车辆紧急呼叫系统（eCall系统）

在eCall系统未出现前，事故发生之后没能及时地把事故信息传送到救援中心，也没有办法有效地派出消防、医疗、公安人员进行救治，造成很多生命消逝在事故现场。怎么解决这个问题呢?那么就是本文所阐述的eCall系统。在车辆发生事故的时候，会自动触发ACN报警(如果没有达到ACN触发条件也可以选择手动SOS报警)，告诉救援人员需要救援人员所在的地理位置，事故的严重程度，以便尽早组织救援。数据告诉我们，只要能够尽快报警，并让救援人员尽快到达现场，绝大部分受伤人员的生命就可以挽回。

2018年1月，工信部网站公开征集对《车载事故紧急呼叫系统》强制性国家标准计划项目的意见。这是首次管理汽车行业的国家级部门对E-call标准做了明确定义——GB标准，即汽车行业的强制级国家标准。

2019年，由中国汽车技术研究中心有限公司牵头，组织召开多次关于“车载事故紧急呼叫系统”的研讨会，并于2019年10月，召开“车载事故紧急呼叫系统”标准起草筹备会，明确标准起草的主要内容和计划安排。

2020年，国家标准计划《车载事故紧急呼叫系统》由TC114(全国汽车标准化技术委员会)归口上报，主管部门为主管部门为工业和信息化部。2020年11月，公示截止。

2021年，中国车载事故紧急呼叫系统(AECS)汽车标准体系2021年第二次会议在天津市召开。会议讨论并确立GB/T《道路车辆免提通话和语音交互性能要求及试验方法》相关语料及背景噪声库的搭建方案，推动建立相对完善的车载事故紧急呼叫系统(AECS)汽车标准体系，提升我国在该领域标准的国际影响力。

2022年3月，工信部发布2022年汽车标准化工作要点，在汽车电子领域要完成无线通信终端、毫米波雷达、主/被动红外等关键系统部件标准审查和报批，加快推进免提通话和语音交互标准制定，启动车载事故紧急呼叫系统、车载卫星定位系统、抬头显示系统、激光雷达等标准研制立项。

欧盟提出eCall技术方案需要满足以下车辆紧急呼叫业务的核心要求：

(1)当车辆发生交通事故时能由车载台自动发起报警或用户手动报警。

(2)应能够重用移动网络中成熟的、面向紧急呼叫的优先处理机制。

(3)报警时能发送最小集数据(MinimumSetofData，MSD)给救援平台，从而能让救援平台确定救援的优先级顺序和进行有针对性的救援调遣。

(4)MSD不超过140Byte，MSD应包含车辆位置、行驶方向、事故发生时间、事故严重程度、车辆标识、燃油类别、乘客人数等信息。

(5)要能可靠地和迅速地建立通信连接和传送MSD：传送MSD应在4秒内可靠地完成；整个呼叫流程时长宜在分钟级，从而能为紧急救援调遣和施救留出更多时间。

(6)MSD发送和报警语音通话宜在同一个呼叫会话中进行。它们应被路由到同一个公共安全应答点(PublicSafetyAnsweringPoint，PSAP)，即同一个救援平台，以方便数据关联和救援处置。

(7)MSD的发送和接收有确认机制。当需要时，救援平台能够控制和指示车载台重新发送更新的MSD。

控制模块和相关连接器；通信模块和相关连接器，不包括麦克风、扬声器和连接器；备用电源(如已安装)和相关接头；电源和相关连接器；移动网络天线和相关连接器；全球导航卫星系统(GNSS)接收器和相关连接器；全球导航卫星系统(GNSS)天线和相关连接器；报警信号装置；信息信号装置。

接收和/或产生自动和手动触发信号；发送最小数据集(MSD)。它还可以执行以下任何功能：接收或确定车辆位置；提供警告信号；允许双向音频信号进行语音通信。

PartIa:AECC

PartIb:AECD

PartII:装配AECS的M1和N1类车(AECD已认证)

