人保护机制：当车辆在城市中转弯时，驾驶员常常可能由于视野受限而无法看到岔路口后方是否有行人正要过马路。这时候，另一辆车或许能够在这里提供重要信息：如果这辆车的摄像头之一有较好的角度可以侦测到行人，就可以通过 V2X 向正要转弯的驾驶员发送提示，或者甚至可以想象，在紧急情况下促使正要转弯的车辆自动制动。
交谈中的汽车: V2X 使交通更安全在
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场景 1：行人安全保护系统
在第一个场景中，一辆车正要向右转，与此同时一名行人也正要穿过马路，但驾驶员却看不到行人。另一辆车处于较好的位置，它的摄像头可以识别到这名行人。于是这辆车向第一辆车发出警告，以避免事故发生。
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场景 2：避免追尾事故
在第二个场景中，两辆轿车和一辆货车成一列前后紧随行驶。前方的轿车制动，但最后方的货车驾驶员却看不到。前方的轿车发送信息给所有后方车辆，通知它们制动。如此一来，即使视野不佳，最后方的驾驶员也能够及时制动。
另一个 V2X 应用可能可以防止未来发生追撞事故：“例如，我们假设有三辆车前后行驶。第一辆车的驾驶员突然用力踩下制动踏板，因为有一个小孩跑到马路上。“阿尼米瑞迪举例，”这时，这辆车就可以通过 V2X 向后方的两辆车发送信息警告它们。”即使第一辆车没有 V2X 功能，只要中间那辆车配备有 V2X 应用程式，还是可以向最后一辆车发出警告：中间的车辆侦测到前车制动灯亮起，然后向后方车辆的驾驶员发出警告。
创新交通变革
车辆之间以及与基础设施之间的通信可能颠覆交通的发展，也为自主驾驶汽车上路做好准备。“V2X 通信是车载传感系统很重要的辅助。“保时捷 V2X 产品负责人弗洛里安·蔡纳尔（Florian Zeiner）解释道。最大的挑战在于如何渗透市场和欧洲在技术方面普遍缺乏共识。
V2X 应用程序的原型是在意大利南部的莱切进行开发的，那里的纳尔德奥技术中心自 2023 年初以来聘用了一个软件工程师团队。他们专注于五个关键领域：能源（特别是电池管理系统）、高级辅助驾驶系统功能（ADAS）和自主驾驶、大数据分析和云基础设施、软件质量和验证，以及包括新 V2X应用的互联性。“通过与莱切、帕维亚和都灵等地的大学院校密切合作，我们能够取得最新的技术发展成果，并通过硕士和博士论文将新生代人才纳入我们的项目中。“莱切团队负责人马泰奥·隆格（Matteo Longo）指出，”就 V2X 功能的开发工作来说，另一个巨大优势是邻近保时捷工程集团的纳尔德奥技术中心。在那里，我们可以在最优异的条件下测试新应用。“
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“我们混合使用模拟和原型开 发方式来实现 Follow-Me 应 用程序。”
赛·普拉内特·雷迪·阿尼米瑞迪
保时捷工程集团 V2X 开发职能部门负责人
这一点尤其从保时捷工程集团的另一个 V2X项目— —“Follow-Me” 应用程序— —可以明显看出。背后的理念是：多辆保时捷组成一个车队行驶，例如团体旅游或是前往某个活动。或是一群开发人员驾驶试验车上路。通过 V2X 数据交换功能，所有参与者都能在自己的显示屏幕上看到其他车辆的位置和其他信息，例如车辆之间的距离或是最佳车速，以便车队能够保持在一起。“每个人都可以在小组内发送信息，例如建议停下来喝杯咖啡或是停车充电。“阿尼米瑞迪如此解释。
多个通信渠道
这里的技术基础是所谓的”侧行链路通信“，能够让车辆之间以 5.9 千兆赫的频率以无线方式相互连接。这可以从根本上避免绕行使用移动通信网络。这样的绕行会产生费用，且数据包的传输时间会明显更长。其基础标准为 ETSI 侧行链路信息（欧洲）、CN-SAE（中国）和 SAE（美国）。然而，车辆之间在某些情况下会无法直接交换数据，原因可能是超过了 1,000 米的最大范围，或是障碍物体阻断了无线电连线。在这种情况下，应用程序会自动切换到移动通信网络来发送和接收信息。这时候便是基于蜂窝网络 V2X 标准来交换数据。
”在侧行链路通信和移动通信网络之间自动切换是这个项目的挑战之一。”隆格表示，“在智能城市中，车辆还可以与智能基础设施通信，例如为了寻找停车位。这时，V2X 应用程序必须能够同时处理多达三个不同的数据连接：与其他车辆之间的侧行链路、通过移动通信连接的 V2X，以及与智能城市的通信。”特别是在测试自动切换不同通信渠道的过程中，团队由于邻近纳尔德奥技术中心而受益良多。在那里，开发人员除了有一个专用的 5G 网络之外，还可以使用用来模拟智能城市基础设施的路侧单元。“我们在 NTC 测试跑道上对 Follow-Me 应用程序进行了广泛测试，之后又在德国和意大利的公共道路上进行了试驾。“隆格说。
1,000
最远 1,000 米：两辆车之间侧行链路 交换信息的距离限制。
在开发方法上，工程师们也注重多样性。”我们混合使用模拟和原型开发方式来实现 Follow-Me 应用程序，同时也遵守 V2X 信息标准。“阿尼米瑞迪说，”此外，保证应用程序尽可能不访问后台对我们来说也很重要。因为只有这样，才能在没有互联网连接的情况下仍能确保应用程序运作良好。“公钥基础设施（PKI）和 ETSI-ITS 安全架构可以防止未经授权访问数据。”我们通过匿名和化名技术来保护数据，因此不会在个人数据和个人之间做出关联。“阿尼米瑞迪如此声明。
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代表“公钥基础设施”。PKI 利用公钥和私钥系统 将数据安全加密，并确认 人员或网页的身份。数字 许可证能确保密钥的真实 性，以保护通信安全。
保时捷专家蔡纳尔对成果感到满意：“Follow-Me 应用程序很适合保时捷社区，而且它展现了V2X 在未来可以提供什么样的可能性。莱切的软件团队在很短的时间内就完成了原型——从开发到测试新功能。”这个成就归功于全球多个基地之间的跨国合作。隆格总结说：“V2X 是未来许多应用的基础，因此几乎所有整车制造商都大力投资于这个主题。莱切团队在 V2X 领域取得了显著进展，这一成果主要归功于他们的卓越贡献。可行性研究结果证明，我们拥有必要的专长和所有不可或缺的工具。简言之：我们已经为 V2X 做好了准备。“
信息
本文首次发表于《保时捷工程杂志》2024年第2期。
文字：Christian Buck
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