防止水飄失控危機!《Audi》AIS汽車安全科技《5G》通訊也是關鍵
AIS為Aquaplaning Intelligent Solution之縮寫,也就是智慧型水飄抑制系統,這是Audi與Easyrain、Bosch、Italdesig等協力廠商共同研發的汽車安全科技,這不只關係到目前的駕駛安全,對於未來自動駕駛可靠性更有關鍵性的影響。
▲Aquaplaning水飄現象又稱為積水打滑、浮水效應,當車速達80km/h以上,路面積水超過2公分以上,就很容易發生水飄現象導致車輛失控,即便是在直線行駛狀態,同樣會有Spin危機,如果是在彎道上高速壓過積水路面,絕對是更容易發生水飄現象。根據統計,歐洲約1/4的交通意外,都發生在濕滑路面。圖片來源:auto.pub
即便一般街胎都具備排水溝槽,車輛也具備ESP電子動態穩定系統、TRC尋跡防滑系統、ABS防鎖死煞車系統,但這些安全設計並不能有效抑制水飄現象,即便在未超速行駛的情況下,依然會受發生水飄失控威脅,唯一辦法就是靠駕駛者的開車經驗,判斷雨勢大小、積水深度、車身擺動、方向盤扯動狀況,適時降低行車速度,並經常注意輪胎安全性,更換胎紋太淺的輪胎,避免水飄情況發生。
但是來到了自動駕駛的世代,行車速度乃是統一規範,就不在於人的定義,此時相信沒有人可以忍受「無法克服的潛在危機」這種不定時炸彈,意味著任何潛藏的危險都要有對應之道,換句話說,水飄現象必須被有效抑制才行,其它不定時炸彈,還有路口撞擊警示+煞停、行人與單車撞擊警示+煞停、路面崩塌警示+煞停系統等。
▲因此Audi已經研究出一套好方法,專門用來對付水飄現象,那就是「AIS」,作動原理乃是在左右前輪前方各設置一個高壓噴嘴,當車輛行經積水路段時,高壓噴嘴會自動彈出,並且對著柏油路面噴射高壓水柱(是噴水不是噴空氣,噴水的效果比噴空氣更好),主動將積水噴到輪胎左右二側,藉此維持輪胎的貼地效能與摩擦力,根據多次實驗測試,AIS效能相當優異,駕駛者幾乎感受不到路面積水情況,車身完全沒有搖擺。
▲實驗車輛為Audi A6,測試環境為帶有側向G值干擾的高速彎道之中,測試速度則是設定在60~110km/h之間,AIS的實戰效能相當優異,並且已達量產與市售化標準,但「啟動時機」尚未完全克服,且看以下分析。
然而AIS並非萬靈丹,當積水深度「太離譜」,如已經達到10公分以上「水坑」的程度,足以直接淹沒高壓噴嘴,此時AIS無法發揮正常功。此外AIS只能對應「積水」而不能對抗「淹水」,因此AIS無法幫助車輛通過水深及腰的地下道!此外AIS也沒有針對越野地形做測試,所以同樣不適用於巴黎-達卡或WRC等越野賽事,但說不定能加以發展成為一項全新的越野秘密武器!
AIS的作動原理雖已達到「可靠」的境界,但預計仍要等到2024年才能上市,並非專利與認證問題,目前工程團隊遇到的瓶頸為AIS的「作動時機」,因為目前所有裝置於車輛上的遠距離感測設備,如光學鏡頭、紅外線影像、雷射光達、毫米波雷達…等,都無法有效偵測路面積水深度,加上彎道被遮蔽的盲區積水危機,都會導致AIS無法適時作動。
因此AIS除了接收車輛上的偵測訊號之外,仍須配合結合車聯網、GPS訊號與各種感測設備的「數位水飄資訊」才能發揮完整的防護功效。然而目前的車輛通聯網路仍停留在4G階段,最短反應時間為98毫秒(訊號延遲時間),反應速度不夠快,不足以適時啟動AIS達到安全防護境界,此外應用於路口車輛碰撞防止系統,以及行人及騎士碰撞防止系統,4G的傳輸速度同樣不夠快。
然而5G通訊傳輸最短反應時間低於1毫秒!而且通聯密度是4G的百倍以上,足以勝任車輛安全通聯網路之重責大任。因此目前許多相關於車輛行駛安全的數位通聯資訊,包括自動駕駛技術,都等到5G通訊系統普及後才能運作,包括行人撞擊安全,也都要靠5G手機感應與分析(總不能在所有人體內都植入晶片吧),方能達到最精確與最快速的判斷。
其實這只是5G通訊科技應用的一環,其它還有非常多的科技,未來都要和5G結合,衍生出的資訊安全問題相對敏感,因此中美雙方為何會針對5G相關科技持續角力,相信讀者不難理解。
▲水飄現象分析圖