車載緊急呼叫系統(tǒng)測試

緊急呼叫系統(tǒng)（eCall）在發(fā)生事故時可自動或手動觸發(fā)緊急呼叫裝置，直接連接公共安全應(yīng)答點（PSAP）。通過免提技術(shù)，在PSAP和事故車之間建立音頻連接。為了測試和優(yōu)化eCall系統(tǒng)的通訊質(zhì)量，確保最優(yōu)通訊，HEAD acoustics提供了相應(yīng)的測量技術(shù)。eCall系統(tǒng)測試實施主要工作包含測試用例執(zhí)行、測試數(shù)據(jù)信息采集記錄、借助測試工具及l(fā)og文件對問題原因分析及定位、測試結(jié)果發(fā)布、缺陷跟蹤與回歸測試。問題原因分析及定位是測試內(nèi)容實施的核心工作之一。模擬車輛發(fā)生緊急情況時應(yīng)急呼叫系統(tǒng)的反應(yīng)情況，保障車輛和人員的安全，為救援工作提供快速相應(yīng)的能力。

1?車載緊急呼叫系統(tǒng)介紹

1.1車載緊急呼叫系統(tǒng)組成

車載緊急呼叫系統(tǒng)主要組成由車內(nèi)呼叫系統(tǒng)（IVS, in vehicle system）、公共安全回應(yīng)點（PSAP,public safety answering point）以及最小回應(yīng)字節(jié)（MSD, minimum set of data）三部分構(gòu)成，如圖1。

圖1 eCall系統(tǒng)組成圖

1.2緊急呼叫系統(tǒng)原理

歐盟啟動"泛歐eCall服務(wù)"的運作模式。當(dāng)汽車觸發(fā)安全氣囊時，車載感測器將自動觸發(fā) eCall，此時車載系統(tǒng)將與112建立語音連接，與此同時，將發(fā)送最小數(shù)據(jù)集（MSD）包括時間、地點、行駛方向和車輛描述等事故關(guān)鍵信息給最近的第一層PSAP（公共安全應(yīng)回點）， PSAP 運營商將同時收到語音呼叫及MSD。MSD提供的訊息將被解碼并顯示在 PSAP運營商設(shè)備上，同時，運營商將能聽到車內(nèi)發(fā)生的事情，還可以與乘客進行語音通話。這些將幫助運營商確定事故現(xiàn)場所需的緊急服務(wù)轉(zhuǎn)至第二層PSAP，如救護車、消防隊、警察等做適當(dāng)響應(yīng)。如果eCall沒有自動啟動，受傷的駕駛?cè)嘶虺丝鸵部梢灾苯影粹o報案。

1.3緊急呼叫系統(tǒng)模型

車載緊急呼叫測試系統(tǒng)在測試過程中，需要模擬車載產(chǎn)品在實際使用過程中遇到的各種網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)和車輛狀態(tài)。模擬情況包括eCall系統(tǒng)在車載傳感器自動激活或手動激活時通過公共移動無線通信網(wǎng)絡(luò)，攜帶最少量的數(shù)據(jù)，在車輛乘客和eCall公共安全呼叫中心之間建立基于112緊急服務(wù)電話的音頻連接。[1]實現(xiàn)車輛發(fā)生碰撞事故情況下向PASP中進行數(shù)據(jù)發(fā)送。

2?緊急呼叫系統(tǒng)研究

2.1標(biāo)準(zhǔn)化體系

目前eCall的標(biāo)準(zhǔn)主要包括三種標(biāo)準(zhǔn)類型。一個是歐洲的eCall測試標(biāo)準(zhǔn)，主要包括歐洲的車載體系認(rèn)證法規(guī)Regulation (EU) 2017/78、Regulation (EU) 2017/79以及Regulation (EU) 2015/758，還有ETSI TS系列標(biāo)準(zhǔn)中的ETSI TS 102 936-1、ETSI TS 102 936-2和ETSI TS 126 267標(biāo)準(zhǔn)。二是俄羅斯的ERA-Glonass標(biāo)準(zhǔn)，包括GOST R 55534-2013 、GOST 33467以及GOST 33470。三是日本的telec標(biāo)準(zhǔn)。本文研究內(nèi)容主要針對于歐盟車載體系的測試標(biāo)準(zhǔn)。[2]

2.2eCall 帶內(nèi)調(diào)制解調(diào)器體系結(jié)構(gòu)

根據(jù)帶內(nèi)調(diào)制解調(diào)器的需要，通過移動語音信道傳輸數(shù)據(jù)為eCall系統(tǒng)實現(xiàn)的困難點，因為在數(shù)字蜂窩系統(tǒng)中使用的語音編解碼器為語音信號已經(jīng)進行了壓縮和明確的優(yōu)化。因此，調(diào)制解調(diào)器信號在通過由語音編解碼器、無線電信道上可能的退化和語音解碼器組成的具有錯誤隱藏的有效傳輸解碼器后可能產(chǎn)生嚴(yán)重失真。此外，在數(shù)字蜂窩通信中，幀丟失經(jīng)常發(fā)生，并增加通過帶內(nèi)調(diào)制解調(diào)器進行數(shù)據(jù)恢復(fù)的負(fù)擔(dān)。eCall系統(tǒng)IVS信號傳輸如圖2。

