ISO 26684：协作式交叉口信号信息与违规警告系统

一、ISO 26684 标准概述

ISO 26684:2015 定义了协作式交叉口信号信息与违规警告系统（CIWS）的运行概念、系统要求和测试程序。该标准由智能运输系统技术委员会 ISO/TC 204 制定，针对道路交通中最危险的场景之一——信号交叉口违规行为，旨在减少由此导致的严重伤害、死亡和财产损失。根据交通安全研究，交叉口相关碰撞占城市道路死亡事故的很大比例，使 CIWS 成为零死亡愿景方法的关键组成部分。

CIWS 利用车路通信（V2I）技术为驾驶员提供实时交通信号相位信息，并在必要时发出即将违规的警告。系统架构包括安装在信号交叉口的路侧设备（RSE）和车辆内的车载设备（OBE）。RSE 广播信号状态数据（包括相位、时间和位置信息），OBE 将这些数据与车辆行驶数据结合处理，判断是否应向驾驶员发出警告。

二、系统架构与功能要求

2.1 CIWS 分类

2.2 状态机设计

CIWS 通过定义明确的状态机运行，包含四个主要状态：RSE 非激活、RSE 激活、OBE 非激活和 OBE 激活。在激活状态内进一步区分警告和非警告子状态。六个精确指定的转换标准控制状态变化：

• 标准 1（RSE 激活）：操作员或自动系统开启 RSE 时激活。
• 标准 2（RSE 停用）：由操作员操作、系统故障检测或维护模式触发。
• 标准 3（OBE 激活）：车辆点火或附件开关打开时激活。
• 标准 4（OBE 停用）：点火关闭或系统故障时停用。
• 标准 5（Class II 警告激活）：基于 TTAI 计算，车辆进入警告区域时触发。
• 标准 6（警告解除）：越过停车线后或驾驶员操作消除违规风险时解除。

三、警告阈值算法

ISO 26684 的核心技术创新在于数学上精确的警告阈值计算。到达交叉口的时间（TTAI）表示车辆以当前速度到达停车线所需的时间。

TTAI = X_v / v

警告逻辑将 TTAI 与剩余绿灯时间（G_r）和黄灯时长（Y）进行比较：

RSE 必须设置在能够为最快预期车辆提供足够安全停车距离的位置。最小距离计算考虑了驾驶员感知反应时间、OBE 处理延迟和车辆制动性能。

四、测试要求与验证

标准规定了部署前验证 CIWS 性能的综合测试要求。

测试环境：平坦干燥的沥青或混凝土路面，环境温度在 10 至 30 摄氏度之间。测试交叉口可在封闭测试道上进行以消除不可控变量。进近区域必须清晰标注从 RSE 通信点到停车线的已知距离。

测试车辆：必须配备精密数据记录仪，捕获 CIWS 输出作为时间和车辆位置的同步函数。建议使用至少 10 Hz 更新率的 GNSS 数据记录以进行精确轨迹重建。

Class I 测试程序：在设计速度下进行一次通过/失败测试，验证信号相位信息正确显示给驾驶员。

Class II 测试程序：需要进行两次测试——一次进近时序触发警告激活，另一次不触发。系统必须正确区分这两种条件。标准中的示例使用 65 km/h 进近速度和 30 秒绿灯间隔，得出绿灯开始后 23 秒的警告阈值。

通信延迟预算：标准规定 OBE 通信加处理的最大允许延迟为 200 毫秒，RSE 数据广播为 1.0 秒。这些严格的时序约束是实时嵌入式系统设计的关键参数。

五、工程设计见解

ISO 26684 为从事 V2X 安全系统开发的工程师提供了若干宝贵经验：

GNSS 独立性：虽然 GNSS 是主要定位源，但系统也可从 RSE 点通信区推导位置。这种双冗余方法在卫星可见度受限的城市峡谷或隧道引道等具有挑战性的环境中提高了鲁棒性。

感应信号兼容性：标准明确警告，在使用点通信时 CIWS 不应安装于感应式（可变定时）信号交叉口，因为交通检测导致的不可预测相位变化会破坏固定阈值警告算法的有效性。

HMI 设计原则：警告显示必须直观、不分散注意力，并在多个竞争性车载告警中适当排序。标准将详细 HMI 设计留给制造商，但要求在多个警告之间进行适当仲裁。

故障模式管理：OBE 必须自主检测系统故障并通知驾驶员 CIWS 信息不可用。这种优雅降级机制可防止对警告系统的过度依赖，确保驾驶员保持适当注意力。

六、常见问题