AUDIO MOBIL 在《汽车经济全价值链杂志》(ZfAW) 上发表文章

人类的出行方式经历了一个艰辛的历程，从纯粹的徒步，到使用马车，再到内燃机汽车的发明。其中有一点显而易见：我们的动力源于以高效且节省的方式跨越更远的距离。在“移动出行 3.0”的框架下，这些属性现在得到了现代通信手段组件的补充。如今，在车内保持“始终在线”不仅是汽车制造商营销部门的必然要求。即使是“智能手机一代”，在长途跋涉时也不愿再缺少这款数字瑞士军刀。

在这场数字革命时代，交通危险往往被忽视，或者至少被淡化。但出行方式演变的背后究竟隐藏着什么？这类通信技术开启了哪些可能性？人类是否能够胜任这些技术条件，还是需要经过几代人的更替才能真正可持续地确立这些主题？我们是否对自动驾驶持开放态度，并且是否意识到潜在的风险？

许多科学家正在各自的知识领域对这些问题进行实证研究，这也为我们汽车驾驶者带来了改进和便利。目前，电子行业与汽车行业迥异的生命周期构成了一个不和谐的连接环节。理想情况下，汽车行业应致力于与 IT 行业共同完成当前的范式转变。在可预见的未来，技术前提必须至少经过协调后的适配。但在这种背景下，作为联网车辆实际用户的人又在哪里呢？

总部位于上奥地利州兰斯霍芬的研发工作室 AUDIO MOBIL Elektronik GmbH 的首席执行官 Thomas Stottan 以远见卓识的眼光审视了联网车辆的精彩前景，以及人机交互 (HMI) 方面的研究相关课题。

引言

AUDIO MOBIL 从事汽车信息通信技术 (CarICT) 已有 25 年以上。在现代操作系统的日常开发中，公司致力于简化车辆用户的日常生活，并以此确立了作为汽车行业资深开发合作伙伴的地位。这项工作带来了一些引人入胜的挑战：汽车与个人出行有什么关系？例如，如果你被困在交通拥堵中，你是否还在进行个人出行？接下来我们将通过不同的途径探讨这些问题。

观察个人出行的几代演变，人们会注意到个人出行方式的进化变革。“移动出行 1.x”（公元前 700 万年至公元 1800 年左右）描述了人类自大爆炸以来，通过轮子的发明，再到战车和马车的使用，在移动行为方面的蜕变——这已经是移动行为和里程需求的一次显著扩展。简而言之，这是一种纯粹依靠肌肉辅助来延长里程的措施，因此可归类为人类出行的第一次进化。

在这种背景下，“移动出行 2.x”的众多中间阶段代表了 17 世纪初工业革命过程中蒸汽机的诞生和第一批机械动力马车。即使是高度现代化的驱动概念——无论是各种发展阶段的混合动力还是电力驱动——也仅仅是通往未来“移动出行 3.0”的一个初步阶段。
这极有可能是个人出行的又一次革命。“移动出行 3.0”是利用我们的智慧来使用个人出行形式的结果——就像我们在初期学会应用人类体力一样。今天很明确的是，个人出行并不纯粹绑定在汽车上，而是可以通过使用各种交通工具来实现。

公共汽车是公共交通工具吗？如果是，那么包租的旅游巴士又是什么？
在交通拥堵中，我们驾驶汽车是个人出行还是受他人控制？通常情况下，移动出行是个性化的。因此，有必要重新定义一些术语：我们称之为“移动出行生态系统”。

移动出行生态系统

如果我们摆脱个人交通和公共交通这些限制性术语，就可以重新定义不同的影响因素。移动出行生态系统分为以下核心主题，并附带示例性的主题和归属领域：

单人交通工具（自主）：

• 自行车骑行者
• 行人
• 大众交通工具
• 船舶交通
• 航空交通
• 有轨电车
• 公共汽车
• 地铁和城际快铁
• 铁路交通

 

基础设施：

• 交通引导设施
• 公路网
• 停车场
• 施工现场
• 定居结构
• 能源供应商

 

信息结构：

• 天气
• 城市信息
• 旅游信息
• 交通信息

 

单人交通工具（动力）：

• 乘用车
• 货车
• 单轨机动车

 

移动出行生态系统这些组成部分的核心是人类追求最高效率的个人出行。移动出行生态系统的复杂性正在增加。为了能够长期实现预期的效率，需要使用 ICT（信息和通信技术）等新技术。与此相关的是关于数据隐私安全的基本决策。符合目前最高数据保护标准“欧洲隐私印章”(European Privacy Seal) 的技术解决方案现已开发并在市场上确立。AMV-Networks GesmbH 的 xFCD 系统就是一个例子。