圖2  IVS中信號傳輸

目前的eCall系統(tǒng)的解決方案包括一個IVS數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)器和一個PSAP數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)器，使用的信號被設(shè)計為通過只有中等失真的現(xiàn)代語音編解碼器，但提供了足夠高的數(shù)據(jù)速率的快速MSD傳輸。

在建立緊急語音呼叫（自動或手動）后，IVS調(diào)制解調(diào)器接收器不斷監(jiān)視來自語音解碼器輸出的輸入信號。當(dāng)PSAP操作發(fā)出MSD請求時，IVS將IVS數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)器發(fā)射器連接到語音編碼器的輸入，并在MSD傳輸期間屏蔽掉車內(nèi)的任何語音，以防止其干擾eCall數(shù)據(jù)傳輸，保證IVS來觸發(fā)MSD傳輸。在這種情況下，IVS要求PSAP請求MSD傳輸。

2.3PSAP數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)器的工作原理

PSAP數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)器在觸發(fā)了用于MSD傳輸?shù)腎VS數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)器之后，eCall PSAP接收器持續(xù)監(jiān)視來自PSTN的傳入信號。當(dāng)檢測到并同步eCall數(shù)據(jù)信號時，信號解調(diào)器解調(diào)傳入的數(shù)據(jù)符號。HARQ解碼器會將第一個MSD傳輸?shù)男畔⑴c其他的任何的傳輸信息結(jié)合起來，并解碼FEC以確定信息比特。解碼器對CRC保護的MSD信息的估計。如果在解碼的MSD中檢測到CRC錯誤，則PSAP接收器返回NACK，從而提示IVS發(fā)射器提供具有增量冗余的重傳。否則，MSD信息提供給PSAP，同時通知鏈路層或更高層ACK消息不再需要重新傳輸。信號傳輸過程如圖3。

圖3  PSAP中信號傳輸

當(dāng)PSAP發(fā)射器需要使用語音通道進行反饋消息時，輸出語音路徑被關(guān)閉。一旦正確接收到MSD并傳輸了ACK消息，語音路徑將解除靜音，以避免干擾正常的語音呼叫。

3?結(jié)束語

車載緊急救援呼叫系統(tǒng)在車輛遇到碰撞事故、嚴(yán)重故障時可以自動或手動通過蜂窩網(wǎng)絡(luò)建立與接警指揮中心的話音連接并傳送車輛位置信息.這一系統(tǒng)的推行將有利于節(jié)省救援時間,保障公民安全。隨著VoLTE技術(shù)的發(fā)展,車載緊急救援呼叫系統(tǒng)未來也將擁有更好的性能。[3]

結(jié)合國內(nèi)eCall系統(tǒng)的現(xiàn)狀，國內(nèi)的車載緊急呼叫系統(tǒng)有兩種實現(xiàn)形式，第一種是整車生產(chǎn)下線時隨車配備，通過車輛內(nèi)部的車載SOS物理按鍵觸發(fā)報警，該按鍵一般位于車輛后視鏡或車輛上方的操作按鈕中。第二種是在車上加裝一個后裝車載智能硬件，這個硬件具備報警信息感知、傳輸?shù)裙δ?，常見的后裝硬件形態(tài)有行車記錄儀、ETC、OBD等。在eCall系統(tǒng)逐步推廣的歐盟數(shù)據(jù)顯示，安裝車載事故緊急呼叫系統(tǒng)會使緊急響應(yīng)時間縮減50%—60%，死亡人數(shù)減少4%，重傷人數(shù)減少6%，同時能有效降低發(fā)生二次事故的風(fēng)險，減少交通堵塞的時間。

“北斗+蜂窩通訊”能夠?qū)鴥?nèi)的緊急呼叫系統(tǒng)在車載終端感知能力、定位模塊的響應(yīng)速度上達(dá)到世界先進的水平。中國的車載事故緊急呼叫系統(tǒng)在報警數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)中還將增加北斗特有的短報文通訊技術(shù)。因此，推廣車載緊急呼叫系統(tǒng)對國內(nèi)的車輛道路安全情況會有大幅度的改善。

STIEE通訊實驗室目前具有完備的零部件測試能力：零部件測試能力包含功能和協(xié)議一致性、無線通信性能、衛(wèi)星定位性能、機械和環(huán)境可靠性、抗沖擊特性、系統(tǒng)自檢特性、隱私和數(shù)據(jù)保護等，整車測試能力包含整車免提通話性能、實車碰撞觸發(fā)特性、靜態(tài)側(cè)翻和動態(tài)側(cè)翻觸發(fā)特性等。