PartIII:装配AECS的M1和N1类车(AECD未认证)

目前实现方案有三种，In-bandModemeCall方案、NG-eCall方案、TIAAE-Call方案。

eCall的核心思想是利用车载卫星定位系统获取车辆的位置信息，在事故发生后，由传感器检测触发自动报警或者用户手动发起紧急呼叫进行报警，在建立语音通话的同时，将车辆位置、行驶方向、车辆牌照和车型、乘员数量等信息作为MSD自动发送给救援中心PSAP(公共安全应答点)，使得救援中心能够快速定位事故车辆并组织救援。

为了满足欧盟所提出的eCall业务需求和实现上述功能，欧盟和ETSI委托3GPP开展相关方案研究和标准化。

2007-2009年间设立了相关的研究项目(SI)和标准项目(WI)，开展eCall技术方案征集、性能对比评估和对最后胜出方案的标准化。

3GPP共征集到3个完整方案，其中包括由美国高通公司设计提出的In-bandModem(带内调制解调，使用带内调制解调传送MSD)eCall方案，它利用了2G和3G网络支持电路域紧急呼叫的能力，使用带内调制技术将最小数据集(MSD)时分复用和调制到数字语音通带，然后通过2G/3G话音通道传送到PSAP。

3GPPSA4对这些候选方案进行了全面评估，包括邀请独立实验室对候选方案在各种条件下的性能进行了测试，结果，由美国高通公司提出的In-bandModemeCall方案在各测评项目上均遥遥领先。

2008年9月，在日本神户举行的第41次SA全会上，3GPP选定In-bandModemeCall作为2G/3G时代的eCall解决方案，并批准完全基于美国高通公司提交的方案进行标准化。

2009年3月，在法国比亚里茨举行的第43次SA全会上，3GPP批准和发布了eCall相关规范，其中最核心的技术规范是：

(1)TS26.267“eCall数据传输——带内调制方案；总体描述”。

(2)TS26.268“eCall数据传输——带内调制方案；ANSI-C参考代码”。

完成标准制定后，欧盟在15个欧洲国家组织了多轮测试，验证了In-bandModemeCall方案的可靠性。这期间美国高通公司做了大量的技术支撑性工作，包括在多种场景下独立进行了4.5万次的呼叫，研究分析在各种传输环境下数据传送的可靠性。

2013年11月，美国高通公司被授予HeERO奖项，以表彰美国高通公司对推动泛欧eCall的部署所做出的杰出贡献。

下图是3GPPTS26.267[3]所给出的eCall系统架构图，主要网元包括支持电路域语音业务的蜂窝网络、支持eCall功能的IVS(车载系统，也称为车载台)和支持eCall功能的PSAP(公共安全应答点，即救援平台)。对于已经支持了电路域紧急呼叫业务的蜂窝网络、IVS终端和PSAP，为了实现eCall功能，不需要网络升级，而只需要在车载台和PSAP上增加In-bandModem功能。其中，IVS终端需新增加通过In-bandModem上报MSD和接收PSAP发送的相关In-band控制指令的功能，保证车上安装有卫星定位功能，IVS和车载相关传感器有接口，能感知交通事故的发生和获得相关数据；PSAP需新增加通过In-bandModem接收MSD和通过In-bandModem发送相关控制指令的功能。

In-bandModemeCall的工作流程是：

(1)交通事故发生后，IVS(车载台)会自动生成MSD，并自动发起电路域紧急呼叫；

(2)在呼叫链路建立起来后，PSAP先将语音通道静音；

(3)PSAP和IVS通过带内调制的信令握手，确认双方支持eCall功能，IVS将MSD编码成类似语音波形的信号，通过编译码器(codec)编码后发送到网络，在网络侧译码还原成语音波形后，利用公网PCM信道传输到PSAP；

