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智慧化概念驅動 Telematics產業展新象

2011-03-31
過去車載資通訊系統並未獲得良好的發展契機,導致市場起起伏伏,無法有更進一步的市場發展,車廠也對車載資通訊系統逐漸失去信心,因而造成車載資通訊系統的市場一直局限於高階車種。然而近期智慧化概念席捲汽車市場,更高的安全性與娛樂聯網的需求興起,再加上各國針對行車安全所推出的相關發展計畫已經啟動,促使各家廠商投入更多資源發展車載資通訊系統產品,以期迎頭趕上市場趨勢。為增加銷售量,車廠紛紛將車載資通訊系統導入中階車種,車載資通訊的發展已不可同日而語。
車載資通訊(Telematics)系統的發展已相當多年,但市場並未有太大的發展,然隨著智慧化風潮吹向汽車後,再加上各國對於行車安全的發展計畫逐漸展開(表1),車載資通訊系統歷經金融風暴跌落谷底後,可望再度竄起。

車載資通訊系統是融合資訊、通訊、消費性電子與汽車等4C的產業,也是台灣的下一個兆元產業,可打造高速行車環境的新資通訊平台,提供道路上車輛與行人舒適、安全、迅速、即時的行動資訊。代理MathWorks軟體工具的鈦思科技總經理申強華表示,車載資通訊系統的發達與資訊系統朝向智慧型的發展,有相同的軌跡,隨著智慧型通訊系統結合通訊、娛樂及工作資訊等強大趨勢,全球有一半以上的人口每天必須搭乘各式車輛,車子儼然成為移動的城市,若能善加利用車上的通訊系統,結合城市中的資訊系統,將能創造許多應用。

車載資通訊發展三部曲

自1990年開始,車載資通訊系統已發展至第三代(圖1)。第一代的車載資通訊,通常指汽車內部的影音系統,駕駛人可以聽音樂和廣播,或者是加入全球衛星定位系統(GPS),讓駕駛者接收到與位置相關的資訊。第二代的車載資通訊,除了第一代的影音系統和GPS之外,更加入導航、觀光景點搜尋、餐廳以及最近的停車場或加油站導引等功能,或是再加進3G無線通訊。但無論如何,車輛還是處於獨自接收訊息的狀態,並沒有互相連結。

資料來源:工研院、資策會新興智慧研究所(08/2008)
圖1 1990∼2010年車載資通訊發展三階段

但到了第三代的車載資通訊,已經演變成車與外部的互聯,如車與車、甚至車輛與路側設備、道路基礎設施(Infrastructure)間,皆可相互連結。鈦思科技工程部經理童元鍼指出,在國外一些高級車如賓士(Mercedes-Benz)和寶馬(BMW)已開始應用第三代的車載資通訊系統架構。包括賓士、寶馬、奧迪(Audi)、福斯(Volkswagen)等歐系品牌,在部分高級車款上所提供的駕駛注意力輔助系統(Attention Assist)等,亦為第三代車載資通訊的初步應用實例。

車載資通訊系統經過三階段的發展後,所涵蓋的技術逐漸增加,也可進而開發更多應用服務,不過,無論車載資通訊如何發展,行車安全仍為最終目標。

安全為主要發展重點

事實上,車載資通訊系統的發展即為機器對機器(M2M)的應用範疇,針對目前車載資通訊的發展,M2M廠商普遍認為安全性仍將是車載資通訊不斷發展的主要推手。

訊亦(Cinterion)汽車部門全球副總裁Marcel Visser表示,目前車載資通訊的趨勢為,透過更成熟的通訊技術,傳輸汽車內有效的數據,以提高行車安全。與此同時,三種智慧化通訊控制單元,包括即顯示器控制單元(DCU)、導航控制單元(NCU)和通訊控制單元(TCU)的重要性將與日俱增。其中,DCU和NCU分別為駕駛與乘客提供各式應用服務如定址服務(LBS);行動通訊可透過啟用嵌入式通訊單元,或連接行動裝置如智慧型手機達成。

u-blox也認為提升行車安全為目前車載資通訊主要的發展方向,該公司台灣區總經理江敏楠表示,各國對於智慧化車輛概念的認定大同小異,共通點皆為行車安全。司亞樂(Sierra Wireless)行銷及市場策略總監Olivier Pauzet表示,除了安全之外,防盜也將是智慧化車載資通訊的發展目標。泰利特(Telit)台灣暨東南亞地區經理王鉦德則指出,影音娛樂、更精確的導航與無線通訊技術等,可開啟更多車載資通訊的應用,讓車載資通訊系統更添智慧。

