社會各界對更安全的行車環境的期待，鞭促著各先進國家政府和全球主要汽車和汽車元件廠商積極往此方向邁進。
先進安全車輛是車用電子產業的趨勢
人類在20世紀經歷了兩次世界大戰，生靈塗炭的慘烈景象令人對戰爭的苦難悚然而思。經過深刻反省與批判後，人們開始自覺性地抑制大規模戰爭的爆發，追求和平的烏托邦境界。雖然政治集團之間、民族(部落)之間或是國家之間的暴力鬥爭得到有效的遏制，但由汽車向人類發動的無聲戰爭卻早已悄悄展開。根據世界衛生組織的資料，全世界每年有120萬人死於車禍，而在交通事故上受傷或致殘者更是高2,000萬人，因車禍造成的財產損失，也占全球國民生產毛額的2%，主要國家每年因車禍而導致死亡的詳細人數如圖1。
圖1 全球主要國家車禍死亡人數
Source: 交通部；NHTSA
車禍不僅會奪走無數人的寶貴生命，讓許許多多的家庭身陷困境，更會造成龐大的經濟損失，單單美國在2000年，就高達2306億美金。身為社會秩序守護者的政府機關，無不積極推動更安全的車輛及行車環境，以期將車禍事故所帶來的災難與痛苦降到最低程度；負責車禍賠償的保險業者為了能夠降低賠償金的支出，也是汽車安全化的重要推手之一；甚至，車禍被害人及家屬還會成立法人團體來監督汽車的安全性。所以，不同於大部分消費性電子產品多是由消費者與製造者來決定其供需，汽車及包含車用電子在內的汽車零元件等產品的市場，參與的利益團體相當多。在各方的需求激起下，跟安全相關的車用電子自然而然是車用電子市場中，未來成長幅度最高的一項。根據Strategic Analytics的資料顯示，2004至2009年，跟安全相關的車用電子系統的市場年複合成長率高達12.30%，詳圖2。
圖2車用電子各系統2004-2009年CAGR
Source: Strategic Analytics
過去提升車輛安全的主要設計方式是集中在發生碰撞的瞬間，藉由車體鋼板的特性和潰散區的保護，來吸收碰撞產生的能量，同時透過安全帶、氣囊等緩衝裝置將駕乘者所受到的傷害降低到最小值。不過，這些都屬於被動式安全。伴隨著車用電子技術的突飛猛進，高科技技術能夠幫助駕車者完成人們以往公認為「不可能的任務」，主動預防某些事故的可能發生。比方說：電子穩定控制器在接收從車體周遭從傳送的訊息後，會自動自發地矯正車體的傾斜度。先進安全車輛(Advanced Safety Vehicle; ASV)不僅追求被動式安全方面的加強，還希望研發出各式各樣的車用電子產品，主動地提供駕駛人行車路況資訊，甚至當車內的電腦系統判斷駕駛者無法處理的時候，由汽車接手駕駛，第一時間化危險於無形。未來汽車技術創新浪潮，並非只是簡單地滿足汽車安全的要求，而是要創造「無事故車輛」。除了目前逐步推動一些車上新的附加功能，使汽車更具智慧性，提供高係數的安全駕駛行為之外，再結合先進道路系統，構成先進車輛控制與安全系統(AVCSS，Advanced Vehicle Control and Safety System)，進一步為所有用路人打造一個安全的行車環境。
一. 先進安全車輛所具備的要素
由於現今電腦、資訊、電子、通訊與感測等科技的進步，使得先進安全車輛的構想提前實現，車輛智慧化的趨勢提前來臨，具備各項貼近人性與安全功能的智慧車已成為全球汽車產業發展重點。究竟何種車才算有智慧呢？這是一個見仁見智的問題。就如同人類聰明才智各有不同，智慧車也有不同的智慧。有的智慧車僅提供警示功能，有的可以代為操控部分機械功能，有的則可以完全取代駕駛者，達到無人駕駛的境界。一般而言，一輛可能為具有「先進安全」概念的車輛，需有以下功能：
(一)提升駕駛視野及辨認支援系統
黑暗延遲人類的反應能力，是造成行車危險的主要因素：夜間行駛的里程數隻占整里程數的百分之二十八，但卻有百分之五十五的車禍死亡是發生在太陽下山以後。因為一般駕駛人的反應有百分之九十是依賴視力，而視力在夜裏受到嚴重的限制，對距離和顏色的辨別能力，也在天黑以後明顯不同。主動式轉向頭燈、夜視系統等提高駕駛人對路況的觀察與判斷能力，改善夜間開車的安全性。