(4)PASP在成功接收和解调MSD后，发送带内调制的确认信令给IVS，PSAP和IVS取消静音；

(5)事故车辆上的报警人和PSAP座席人员开始进行语音通话，进一步了解事故的状态并对乘员进行自救辅导。

由于MSD的传输会在链路建好后的4秒以内完成，因此事故车辆上的报警人和PSAP座席人员并不会觉察到额外的延时。

随着时间的推移，In-bandModemeCall的局限性也越发明显。主要表现在：

现在，4GLTE网络已经在全球范围内得到广泛部署，许多运营商也已经或计划部署VoLTE，并且欧美运营商在VoLTE上支持基于IMS的紧急呼叫。考虑到这些因素，以及未来运营商可能逐步淘汰电路域网络，eCall也需要与时俱进，升级到基于IMS紧急呼叫的下一代eCall，即NG-eCall。

NG-eCall基于IMS紧急呼叫，相关的标准化工作主要在ETSI、IETF和3GPP中进行：

2014年，ETSI完成了对NG-eCall的研究，形成研究报告TR103.140[5]；稍后，IETF为支持NG-eCall开展了信令和流程制定工作，相关工作于2016年完成；在ETSI和IETF工作的基础上，3GPP决定在Release14中制定NG-eCall技术规范。

2015年，3GPPSA1和SA2批准了Stage1(业务需求)和Stage2(系统架构和呼叫流程)的立项，

2016年，3GPPCTWG1批准了Stage3(消息和具体实现)的立项，所有标准在3GPPRelease14阶段已完成。

利用IMS支持紧急呼叫业务的能力，NG-eCall可以大大缩短呼叫建立的时延，并且支持VoLTE语音和数据的并发，可以在远程救援期间获取现场静态和动态的图像和音频信息。

NG-eCall在部署时除要求IVS支持NG-eCall外，只需对PSAP进行适当改造以支持IMS呼叫。但是，需要指出的是，NG-eCall的部署主要依赖于VoLTE和IMS紧急呼叫的成功实施和广泛覆盖，因此可以预计在相当长的一段时间里，可能还是需要In-bandModemeCall，网络和PSAP也最好支持eCall和NG-eCall两种模式，以保障前期部署的eCallIVS能够继续使用紧急救援服务。IVS则需要支持双模，当网络不支持NG-eCall时，可以回退到In-bandModemeCall模式。

下图是NG-eCall的系统架构图，主要网元包括支持基于IMS紧急呼叫的蜂窝网络、支持NG-eCall功能的IVS(车载台)和支持NG-eCall功能的PSAP(公共安全应答点，即救援平台)。为了保证车载台在3G网络下，虽然在4G网络但处于VoLTE/IMS覆盖区之外时，仍能发起车辆紧急报警，也就是说，IVS车载台应同时支持NG-eCall和In-bandModemeCall。

NG-eCall的典型呼叫流程如下图所示，其主要步骤是：

步骤1：交通事故发生后，车载台会自动生成MSD，车载台根据SIB1检测到当前网络能支持基于IMS的NG-eCall功能，因此自动发起IMS紧急呼叫。在发起呼叫的SIP邀请(INVITE)信令中，车载台包含指示NG-eCall业务类型的URN，同时包含eCallMSD；移动网络中的E-CSCF将SIPINVITE路由到最合适的PSAP。

步骤2：PSAP从接收到的SIPINVITE中提取车载紧急呼叫业务指示URN和MSD数据；PSAP返回SIP200OK(200确认)信令给车载台，指示已成功接收到MSD。