在第三代車載資通訊系統發展中,提高行車安全的技術涵蓋相當廣(圖2),申強華表示,駕駛注意力輔助系統主要是透過車內後視鏡上方的前置攝影機及方向盤的角度感測器,監視前方的路面,再利用影像處理/視覺處理辨識的技術,判定出前方視野中車道線的所在,如自動道路偵測系統/車道警示系統,若系統發現車身的行進方向有偏離既有車道的可能,且駕駛人並未事先打方向燈,系統會自行判定駕駛人可能已經睡著,將以方向盤微幅振動的方式,警示駕駛者醒來。有的車款甚至會同時發出聲音,並在儀表板上顯示「咖啡杯」提醒圖示,同時進入預備煞車狀態,以保障車內乘客與車外行人的安全。

資料來源:MathWorks、鈦思科技
圖2 汽車智慧化發展重點

速限輔助系統(Speed Limit Assist)則同樣利用後視鏡上的攝影機,自動掃描行經公路兩側標示最高速限的紅圈標誌,在偵測到符合的圖樣後,系統會對紅圈內的數字進行判讀,並在儀表液晶顯示器上,以同樣的圖示與字型,告訴駕駛人目前路段的速限。另外,盲點安全警示系統(Blind Spot Assist)則是利用雷達技術,偵測後視鏡盲點中的車輛,並在後視鏡上以紅色警示提醒駕駛。

車外通訊滿足智慧化趨勢

為讓車輛與道路都能串連起來,落實上述的車對車(V2V)、車對基礎設施(V2I)的溝通,進一步提升行車安全。車用環境無線存取技術(WAVE)/專用短距通訊(DSRC)已備受重視,WAVE/DSRC所代表的是IEEE 802.11p與IEEE 1609的國際通訊標準,應用於車用環境的即時短距離通訊,以達到維護行車安全的目的,甚至開發更多元化應用。

目前在台灣應用最普遍的DSRC系統,就是利用紅外線的電子收費系統(ETC),ETC只是車載資通訊金字塔最底層的應用之一。目前,美國和歐盟正使用VPS微波系統作為下世代的高速公路收費系統,VPS整合GPS、GSM或3G無線通訊、車輛導航、行動付費等技術,所以未來高速公路全線不用如ETC設置收費站,控制中心只要利用路旁的門架,就能即時得知車輛使用高速公路的里程,然後可以依行駛距離、上下高速公路的時段、車子的大小、甚至車輛的空污排放多寡等收費。而美國許多高速公路路段也已利用車牌辨識的方式,進行監識甚至用作高速公路里程的收費。童元鍼指出,整合車通訊、影像處理、影像辨識等應用,進一步結合金流收費系統,才是更高階的車載資通訊在電子收費上的應用,也是目前最被看好的商機。

雖然有上述應用把關行車安全,但不表示只要所有車子安裝此資通訊系統,風險即不存在,車子的主軸仍在於人,駕駛者本身的判斷仍不能少,因此在此發展中車用電子系統扮演更重要的角色,車用資通訊系統的穩定性、耐用性及人與車的人機結合判斷,都牽涉到許多電子系統本身研發時的演算法及控制邏輯的重要性。

在娛樂系統的發展方面,M2M與車用電子業者均表示,車用娛樂系統的發展,也是智慧化車載資通訊系統的發展方向,隨著通訊技術不斷的演進,以及消費者希望能在汽車上瀏覽網頁,觀看線上影音,車載資通訊系統也須逐步導入GSM通訊技術,或頻寬更高的3G、3.5G,甚至是4G,才可滿足消費者的需求。

車用電子把關車載資通訊系統品質

上述提及的車載資通訊安全性與娛樂性發展趨勢,除了開啟車用電子的市場外,車載資通訊系統的穩定度,也須仰賴高可靠性的車用電子產品,以滿足車廠對於汽車安全性的要求。

深耕汽車微控制器市場的飛思卡爾(Freescale)資深汽車電子市場經理康曉敦表示,車廠對於零組件的要求相當嚴格,畢竟汽車產品與人身安全關係相當密切,因此安全是汽車電子的一個重要發展趨勢,如安全氣囊、汽車導航、主動防撞系統、夜視輔助系統等皆需高穩定度的電子產品才能達成。

而如何證明車用電子的可靠性,微控制器廠商不約而同表示,通過車規認證為重要的判斷標準,部分M2M模組廠認為半導體元件毋須經過車規認證,只要模組產品通過即可,王鉦德指出,車用GSM通訊模組中所採用的3G或3.5G晶片,在規格制定時,並未考慮車用環境與消費性電子的不同,因此未產出符合車規的認證規範,此時認證的工作就落在M2M模組業者身上。