联网车辆的演变

在此背景下，我们希望探讨联网车辆的演变——如同移动出行的演变一样——并观察已投入使用或未来将投入使用的技术。过去有哪些形式的通信标准，目前正在使用哪些标准，以及可以预期哪些发展？

车辆的联网始于所谓的“游牧设备”：智能手机、手机和移动导航系统，人们将它们与车辆连接 (N2C)，例如连接免提装置、将个性化音乐播放列表集成到车辆中，或将设备用作移动导航解决方案。这些技术至今仍在沿用。与此同时，将公益性数据实施到车辆中 (x2C) 以及反向的车辆到外部 (C2x) 已成为现实。因此，今天人们会收到计划路线上的事故警告，获得附近停车机会的提示，或获知当前位置的速度限制。这些都是当今已知且被广泛使用的技术和标准。

未来让车辆联网变得如此有价值的原因在于车辆之间的通信，以及个性化数据与基础设施的结合使用。无论是电动汽车在可预见的未来是否需要充电，以及车辆是否会自动寻找合适的充电机会，还是前车警告后车驾驶员注意障碍物。所有这些都将对移动行为产生持久影响，并显著提高安全性。个人出行的优势尚未被完全评估。根据最高效率评估并取决于可用交通工具或车辆的行程无缝覆盖，将彻底改变未来的移动出行。当然，到目前为止，这一切仍是愿景。然而，为了能尽快启动这一演变，需要对车辆联网有广泛的接受度，并使所应用的技术具有透明度。
专家们一致认为，未来的高效出行只能通过个人联网来实现。在此，汽车和 ICT（信息和通信技术）这两个基石构成了“移动出行 3.0”的完整领域。

车辆联网的基本原理

xFCD——“扩展浮动车数据”代表了车辆联网框架下的基础技术，并以 C2x 和 x2C 技术形式生成车辆与基础设施之间的通信形式。Car2x 将车辆特定数据（位置、速度、燃料量、里程数和许多其他参数）匿名发送到独立的计算中心，该中心再将这些数据匿名转发给基础设施措施，并以此方式控制交通信息服务、交通控制措施和类似工具。对于驾驶员以及信息服务提供商来说，这是一个双赢的局面。当然，这始终以数据安全和个性化数据保护为最高前提。
相关悬而未决的问题早已解决，唯一需要尽快整合的是立法和全球通用的标准。最后但同样重要的一点是，汽车行业必须尽快认清时代趋势，并为少数仍未解决的问题提供可持续的智能解决方案。

数据提供的应用示例

数据提供的适用性是一个拥有近乎无限可能的领域。从“企业对企业”(B2B) 细分市场开始，可以列举许多应用领域，从个性化维修服务应用、寻车解决方案、租赁模式、直接向政府部门结算的电子驾驶日志，到共享汽车模式以及车队管理模式。

另一个细分市场是“企业对政府”(B2G)，在这里，蓝光组织（应急服务）的调度控制可以受到积极影响，同样受到影响的还有一般交通规划、逆行警告、停车位管理或一般的公共交通（简称 ÖPNV）。

所有这些业务领域——如果说已经存在的话——都还处于起步阶段，但在多方面仍可预见其成功。如果汽车行业不能尽快利用这个极具吸引力的市场，那么像谷歌和苹果这样的移动出行跨界者将知道如何持久地占据这个市场。

欧洲汽车 ICT 市场发展

然而，车辆联网框架下的所有技术不仅承诺在未来移动出行中提供更高的安全性和效率。不应忽视的是，仅在欧洲，预计每年的营业额就达到约 1,500 亿欧元。提醒一下，这只是初步的保守估计。

得益于现代电信标准（如 LTE）的使用或法律要求的 eCall（紧急呼叫系统）的实施，这预计将在 2018 年得到支持。因此，这是一个极其丰厚的市场细分领域，目前仅向我们展示了其开端。因此，信息和通信技术 (ICT) 是未来的真正燃料——无论当前的驱动系统讨论如何。

分心是安全出行模式的真正潜在危险

如前几章所示，许多联网技术已经成熟，只需投入少量资源即可尽快整合到市场中，但是：在这种背景下绝对不能忽视的是，媒体的发展速度与汽车行业相比呈指数级增长。

收音机用了 38 年才在全球范围内达到 5,000 万用户的覆盖率，而电视媒体仅用 13 年就实现了这一目标。移动电话在 11 年内拥有了 5,000 万用户，互联网仅用 3 年就跨过了这一门槛。像 Facebook 或 Twitter 这样的社交网络（仅举最受欢迎的例子），仅用了 9 个月就达到了全球令人难以置信的 1 亿用户数量。这是一种极短时间内的极端扩张——与之相对的是汽车行业相对缓慢的周期。汽车用了 60 年才达到 5,000 万用户。因此，这是一种非常不平等的节奏，如果汽车制造商未来想让心仪的客户对他们的产品产生兴趣，就必须尽快弥补这一差距。