另外，就算是在白天，駕駛者的雙眼要同時專注前方路況下和察看位於開車視線下方的時速儀錶板是件極其危險的事，抬頭顯示器(Head-up Display; HUD)將行車資訊投射到擋風玻璃上，讓駕駛者以迅速方便的方式瞭解汽車行駛狀況，大幅減輕駕駛者的精神負擔與疲勞。
(二)危險預警能力
自然界生物皆有提早預警的本能反應，經意外事件分析統計，大約有60%交通事故駕駛人可以感覺危險正在發生中，然而在如此危急的狀況下，過去汽車只能等待車禍發生的被動防護，未來，卻是要汽車自發性的提出像自然生物本能的主動保護。危險預警的安全概念其實是來于現有的安全設計，利用感測器提升汽車行駛效率的作法是雷同。利用感測器的協助，不斷而同步的偵測駕駛人、道路與車輛狀況，提供駕駛對看不見潛在危險的輔助警告，例如瞌睡警示系統可以在駕駛人發生疲勞、身體不適或其他不宜駕駛情況以聲音、方向盤震動等方式發出危險警告。
(三)可防止碰撞的產生
在各種各樣的汽車事故中，大部分是由正面碰撞、死角、轉彎、追尾等引起，因而預防無預警地偏離車線、監視前方道路情況、防止死角碰撞是防止車輛事故的有效手段之一。透過裝設感測器為駕駛人提供回避訊息，進而自動控制車輛方向盤或是以加減速的方式保持適當間距。車道偏離系統、盲點偵測系統等是各相關廠商致力於開發的駕駛支援系統。更先進的防止碰撞之車用電子系統可讓汽車在無人駕駛的狀態下，依然與道路上的其他車輛保持著安全距離。
(四)對用路人保護
當碰撞難以避免時，系統判斷即將發生碰撞的標的物大小、方向、速度、位置與數量等物理參數後，在碰撞瞬間啟動相關設備，如安全氣囊，並將其設定值調整至最佳，能對駕駛者、行人及周圍環境提供適當保護，以降低傷害。過去，有少部分的駕乘者，尤其是小孩子，因為體型和所處位置的不當，被氣囊的充氣能量所傷。智慧型安全氣囊及安全帶，搭配著感測器，可更精准給予適當的保護。根據NHTSA的資料，2000年前座安全帶挽救了11,899條生命，同年安全氣囊挽救了1585條生命，是車禍事故發生時最能發揮保護車內駕乘者的前兩名裝置。
(五)防止災害擴大
無論裝配多先進的汽車電子產品，複雜的道路環境以及用路人難以預料的用路習慣，交通事故永遠都無法避免。若有一天不幸發生意外，到時候就得仰賴自動滅火系統的自發性地啟動，提供適當的拯救措施，以避免對駕駛者、乘客、周遭環境的傷害繼續擴大。或是猶如幫忙報案的好心路人之緊急救援服務(Emergency Call)，讓傷者能在最短的時間內獲得最確切的救治，有效降低傷殘率和死亡率。歐盟的研究顯示，車輛在郊區發生事故，配備緊急救援服務的車輛可使救難單位抵達現場時間縮短十分鐘。
二. 各國發展先進安全車輛現況
先進安全車輛的開發耗時費力，非一間廠商可獨力完成，加上可有效提升行車安全，降低社會成本，因此，自1990年起許多先進國家便將ASV的發展納為國家級計畫推動。
(一) 日本ASV發展簡介
日本是全球最先發展先進安全車輛的國家，運輸省從1991年便開始推動相關計畫。第一期先進安全車輛(ASV)計畫從1991年至1995年，由政府編列預算委由各大車廠進行小客車四大類20項先進安全系統技術的研發。第二期計畫期間由1996年至2000年，適用物件增加了大貨車、大客車及機車，系統技術也增加到六大類32項。
(二) 歐洲先進道路安全研究簡介
歐洲各國推動更安全的行車環境不遺餘力，保護行人、駕駛人、乘客的相關計畫相當多。目前在歐洲正在進行(或已經完成)的主要ASV計畫。
除此之外，歐盟執委會於2005年6月1日通過「i2010：2010 年的歐洲資訊化社會(i2010：European Information Society 2010」計畫，促進資訊社會暨媒體業的成長暨就業機會，而發展智慧車是此計畫的三大旗艦專案之一。為推動更安全的車輛，歐盟斥資2,980萬歐元，結合各大車廠、零元件廠商、IT產業和研究單位共同努力。主要項目有PReVENT、CARTALK2000等。
