芯耀
341
译者案：本文翻译自美国交通运输部智能交通系统联合项目办公室（U.S. DOT ITS JPO）发布的《Vehicle-to-Everything (V2X) Communications -- Quick glance at benefits and costs from V2X use cases》。列举了典型应用场景前向碰撞预警、联网除雪车、带数字警报的排队引导车、校车信号优先、行人信号系统的具体效益评估结果，并给出V2X项目成本示例。翻译不准确之处，敬请谅解。
关注公众号，回复“260128”可获得《Vehicle-to-Everything (V2X) Communications -- Quick glance at benefits and costs from V2X use cases》报告原文。
（一）什么是 V2X？
V2X 技术支持车辆与其他车辆（V2V，车对车）、行人及骑行者等其他道路使用者（V2P，车对行人）以及道路基础设施（V2I，车对基础设施）进行通信。这种通信通过 V2X 设备实现，设备会持续交换相对速度、位置及其他数据。V2X 联网不仅是安全工具箱中至关重要的救生工具，还能提升通行能力并提高效率。欲了解更多信息，请查阅美国运输部（DOT）《国家 V2X 部署计划》。
（二）V2X 应用场景示例及效益
以下应用场景示例均来自近期基于智能交通系统（ITS）数据库中 ITS 项目评估的 V2X 部署实践。
| 应用场景示例 | 效益 |
| 前向碰撞预警 | 坦帕希尔斯伯勒高速公路管理局（THEA）的车联网（CV）试点项目显示，配备 V2X 技术的前向碰撞预警（FCW）系统使前向碰撞冲突率下降了 9%。 |
| 联网除雪车 | 犹他州运输部为盐湖城地区的除雪车配备了V2X信号优先控制技术，结果显示80%的优先请求获得批准，除雪车停车次数减少，道路碰撞率及严重程度降低，车速合规性也得到改善。 |
| 带数字警报的排队引导车 | 印第安纳州运输部发现，在州际公路施工区域前方部署配备 V2X 技术可向驾驶员发送数字警报的排队引导车，急刹车事件减少了 80%，且在引导车位置前方约 2000 英尺处，车速明显下降。 |
| 校车信号优先 | 佐治亚州富尔顿县配备V2X交通信号优先（TSP）技术的校车，停车次数减少40%，总行驶时间缩短13%，车速提高18%。 |
| 行人信号系统 | 纽约市运输部在部署后开展的调查显示，83%的受访者表示，使用配备 V2X 技术的移动行人信号系统（PED-SIG）过街应用时感觉更安全，该应用可引导视力障碍使用者安全通过路口。 |
（1）前向碰撞预警
应用类型：V2V（车对车）
问题：早高峰时段，通勤者驶入坦帕市中心李・罗伊・塞尔蒙高速公路的可逆快速车道时，交通拥堵加剧，追尾碰撞风险上升。
技术：2018-2020 年期间，坦帕希尔斯伯勒高速公路管理局（THEA）开展了为期 19 个月的试点项目，现场测试了多种V2V和V2I技术以保障安全并优化运营，其中包括配备人机界面（HMI）的前向碰撞预警（FCW）系统。该技术安装在后视镜内，可向驾驶员警示前方交通状况，帮助避免或减轻追尾碰撞的严重程度。
效益：随着时间推移，前向碰撞预警（FCW）系统使每辆车的标准化冲突率从 4.6 降至 4.2，下降了 9%（参考编号：2021-B01583）。由于碰撞事件较为罕见，碰撞分析通常需要更长的评估周期，因此仍需进一步评估。
来源：坦帕希尔斯伯勒高速公路管理局（THEA）
总体而言，研究结果表明，该技术部署有助于提升出行者和行人的通行能力与安全性 [1]。
（2）联网除雪车
应用类型：V2I（车对基础设施）
问题：降雪天气中，交通信号配时和交通流量会影响除雪车的作业效率。V2X技术可提高除雪车作业效能，降低道路碰撞率。
技术：2019-2020 年冬季，犹他州运输部在盐湖城大都市区的5条走廊及除雪车上安装了基于V2X通信的信号优先控制技术，开展现场测试，以评估除雪车作业效率及对安全和通行能力的影响。
效益：与未配备V2X技术的路线相比，配备V2X技术的路线碰撞率降幅更大（二者分别下降3.9和1.8），并且大多数类别的碰撞严重程度降低，仅财产损失类碰撞减少22%。此外，配备V2X技术路线上的车辆行驶速度更接近限速标准（参考编号：2023-B01752）。
来源：iStock/LawrenceSawyer
除雪车驾驶员的实际反馈表明，配备V2X系统的走廊整体运营效率得到提升 [2]。
（3）带数字警报的排队引导车
应用类型：V2I（车对基础设施）
问题：施工区域和养护区域附近的急刹车事件及碰撞事故屡见不鲜。V2X技术可有效避免此类危险情况。
技术：2020 年 5 月至 2022年 7 月，印第安纳州运输部开展了为期 26 个月的试点项目，部署了53辆配备V2X技术的排队引导车。这些引导车在施工区域前方发送数字警报，并将警报传输至导航系统，提醒驾驶员注意前方施工。
效益：印第安纳州运输部通过对比有无排队引导车的场景发现，发送数字警报的排队引导车可使车辆在引导车位置前方约1500至2000英尺处逐步降低车速，急刹车事件减少约80%。急刹车事件的减少表明，排队预警引导车有助于降低碰撞风险（参考编号：2023-B01745）。
来源：印第安纳州运输部