在这种背景下，同样必须注意的是驾驶员因过多的功能和服务而分心的问题。

1983 年，除了实际驾驶车辆外，驾驶员需要掌握的功能只有相当有限的 7 项（时速表、燃油表、转向灯等），而到 2010 年，这一数字已达到 38 项及以上。今天同样可用的服务甚至还未计算在内。在一辆配置良好的中级车中，人们会面临大约 60 项功能（雨量传感器、倒车摄像头、泊车辅助等）。如果参考摩尔定律 [1] 或巴克斯顿定律 [2] 等考量，这个数量已经远远超过了我们的神经负荷极限。也就是说，在千禧年之交，负荷极限已经被抛在脑后，人类在很大程度上受制于技术，现代人只能动用所有的神经储备来控制技术。技术的发展速度快于其操作能力的提升。

在驾驶车辆的同时进行这些操作，极大地超出了我们的能力范围。与技术发展相反，人类在认知能力方面的进化处于停滞状态。驾驶环境在过去 30 年中发生了剧烈变化，对驾驶员提出了明显更高的要求。在人类感官能力保持不变的情况下，功能的增加对车内人员的安全构成了高风险。

对汽车制造商的任务必须明确定义。现代车辆中的传感器及与之相关的辅助工具当然有助于提高安全性。然而，辅助系统和传感器是否必须由驾驶员单独激活或停用，仍存疑问。智能手机与车辆的集成也不是解决所有问题的办法。背后的问题和解决方案更多在于，如何将我们个性化定制的智能手机功能良好地集成到车辆架构中，以便在驾驶过程中也能安全使用。

然而，考虑到不断推进的车辆联网和对自动驾驶方式的渴望，无论如何都必须重新思考当今的车辆结构。目标必须明确是技术的“人性化”——使技术解决方案适应人类个体。

在这种背景下，还应考虑将普遍的分心视为未来出行模式中被低估的危险。想想每天发生的场景，例如边骑车边打电话从而分心的骑行者，在过马路时因听音乐而分心的行人，或其他类似的风险群体：缺乏互动也可能使目前正在推进的自动驾驶试点项目戛然而止。

车辆需求在性别之间存在差异

除了跨平台车辆联网的自觉必要性外，男性和女性对交通工具的需求也存在差异。这里暂且撇开人口统计学方法或社会根深蒂固的基本考量。例如，女性经常会问，手提包在车内哪里可以随手拿到且防撞放置——这个问题对男性来说完全没有相关性。数字应用的情况也类似。专家在一项科学研究中调查了汽车内与性别相关的用户行为（提醒一下，是在驾驶过程中），并发现了一些令人担忧的结果。

正如“汽车内与性别相关的用户行为”研究 [3] 所显示的，在通话、GPS 功能或 Facebook 的使用频率和表现形式上存在性别差异。

尽管法律明确禁止，但女性和男性使用智能手机通话功能的现象非常普遍。研究还证实了一个遗憾但相当明显的趋势，即驾驶过程中的信息发送行为。

电子银行和社交网络的使用情况令人震惊：虽然男女之间的使用百分比有所不同，但总数高得惊人。在这里，立法部门肯定被要求采取必要的交通安全措施，从而相应地遏制驾驶过程中的直接智能手机使用，以将分心潜力降至最低。除其他外，2015 年第 53 届德国交通法庭日要求为汽车制造商、信息、通信和娱乐设备生产商以及服务提供商建立框架条件，以实施情境化功能抑制的可能性。例如，这涉及在驾驶过程中禁用手动目的地输入或锁定文本输入。至少在自动驾驶框架下的替代出行方式能够实现运行安全之前是这样。

驾驶员分心

从科学角度来看，当用户专注于其他活动时，分心可分为三大类。

手动分心，即驾驶员只需将一只手离开方向盘即可操作设备。视觉分心，涉及需要将视线离开路面的任务。最后是认知分心，即活动需要将驾驶员的心理注意力从纯粹的驾驶任务中抽离。

在这种背景下评估人类的神经信息流和电容式整体感知，会发现最发达的感官是视觉。排在第二位的是触觉，但它已经远远落后于视觉。在触觉之后，不太发达的是听觉、嗅觉和味觉等其余感官。因此，绝对建议根据人类在任务完成方面的“基本配置”来调整现代车辆架构的操作界面。只有这样，现代、整体的 HMI 系统才能发挥作用。