PReVENT: 包含12間車廠與16家零元件供應商在內的50多個產研機構，預計投入550萬歐元，其中歐盟將贊助298萬歐元，此項目的研發範圍相當廣泛，從駕駛過程的數位化地圖、到如何利用車內的電子系統來避免或降低事故的發生，直到如何防止災害的擴大，像是事故自動通報系統等等，規劃相當詳細。
CARTALK 2000:此專案早於2000年開始，並不隸屬於i2010計畫，但是有相當高的關聯性，目的是在於應用無線通訊技術和IT技術，然後建立車與車之間可互相溝通的平臺，結構如圖4。當某輛車偵測到前方路況擁塞、發生事故等等不利於後方車輛的行駛時，會自動傳送訊息給周圍的車輛，提早警示。
圖4CARTALK2000結構圖
Source: CARTALK2000
(三)美國ASV發展簡介
美國在先進安全車輛的發展上起步較其他先進國家晚，從1994年起才由聯邦高速公路局(FHWA，Federal Highway Administration)組成國家先進高速公路系統聯盟(NAHSC，National Advanced Highway System Consortium)推動為期八年的先進高速公路系統(AHS)計畫，但在1997年中止，之後由NHTSA所主導的智慧型車輛開發(IVI，Intelligent Vehicle Initiatives)計畫取代，繼續推動先進安全車輛的研發工作。
1.IVI計畫
美國從1994年起由聯邦高速公路局(FHWA, Federal Highway Administration)組成國家先進高速公路系統聯盟(NAHSC, National Advanced Highway System Consortium)推動為期八年的先進高速公路系統(AHS)計畫。但中途在1997年中止之後，便由國家高速公路交通安全局(NHTSA)所主導的智慧型車輛開發(IVI, Intelligent Vehicle Initiatives)計畫取代，繼續推動先進安全車輛的研發工作。
IVI計畫內容為發展360度全方位碰撞警示系統，如圖1中所示，其中包含三項主要的技術與設備：
(1)基本碰撞預防警示技術：自動巡航控制(Adaptive Cruise Control)，以防止車輛後方追撞，偵測車輛前方障礙物與行人。
(2)先進碰撞預防警示技術：車道變換/匯入的碰撞預防，交叉路口碰撞預防，車輛診斷，障礙物及行人偵測...等。
(3)基本旅行者資訊設備：導航／路線指引，即時交通與旅行者資訊，自動的撞擊通知。
2. PATH計畫
PATH計畫的全名為"California Partners For Advanced Transit And Highways"，開始於1986年，是一個跨領域的計畫。其目的在於發展廣納先進技術的基礎，以協助改善加州平面運輸系統的運作。成員有來自加州各大學的學者、學生、私人企業公司、地方機關與非營利機構。
PATH的研究內容可分為三大領域：(1)先進運輸管理與資訊系統(ATMIS, Advanced Transportation Management and Information Systems); (2)先進車輛控制系統(AVCSS, Advanced Vehicle Control and Safety Systems); (3)ATMIS與AVCSS的整合系統。其中AVCSS領域目前的研究內容可分為以下(1)AVCSS系統設計(System Design); (2)AVCSS安全(Safety); (3)AVCSS技術(Enabling Technologies);(4)車輛動態與控制(Vehicle Dynamics and Control);(5)車隊動態(Platoon Dynamics)。