不過,也有業者表示,微控制器的狀況與無線晶片產品有所不同,原因在於,微控制器主要工作在於汽車相關應用的控制,車廠為維持商譽,避免汽車售出後須召回原廠維修的損失,因此會針對微控制器是否通過車規有一定的要求。

智慧化車輛的發展促使汽車電子市場規模不斷擴大,瑞薩電子(Renesas Electronics)第一事業部微處理晶片部副理何吉哲指出,由於2009年全球車市受到金融風暴的衝擊,市場規模急速下滑,為重新振興車市,汽車業者開始推出更聰明與更人性化的車輛以吸引買氣,也因此,讓高毛利的車用電子市場也可以維持穩定的發展。雖然因為2009年金融風暴的影響,汽車電子產業大約僅有450億美元的規模,但是2010年之後將重新恢復正常水準,2012年時將有近500億美元的規模。然而,這也僅是車載資通訊產業中的一環,整個車載資通訊產業所代表的市場規模究竟有多大,已無法有確切的評估數據。

官方政策推動 中國大陸躍升全球最大Telematics市場

全球車市回溫,智慧化車輛的概念逐漸發酵,相關業者皆表示,分析全球市場,中國大陸汽車出貨量每年達一千八百萬輛,正在起飛的內需市場,再加上官方政策的驅動下,該地區已成為全球最大的車載資通訊市場。然而要打進中國大陸市場,必須與中國大陸當地車廠合資,成立合資企業,才能了解中國大陸於車載資通訊市場的在地化需求,提供最切中消費者需求的服務項目,順利贏得市場商機。

中國大陸十二五規畫中,車聯網為重要發展項目之一,連帶刺激車載資通訊系統的發展。目前車聯網已被中國大陸官方列為重大專項,預期將可獲國家財政上的資金扶持,而相關投資主要將集中在車用電子、訊息通訊及軟體解決方案上,初估車聯網平台的投資需求將達到人民幣上百億元,商機可謂相當龐大,也讓車用電子相關廠商視中國大陸為目前最大市場。

為布局中國大陸車載資通訊市場,包括美國通用(GM)汽車、日本豐田(Toyota)汽車等國際大廠,紛紛與中國大陸當地車廠成立合資公司,意法半導體(STMicroelectronics)大中華暨南亞區汽車產品事業體汽車資訊娛樂事業群/導航與多媒體技術行銷經理鄧殷敦表示,國際車廠所提供的車載資通訊服務,不見得能符合中國大陸當地的需求,為加速進軍中國大陸市場,與中國大陸本土車廠結盟將是最快了解中國大陸車載資通訊服務的途徑,可藉此縮短摸索時間。

鄧殷敦並指出,中國大陸車載資通訊系統的主要服務需求包含防盜、事故緊急通知等,與歐美、日本等國強調的安全、便利等有些許差異,因此成立合資企業有其必要性。繼通用汽車進軍中國大陸之後,2009年豐田汽車也開始布局中國大陸市場,並已展現成果,根據統計資料顯示,目前這些合資企業的汽車出貨量已達每月五至六萬輛,未來可望持續攀升。

中國大陸本土廠商也開始發展自有的車載資通訊服務,並以Android為主要開發平台。不過,礙於中國大陸網路頻寬的限制,因此能發展的車載資通訊服務項目也有限,這也是業者進軍中國大陸資載資通訊市場必須考量的一點。鄧殷敦表示,若能進一步與電信業者合作,如向中國移動、中國網通購買模組產品,並搭配電信業者推出的相關服務,也不失為切入中國大陸車載資通訊市場的方式之一。

安捷倫(Agilent)電子量測事業群應用工程部協理陳俊宇認為,車載資通訊必須採用無線技術,才能發展更多應用,而台灣廠商在通訊產業的發展傲視全球,因此在車載資通訊市場將有很大發展空間。

台灣廠商亦可藉由政府與中國大陸官方共同提出的搭橋計畫,取得較大的優勢。2011年3月新的兩岸搭橋專案展開協商,待大陸政協與人大等兩會於3月初完成召開後,攸關中國大陸未來5年國家經濟發展的十二五規畫政綱也將正式頒布,隨之而來的龐大衍生商機也將跟著啟動。透過兩岸的搭橋計畫,將是台灣業者再一次把握參與中國大陸內需市場成長契機的重要關鍵。然面對中國大陸本土廠商的低價競爭策略,台灣廠商並非一定要採價格戰硬碰硬,應不斷提升技術研發能力,以高品質產品搶攻市場,才能獲得成功。

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