这些积极结果支持进一步部署排队引导车，并整合警报功能，以提升施工区域排队车辆后方驾驶员的安全性 [3]。
（4）校车信号优先
应用类型：V2I（车对基础设施）
问题：校车在路口频繁停车会导致燃油效率低下，行驶时间稳定性差。因此，需要在减少停车次数、缩短行驶时间、降低燃油消耗的同时，提高燃油效率。
技术：2022年，佐治亚州富尔顿县学区的两辆校车配备了蜂窝车联网（C-V2X）技术，能够与路线沿线62个信号控制路口的路侧单元通信，获取信号优先权限。
效益：对两辆校车的前后对比研究显示，停车次数减少 40%，行驶时间缩短 13%，车速提高18%。每辆车的燃油经济性（MPG）约提升 7%，燃油消耗减少超过 7%（参考编号：2023-B01804）。
来源：iStock/shaunl
该试点项目的目标是通过部署尖端车联网（CV）技术，提升校车驾驶员和学生每日上下学途中的安全性与通行能力 [4]。
（5）行人信号系统
应用类型：V2P（车对行人）
问题：纽约市的碰撞死亡事件中，行人伤亡占比极高。为推进“零愿景”倡议，纽约市运输部旨在通过降低车辆与行人碰撞的频率和严重程度，减少伤亡人数，从而提升安全性、通行能力和可靠性。
技术：2021年11月，纽约市运输部对一款名为PED-SIG的定制智能手机应用进行了现场测试，该应用可提供信号控制路口的实时信息。测试对象为24名视力障碍者，旨在评估该应用对安全性和行人出行信心的影响。
效益：83%的行人测试者表示，使用 PED-SIG 应用比不使用时感觉更安全。在纽约市整体车联网（CV）试点部署中，38%的驾驶员反馈车联网警报有助于他们更安全地驾驶（参考编号：2022-B01650）。
所有测试参与者均认为，PED-SIG 技术将为行人带来益处，尤其是视力障碍行人 [5]。
（二）V2X 应用场景成本速览
（1）潜在的 V2X 成本类别
车辆技术：车载单元（OBU）
基础设施技术：路侧单元（RSU）、支持V2X的交通信号控制器/控制箱、V2X 消息开发（如信号相位与配时 SPaT、地图数据 MAP）
其他：安全认证（初始成本及证书维护费用）
（2）运输部示例：V2X项目成本
2019-2021 年，马里兰州运输部（MDOT）在锡特普莱森特市 MD214 公路的一个路口试点部署了双模式DSRC/C-V2X车路协同（I2V）行人系统，以评估人行横道安全性。下图为该项目的大致成本明细。
马里兰州运输部双模式车路协同（I2V）行人系统大致成本明细
项目总成本估算：8.4 万美元（参考编号：2023-SC00542）
成本构成：
5 万美元：供应商（路侧单元、传感器、系统及 12 个月维护、安装人员工时）
2 万美元：马里兰州运输部项目管理及安装工时
7500 美元：马里兰州运输部工程设计
6500 美元：审核与安装（马里兰州运输部及咨询顾问支持）
参考文献
[1] S. Concas、A. Kourtellis、M. Kamrani、O. Dokur（南佛罗里达大学城市交通研究中心）及坦帕希尔斯伯勒高速公路管理局，《车联网试点部署项目绩效测量与评估 —— 坦帕（THEA）车联网试点第三阶段评估报告》，FHWA-JPO-20-829，2021 年 3 月。获取日期：2024 年 5 月 8 日。[在线获取]：https://rosap.ntl.bts.gov/view/dot/55818
[2] G. G. Schultz、S. K. Lau、M. Shoaf、D. Bassett、D. L. Eggett（杨百翰大学土木与建筑工程系），《配备 V2X DSRC 技术的除雪车信号优先请求应用分析》，UT-22.14，2022 年 7 月。获取日期：2024年 5 月 8 日。[在线获取]：https://rosap.ntl.bts.gov/view/dot/63156
[3] R. S. Sakhare 等，《排队预警引导车对交通行为的影响：当前试点项目》，FHWA/IN/JTRP-2022/26，2022 年 10 月。数字对象标识符：10.5703/1288284317448
[4] AppInfo 公司，《校车优先试点项目概述》，AppInfo 公司，2022 年 10 月。获取日期：2024 年 5 月 8 日。[在线获取]：https://appinfoinc.com/wpcontent/uploads/2022/10/school-bus-priority-pilot-overview.pdf
[5] K. Ozbay 等，《车联网试点部署项目第三阶段：PED-SIG—— 纽约市运输部（NYCDOT）》，FHWA-JPO-22-921，2021 年 12 月。获取日期：2024年 5 月 8 日。[在线获取]：https://rosap.ntl.bts.gov/view/dot/63614
▎好书推荐
本书由吴冬升、李大成担任主编，机械工业出版社出版。书中在分析智慧城市重点建设内容和智能网联汽车重点发展内容基础上，进一步探讨智慧城市与智能网联汽车融合发展带来的车联网智能道路基础设施、新型能源基础设施、地理位置网、现代信息通信网、车城网平台建设和发展情况。并且介绍智慧城市与智能网联汽车融合创新发展的相关案例。了解详情请点击：【新书推荐】《智慧城市与智能网联汽车，融合创新发展之路》
吴冬升 博士