先進安全車輛是車用電子產業的趨勢
人類在20世紀經歷了兩次世界大戰，生靈塗炭的慘烈景象令人對戰爭的苦難悚然而思。經過深刻反省與批判後，人們開始自覺性地抑制大規模戰爭的爆發，追求和平的烏托邦境界。雖然政治集團之間、民族(部落)之間或是國家之間的暴力鬥爭得到有效的遏制，但由汽車向人類發動的無聲戰爭卻早已悄悄展開。根據世界衛生組織的資料，全世界每年有120萬人死於車禍，而在交通事故上受傷或致殘者更是高2,000萬人，因車禍造成的財產損失，也占全球國民生產毛額的2%，主要國家每年因車禍而導致死亡的詳細人數如圖1。
圖1 全球主要國家車禍死亡人數
Source: 交通部；NHTSA
車禍不僅會奪走無數人的寶貴生命，讓許許多多的家庭身陷困境，更會造成龐大的經濟損失，單單美國在2000年，就高達2306億美金。身為社會秩序守護者的政府機關，無不積極推動更安全的車輛及行車環境，以期將車禍事故所帶來的災難與痛苦降到最低程度；負責車禍賠償的保險業者為了能夠降低賠償金的支出，也是汽車安全化的重要推手之一；甚至，車禍被害人及家屬還會成立法人團體來監督汽車的安全性。所以，不同於大部分消費性電子產品多是由消費者與製造者來決定其供需，汽車及包含車用電子在內的汽車零元件等產品的市場，參與的利益團體相當多。在各方的需求激起下，跟安全相關的車用電子自然而然是車用電子市場中，未來成長幅度最高的一項。根據Strategic Analytics的資料顯示，2004至2009年，跟安全相關的車用電子系統的市場年複合成長率高達12.30%，詳圖2。
圖2車用電子各系統2004-2009年CAGR
Source: Strategic Analytics
過去提升車輛安全的主要設計方式是集中在發生碰撞的瞬間，藉由車體鋼板的特性和潰散區的保護，來吸收碰撞產生的能量，同時透過安全帶、氣囊等緩衝裝置將駕乘者所受到的傷害降低到最小值。不過，這些都屬於被動式安全。伴隨著車用電子技術的突飛猛進，高科技技術能夠幫助駕車者完成人們以往公認為「不可能的任務」，主動預防某些事故的可能發生。比方說：電子穩定控制器在接收從車體周遭從傳送的訊息後，會自動自發地矯正車體的傾斜度。先進安全車輛(Advanced Safety Vehicle; ASV)不僅追求被動式安全方面的加強，還希望研發出各式各樣的車用電子產品，主動地提供駕駛人行車路況資訊，甚至當車內的電腦系統判斷駕駛者無法處理的時候，由汽車接手駕駛，第一時間化危險於無形。未來汽車技術創新浪潮，並非只是簡單地滿足汽車安全的要求，而是要創造「無事故車輛」。除了目前逐步推動一些車上新的附加功能，使汽車更具智慧性，提供高係數的安全駕駛行為之外，再結合先進道路系統，構成先進車輛控制與安全系統(AVCSS，Advanced Vehicle Control and Safety System)，進一步為所有用路人打造一個安全的行車環境。
一. 先進安全車輛所具備的要素
由於現今電腦、資訊、電子、通訊與感測等科技的進步，使得先進安全車輛的構想提前實現，車輛智慧化的趨勢提前來臨，具備各項貼近人性與安全功能的智慧車已成為全球汽車產業發展重點。究竟何種車才算有智慧呢？這是一個見仁見智的問題。就如同人類聰明才智各有不同，智慧車也有不同的智慧。有的智慧車僅提供警示功能，有的可以代為操控部分機械功能，有的則可以完全取代駕駛者，達到無人駕駛的境界。一般而言，一輛可能為具有「先進安全」概念的車輛，需有以下功能：
(一)提升駕駛視野及辨認支援系統
黑暗延遲人類的反應能力，是造成行車危險的主要因素：夜間行駛的里程數隻占整里程數的百分之二十八，但卻有百分之五十五的車禍死亡是發生在太陽下山以後。因為一般駕駛人的反應有百分之九十是依賴視力，而視力在夜裏受到嚴重的限制，對距離和顏色的辨別能力，也在天黑以後明顯不同。主動式轉向頭燈、夜視系統等提高駕駛人對路況的觀察與判斷能力，改善夜間開車的安全性。