HMI 测试系列作为科学依据

萨尔茨堡大学由 Manfred Tscheligi 教授领导的上下文界面克里斯蒂安·多普勒实验室 (Christian Doppler Laboratory for Contextual Interfaces) 专门研究了实际驾驶任务中与感官生理分心行为相关的问题，并在 2010 年、2011 年和 2012 年进行了广泛的 HMI 测试。
测试系列采用了从紧凑型到中高级型的各种类别车辆。
该研究的目标是展示实际运行中（即在道路上）的分心行为——这与美国国家公路交通安全管理局 (NHTSA)（负责道路和车辆安全的民用联邦机构）纯粹面向模拟器的测量方法完全不同，但后者被用作基准并据此给出了明确的建议。

研究结果 [4] 说明了一切，并要求采取紧急行动。在这些测试系列中，几乎没有一辆车能在 NHTSA 要求的时间限制内成功完成任务——尽管受试者在测试前能够深入了解各个系统。在某些情况下，大大超出了标准时间规定（目标值为 24 秒，实际测得的值在 80 到 175 秒之间），这表明汽车制造的这一领域仍有许多改进措施的空间。

语音控制：并非“万灵药”

人们可能会反驳这些论点，认为现代系统操作包含语音控制，因此可能会降低认知负荷。遗憾的是，事实并非如此，正如 AAA 交通安全基金会 [5] 在一项“心理工作负荷”研究中发现的那样。

在研究中，除了驾驶任务外，驾驶员还被要求完成现实中每天都会遇到的各种任务。因此，简单听收音机产生的认知负荷，以及法律允许的通过免提装置通话、与乘客交谈、非法使用手机通话或输入车载菜单系统，都被考虑在内。列出的这些任务增加了用户的认知负荷，使得纯粹的驾驶任务越来越退居幕后。

当车辆用户在驾驶之外还必须解决语音转文本任务，或者通过大众流行的 Siri 语音控制朗读文本时，认知负荷达到了极限。从测量结果中可以清楚地看出，驾驶任务完全被挤出了认知和感官生理感知的范围，受试者仅纯粹专注于语音控制任务。与分心因子为 2.8 的良好常规菜单输入相比，语音输入系统的因子为 4.2，表现明显更差。

这些结果与“驾驶员分心”一章中提到的人类整体感知潜力相吻合。因此，这是一个汽车行业必须迅速面对的科学任务领域，以便使现代操作系统适应人类的“基本配置”。点击、说话、滑动作为单一组件并不是理想 HMI 系统的选项。相反，根据人类的“基本配置”和当前有效的情境背景进行协调的各种输入方法，才是追求的目标状态。

创新技术概念为自动驾驶铺平道路

为了进一步集成人机交互的可能解决方案，车辆中定义了用户区域。因此，我们将车辆内部空间分为三个基本区域，结构如下：
驾驶员区域，执行所有涉及安全的交互；副驾驶/前排乘客区域，作为驾驶员的辅助区域；最后是后排座椅区域。这种区域划分需要不同的 HMI 概念，并有助于减少现代操作系统带来的分心潜力，或者至少按区域进行映射，并借助跨区域解决方案将驾驶员的分心潜力降至最低。

许多汽车制造商和供应商近年来试图在信息提供这一广阔领域建立能力，并将其融入创新的内饰概念中。这些方法在任何情况下都应给予积极评价——“人”这一因素仍产生大量挑战。

科学界，尤其是车辆用户，将在不久的将来决定我们将通过哪些系统满足哪些需求。除其他外，驾驶员将面临现代移动出行概念，并相应地调整其移动行为。通过“人性化”的操作技术，可以持久地促进高效应用的意愿。

因此，目前还不太受欢迎的电动汽车也只有在人们意识到阻碍其大规模普及的不是续航里程问题，而是能源管理问题时，才会获得广泛认可。“移动出行 3.0”是通过个人联网实现的高效出行——这是当今已知的车辆与信息通信技术以及其他出行服务的相互作用。正确利用这种相互作用将是未来的真正燃料。

参考文献

[1] Moor, G. (1965)：
《国际电子杂志》 (Electronics International)，
“集成电路”

[2] Buxton, W. (2001)：
《隐形的未来：技术在日常生活中的无缝集成》(The Invisible Future: The seamless integration of technology in everyday life)，
“少即是多”

[3] Kortus-Schultes, D. (2005)：
《性别差异》，
“大型市场研究‘男性 – 汽车’和‘女性 – 指数’的结果”，
下莱茵应用技术大学

[4] Tscheligi, M. (2013)：
《CHI ’13 计算机系统中人类因素扩展摘要》，
“汽车 HMI 测试包：研究车内 HMI 的一种可行方法”，
萨尔茨堡大学

[5] Cooper, J., Ingebretsen, H., Strayer, D., (2014)：
“六种不同车辆系统中常见基于语音的车辆交互的心理工作负荷”

AAA 交通安全基金会