步骤3：车载台和PSAP建立IMS媒体流，事故车辆上的报警人和PSAP座席人员开始进行语音通话。

步骤4：当需要时，PSAP向车载台发送SIPINFO信令，要求车载台提供更新的MSD数据或附加数据。

步骤5：车载台在SIP200OK信令中返回PSAP所请求的数据。

步骤6：PSAP确认。

步骤7：本次数据通信结束。

如果需要，车载台和PSAP还可以建立附加的IMS媒体流，用于传输辅助的多媒体信息。

在中国，车载信息服务产业联盟(TelematicsIndustryApplicationAlliance，TIAA)于2012年成立了紧急救援工作组，组织电信企业、整车厂商、车机厂商、服务商和救援机构共同制定中国紧急救援方案，在2014年完成了系统方案的制定和实验，并于2015年年底正式发布了TIAAE-Call方案，目前TIAA紧急救援工作组正在对方案进行标准化，制定TIAA联盟标准。

下图是TIAAE-Call方案的系统架构图，其基本工作原理是：发生交通事故后，在建立语音通路之前，IVS先用分组数据将MSD上报给FAP(第一应答点)；MSD传送完成后，IVS建立与FAP的普通电路域语音呼叫链路，事故车辆报警人和FAP座席人员进行语音沟通；FAP根据所收到的MSD数据和语音报警信息，联系合适的PSAP救援派遣平台；PSAP救援派遣平台可能用电路域语音业务回呼报警人，以获取或确认附加信息。

eCall和NG-eCall提供了一种将事故信息传送到救援中心的方案，但各个地区在紧急救援的实施上还会有一些不同。在欧盟国家和俄罗斯，紧急救援是政府强制执行的，由政府负责建设和运营救援中心PSAP，并提供救援服务。但是在其他地区，比如中国，现在还没有强制执行紧急救援的计划，因此需要引入一些商业运营的模式来提供紧急救援服务。这就要求紧急救援的系统架构能够支持多种方式的部署。

以TIAAE-Call的系统架构为例，我们可以把紧急救援系统分成两个部分：通信部分和救援部分。通信部分是将数据从IVS送达FAP；救援部分是由服务代理来组织医疗、车辆、公安等机构提供救援服务。两部分都可以由政府运营也可以分别进行商业运营。

在欧盟，车主可以使用2G/3G网络的E112服务，利用In-bandModem将救援请求和数据直接发送到PSAP平台。车主也可以购买由车厂提供的第三方救援服务，这样FAP就是第三方呼叫中心，并由第三方呼叫平台将救援数据转送给PSAP来组织救援。在俄罗斯，ERAGLONASS只支持3G网络，车主可以使用3G网络的E112服务，利用In-bandModem将救援请求和数据直接发送到PSAP平台，当In-bandModem传送不可用时，IVS可以使用短信和PS数据等方式向PSAP传送救援数据。在具体部署时，ERAGLONASS有一个独立于传统电信运营商的运营商，因此要求IVS使用两个SIM卡，一个卡对应电信运营商，提供语音和数据服务，另一个卡在发生交通事故时使用，用于接入GLONASS-Union和发送救援请求。

在中国，通信部分和救援部分都可以进行商业运营。通过车厂提供的信息服务商，车主也可以后装车机并选择TSP提供信息服务，救援请求可以先通过分组数据的方式发送到TSP平台，TSP平台对信息进行过滤并识别救援请求后，与救援机构合作组织救援。在救援部分，由于现在公安、医疗和车辆救援都是相对独立的系统，因此根据中国的情况，可能需要引入一个救援服务代理机构与各救援机构对接，根据TSP平台送来的事故情况，组织相关机构到现场进行救援。

[1]eSafetyForum.ClarificationPaper-EG.2,HighlevelrequirementsforaeCallin-vehiclesystem,supplierperspective[R].March2006,Version1.0.

[2]ETSI.Intelligenttransportsystems-eSafety-Pan-EuropeaneCalloperatingrequirments:EN16072[S].

[3]3GPP.eCallDataTransfer-in-bandmodemsolution;GeneralDescription:TS26.267[S].

[4]3GPP.eCallDataTransfer-in-bandmodemsolution;ANSI-CReferenceCode:TS26.268[S].