道路交通事故每年在全球范围内造成大量人员伤亡与财产损失，其中人为因素如反应延迟、视线受阻和判断失误占据了事故原因的绝大部分。自动驾驶技术的核心目标正是通过机器感知与决策来消除人为错误，但单车智能系统存在明显的感知局限性。一辆自动驾驶汽车搭载的摄像头、毫米波雷达和激光雷达只能探测到自身传感器覆盖范围内的物体，对于被前方大型车辆遮挡的行人、弯道后的障碍物或者数个街区外的交通拥堵，单车系统无法提前获知。车联网通过无线通信技术将车辆与周围环境中的其他车辆、路侧基础设施、行人乃至云端连接起来，使每一辆车都能够获得超视距的感知能力。这种协作式感知与信息共享机制正在从根本上改变交通安全保障的方式，将交通安全从被动的事故防护转向主动的风险规避。
车联网保障交通安全的第一层机制是车辆与车辆之间的直接通信。两辆或多辆汽车在行驶过程中可以通过专用通信频段实时交换各自的状态信息，包括位置、速度、加速度、航向角以及刹车状态等核心运动参数。当一辆车紧急制动时，其制动信号可以在毫秒级时间内广播给周围数百米范围内的所有车辆。后方车辆的自动驾驶系统接收到这一信息后，可以在驾驶员尚未察觉前就开始预制动或自动变道。相比之下，传统方式依赖车载传感器发现前车的刹车灯亮起或相对距离突然缩短，这一过程需要数十到数百毫秒的视觉感知与处理时间，在高速行驶场景下往往已经错过了最佳反应时机。车辆间的直接通信还能够协同解决交叉路口通行这一高风险场景。两辆同时接近无信号灯路口的车辆可以通过通信协商通行顺序，各自调整速度以避免碰撞。当一辆车准备左转穿越对向车道时，其可以广播自己的转向意图，对向直行车辆接收到该信息后自动减速让行或提示左转车辆等待。这种基于通信的协同驾驶将路权的分配从被动观测提升到主动协商的层面，大幅降低了交叉路口的事故概率。
车辆与路侧基础设施的通信是车联网保障交通安全的第二层重要机制。路侧单元通常部署在交通信号灯、隧道入口、施工区域以及急弯陡坡等事故高发路段。这些设备可以向经过的车辆广播静态或动态的道路信息。交通信号灯可以将当前的相位状态和倒计时信息通过无线通信直接发送给接近的车辆，自动驾驶系统根据这些信息优化车速，在绿灯结束前平顺通过或者提前减速准备停车，避免了急加速后急刹车的危险操作以及闯红灯的风险。施工区域的路侧设备可以精确划定施工围挡的范围和车道封闭信息，这些信息通过广播发送给驶来的车辆，车辆据此提前变道并降低车速。相较于依赖车载摄像头识别施工标志牌的方式，无线通信不受天气、光照和标志牌磨损的影响，信息的完整性和及时性更高。隧道入口处的路侧设备可以检测隧道内是否存在拥堵或事故，并将预警信息发送给即将进入隧道的车辆，车辆提前减速并与前车保持更大的安全距离。在山区道路的急弯路段，视线遮挡是主要的安全隐患。路侧单元可以通过雷达或激光雷达感知弯道对向是否有来车，并将这一存在信息广播给弯道这一侧的车辆，驾驶系统收到警告后自动鸣笛并靠右减速，有效消除了盲区弯道的碰撞风险。
车辆与行人之间的通信是车联网安全应用中相对新颖但日益受到关注的领域。行人和骑行者属于交通参与者中的弱势群体，其行为具有较高的随机性和不可预测性。传统的车载传感器在探测行人时存在一定局限性，尤其是在夜间、雨雾天气以及行人被停靠车辆遮挡的情况下。通过行人携带的智能终端或可穿戴设备，行人的位置和运动状态可以周期性地通过车联网广播出去。接近的车辆接收到这些信息后，即使行人尚未进入车载摄像头的视野，自动驾驶系统也已经感知到其存在并进入预警戒状态。当系统根据运动轨迹预测判断行人有横穿车道的意图时，车辆可以提前减速或准备制动。在学校区域、公交站台和住宅区等行人密集场所，这种预警机制能够显著降低人车事故的发生率。对于视障人士或儿童等特殊群体，其携带的终端可以设置更高的广播优先级，使车辆在更远的距离上就能感知到这些需要额外保护的行人并采取相应的谨慎驾驶策略。
车联网的远端感知能力还体现在对交通事件和道路状态的群体感知上。单辆车的传感器只能探测自身周围的环境，但通过车联网，所有车辆都可以成为移动的感知节点。当某辆车检测到路面上有抛洒物、积水、结冰或者小动物穿越时，该车可以将这一事件信息上传至路侧单元或云平台。后方接近同一位置的车辆可以在到达该地点前就收到事件警告，提前采取避让或减速措施。这种群体感知模式同样适用于识别幽灵拥堵现象。在高速公路上，一次轻微的刹车可能通过跟车效应向后传播，形成严重的交通拥堵。车联网可以实时采集各车的速度与位置数据，系统在检测到速度异常下降的趋势时，向后方所有车辆发出拥堵预警，使驾驶员或自动驾驶系统有机会提前变道或降低车速，从而减缓甚至抑制拥堵的形成。相比依赖固定式检测线圈或收费站数据的传统交通信息系统，基于车联网的群体感知具有更高的时空分辨率和更低的延迟。
车联网的安全应用还涉及通信性能保障与安全信任体系。交通安全场景对无线通信的延迟、可靠性和覆盖范围有严格的要求。紧急制动预警和交叉路口碰撞预警等应用要求端到端延迟在十毫秒至一百毫秒之间，且消息接收成功率需要达到百分之九十九点九以上。为了实现这一级别的服务质量，车联网采用了专用短程通信和基于蜂窝移动通信的两种技术路线。专用短程通信基于无线局域网技术改进而来，针对高速移动环境进行了优化，能够在车辆之间直接建立低延迟链接。蜂窝车联网则利用了现有移动通信网络的基础设施，在覆盖范围和与现有网络融合方面具有优势。两种技术方案都在持续演进，以支持更高级别的自动驾驶需求。安全信任体系是车联网能够有效发挥作用的前提。如果任何车辆都可以随意广播虚假的紧急制动信息，整个系统将迅速失去可信度并可能被恶意利用。因此车联网采用了数字证书机制，每个车辆或路侧设备都持有经过认证的身份凭证，发出的每条消息都附带数字签名。接收方验证签名有效后才接受消息内容，同时系统可以追溯和撤销恶意节点的证书。这种安全框架确保了车联网中信息的真实性和不可否认性，为安全应用提供了可信的基础。