另外，就算是在白天，駕駛者的雙眼要同時專注前方路況下和察看位於開車視線下方的時速儀錶板是件極其危險的事，抬頭顯示器(Head-up Display; HUD)將行車資訊投射到擋風玻璃上，讓駕駛者以迅速方便的方式瞭解汽車行駛狀況，大幅減輕駕駛者的精神負擔與疲勞。
(二)危險預警能力
自然界生物皆有提早預警的本能反應，經意外事件分析統計，大約有60%交通事故駕駛人可以感覺危險正在發生中，然而在如此危急的狀況下，過去汽車只能等待車禍發生的被動防護，未來，卻是要汽車自發性的提出像自然生物本能的主動保護。危險預警的安全概念其實是來于現有的安全設計，利用感測器提升汽車行駛效率的作法是雷同。利用感測器的協助，不斷而同步的偵測駕駛人、道路與車輛狀況，提供駕駛對看不見潛在危險的輔助警告，例如瞌睡警示系統可以在駕駛人發生疲勞、身體不適或其他不宜駕駛情況以聲音、方向盤震動等方式發出危險警告。
(三)可防止碰撞的產生
在各種各樣的汽車事故中，大部分是由正面碰撞、死角、轉彎、追尾等引起，因而預防無預警地偏離車線、監視前方道路情況、防止死角碰撞是防止車輛事故的有效手段之一。透過裝設感測器為駕駛人提供回避訊息，進而自動控制車輛方向盤或是以加減速的方式保持適當間距。車道偏離系統、盲點偵測系統等是各相關廠商致力於開發的駕駛支援系統。更先進的防止碰撞之車用電子系統可讓汽車在無人駕駛的狀態下，依然與道路上的其他車輛保持著安全距離。
(四)對用路人保護
當碰撞難以避免時，系統判斷即將發生碰撞的標的物大小、方向、速度、位置與數量等物理參數後，在碰撞瞬間啟動相關設備，如安全氣囊，並將其設定值調整至最佳，能對駕駛者、行人及周圍環境提供適當保護，以降低傷害。過去，有少部分的駕乘者，尤其是小孩子，因為體型和所處位置的不當，被氣囊的充氣能量所傷。智慧型安全氣囊及安全帶，搭配著感測器，可更精准給予適當的保護。根據NHTSA的資料，2000年前座安全帶挽救了11,899條生命，同年安全氣囊挽救了1585條生命，是車禍事故發生時最能發揮保護車內駕乘者的前兩名裝置。
(五)防止災害擴大
無論裝配多先進的汽車電子產品，複雜的道路環境以及用路人難以預料的用路習慣，交通事故永遠都無法避免。若有一天不幸發生意外，到時候就得仰賴自動滅火系統的自發性地啟動，提供適當的拯救措施，以避免對駕駛者、乘客、周遭環境的傷害繼續擴大。或是猶如幫忙報案的好心路人之緊急救援服務(Emergency Call)，讓傷者能在最短的時間內獲得最確切的救治，有效降低傷殘率和死亡率。歐盟的研究顯示，車輛在郊區發生事故，配備緊急救援服務的車輛可使救難單位抵達現場時間縮短十分鐘。
二. 各國發展先進安全車輛現況
先進安全車輛的開發耗時費力，非一間廠商可獨力完成，加上可有效提升行車安全，降低社會成本，因此，自1990年起許多先進國家便將ASV的發展納為國家級計畫推動。
(一) 日本ASV發展簡介
日本是全球最先發展先進安全車輛的國家，運輸省從1991年便開始推動相關計畫。第一期先進安全車輛(ASV)計畫從1991年至1995年，由政府編列預算委由各大車廠進行小客車四大類20項先進安全系統技術的研發。第二期計畫期間由1996年至2000年，適用物件增加了大貨車、大客車及機車，系統技術也增加到六大類32項。
(二) 歐洲先進道路安全研究簡介
歐洲各國推動更安全的行車環境不遺餘力，保護行人、駕駛人、乘客的相關計畫相當多。目前在歐洲正在進行(或已經完成)的主要ASV計畫。
除此之外，歐盟執委會於2005年6月1日通過「i2010：2010 年的歐洲資訊化社會(i2010：European Information Society 2010」計畫，促進資訊社會暨媒體業的成長暨就業機會，而發展智慧車是此計畫的三大旗艦專案之一。為推動更安全的車輛，歐盟斥資2,980萬歐元，結合各大車廠、零元件廠商、IT產業和研究單位共同努力。主要項目有PReVENT、CARTALK2000等。
PReVENT: 包含12間車廠與16家零元件供應商在內的50多個產研機構，預計投入550萬歐元，其中歐盟將贊助298萬歐元，此項目的研發範圍相當廣泛，從駕駛過程的數位化地圖、到如何利用車內的電子系統來避免或降低事故的發生，直到如何防止災害的擴大，像是事故自動通報系統等等，規劃相當詳細。
CARTALK 2000:此專案早於2000年開始，並不隸屬於i2010計畫，但是有相當高的關聯性，目的是在於應用無線通訊技術和IT技術，然後建立車與車之間可互相溝通的平臺，結構如圖4。當某輛車偵測到前方路況擁塞、發生事故等等不利於後方車輛的行駛時，會自動傳送訊息給周圍的車輛，提早警示。
圖4CARTALK2000結構圖
Source: CARTALK2000
(三)美國ASV發展簡介
美國在先進安全車輛的發展上起步較其他先進國家晚，從1994年起才由聯邦高速公路局(FHWA，Federal Highway Administration)組成國家先進高速公路系統聯盟(NAHSC，National Advanced Highway System Consortium)推動為期八年的先進高速公路系統(AHS)計畫，但在1997年中止，之後由NHTSA所主導的智慧型車輛開發(IVI，Intelligent Vehicle Initiatives)計畫取代，繼續推動先進安全車輛的研發工作。
1.IVI計畫
美國從1994年起由聯邦高速公路局(FHWA, Federal Highway Administration)組成國家先進高速公路系統聯盟(NAHSC, National Advanced Highway System Consortium)推動為期八年的先進高速公路系統(AHS)計畫。但中途在1997年中止之後，便由國家高速公路交通安全局(NHTSA)所主導的智慧型車輛開發(IVI, Intelligent Vehicle Initiatives)計畫取代，繼續推動先進安全車輛的研發工作。
IVI計畫內容為發展360度全方位碰撞警示系統，如圖1中所示，其中包含三項主要的技術與設備：
(1)基本碰撞預防警示技術：自動巡航控制(Adaptive Cruise Control)，以防止車輛後方追撞，偵測車輛前方障礙物與行人。
(2)先進碰撞預防警示技術：車道變換/匯入的碰撞預防，交叉路口碰撞預防，車輛診斷，障礙物及行人偵測...等。
(3)基本旅行者資訊設備：導航／路線指引，即時交通與旅行者資訊，自動的撞擊通知。
2. PATH計畫
PATH計畫的全名為"California Partners For Advanced Transit And Highways"，開始於1986年，是一個跨領域的計畫。其目的在於發展廣納先進技術的基礎，以協助改善加州平面運輸系統的運作。成員有來自加州各大學的學者、學生、私人企業公司、地方機關與非營利機構。
PATH的研究內容可分為三大領域：(1)先進運輸管理與資訊系統(ATMIS, Advanced Transportation Management and Information Systems); (2)先進車輛控制系統(AVCSS, Advanced Vehicle Control and Safety Systems); (3)ATMIS與AVCSS的整合系統。其中AVCSS領域目前的研究內容可分為以下(1)AVCSS系統設計(System Design); (2)AVCSS安全(Safety); (3)AVCSS技術(Enabling Technologies);(4)車輛動態與控制(Vehicle Dynamics and Control);(5)車隊動態(Platoon Dynamics)。
