Интеграция транспортной инфраструктуры

Интеграция транспортной инфраструктуры ( VII ) – это инициатива, способствующая исследованиям и разработке приложений для ряда технологий, напрямую связывающих дорожные транспортные средства с их физическим окружением, в первую очередь для повышения безопасности дорожного движения . Технология опирается на несколько дисциплин, включая транспортное машиностроение , электротехнику , автомобилестроение и информатику . VII конкретно касается автомобильного транспорта, хотя аналогичные технологии уже существуют или разрабатываются для других видов транспорта. В самолетах , например, для автоматического наведения используются наземные маяки , позволяющие автопилоту управлять самолетом без вмешательства человека. В дорожном строительстве повышение безопасности дорожного полотна может повысить общую эффективность. VII нацелен на повышение безопасности и эффективности.

Цели

Целью VII является обеспечение связи между транспортными средствами на дороге (через бортовое оборудование, OBE), а также между транспортными средствами и придорожной инфраструктурой (через придорожное оборудование, RSE), чтобы повысить безопасность, эффективность, и удобство транспортной системы. Он основан на широком развертывании выделенного канала связи ближнего действия ( DSRC ), включающего IEEE 802.11p . Разработка VII опирается на бизнес-модель, которая поддерживает интересы всех заинтересованных сторон: промышленности, транспортных властей и профессиональных организаций. Инициатива имеет три приоритета:

Оценка бизнес-модели (включая планирование развертывания) и ее принятие заинтересованными сторонами;
Проверка технологии (в частности, систем связи) с учетом затрат на внедрение; и
Разработка правовых структур и политики (особенно в отношении конфиденциальности) для повышения потенциала успеха системы в долгосрочной перспективе.

Безопасность

Современные технологии активной безопасности основаны на радарах и системах технического зрения, расположенных на транспортных средствах. Например, эта технология может снизить вероятность наездов сзади, отслеживая препятствия спереди или сзади автомобиля и автоматически применяя тормоза при необходимости. Эта технология несколько ограничена тем, что она определяет только расстояние и скорость транспортных средств в пределах прямой видимости камер и дальности действия радаров. Он практически полностью неэффективен при угловых столкновениях и столкновениях на левом повороте. ^[1] Это может даже привести к тому, что автомобилист потеряет контроль над транспортным средством в случае неминуемого лобового столкновения . Столкновения сзади, охватываемые современными технологиями, обычно менее серьезны, чем столкновения под углом, при повороте налево или лобовые столкновения. Таким образом, существующие технологии неадекватны общим потребностям дорожной системы.

VII обеспечит прямую связь между транспортным средством на дороге и всеми транспортными средствами в определенном районе. Транспортные средства смогут взаимодействовать друг с другом, обмениваясь данными о скорости, ориентации и, возможно, даже об осведомленности и намерениях водителя. Это могло бы повысить безопасность находящихся рядом транспортных средств, одновременно повысив общую чувствительность системы VII, например, за счет более эффективного выполнения автоматического аварийного маневра (руление, замедление, торможение). Кроме того, система предназначена для связи с дорожной инфраструктурой, что позволяет получать полную информацию о дорожном движении в режиме реального времени для всей сети, а также лучше управлять очередью и обратной связью с транспортными средствами. В конечном итоге это закроет петли обратной связи в том, что сейчас является разомкнутой транспортной системой.

Через VII проезжая разметка и дорожные знаки могут устареть. Существующие приложения VII используют датчики внутри транспортных средств, которые могут распознавать разметку на проезжей части или знаки вдоль обочины, автоматически регулируя параметры транспортного средства по мере необходимости. В конечном счете, VII стремится рассматривать такие знаки и маркировку как нечто большее, чем хранимые в системе данные. Это может быть в форме данных, полученных с помощью маяков, расположенных вдоль дороги, или сохраненных в централизованной базе данных и распределенных по всем транспортным средствам, оснащенным VII.

Эффективность

Все вышеперечисленные факторы в основном связаны с безопасностью , но VII может привести к заметному повышению эксплуатационной эффективности транспортной сети. Поскольку транспортные средства будут связаны друг с другом, что приведет к сокращению времени реакции, расстояние между транспортными средствами может быть уменьшено, и на дороге останется меньше пустого пространства. Таким образом, доступная пропускная способность для трафика будет увеличена. Увеличение пропускной способности каждой полосы, в свою очередь, будет означать меньшее количество полос в целом, что, возможно, удовлетворит обеспокоенность населения по поводу последствий расширения проезжей части. VII обеспечит точную координацию сигналов светофора за счет отслеживания групп транспортных средств и выиграет от точного расчета времени за счет использования данных о дорожном движении в реальном времени, охватывающих объем, плотность и повороты.

Данные о дорожном движении в режиме реального времени также можно использовать при проектировании новых дорог или модификации существующих систем, поскольку эти данные можно использовать для обеспечения точных исследований пунктов отправления и назначения и подсчета поворотов для использования в прогнозировании перевозок и операциях дорожного движения . Такая технология также позволит инженерам-транспортникам улучшить решение проблем, одновременно снижая затраты на получение и сбор данных. Плата за проезд является еще одной перспективой для технологии VII, поскольку она может позволить автоматически взимать плату за проезд по дорогам. Данные могут коллективно передаваться участникам дорожного движения для отображения в автомобиле, указывая наименьшую стоимость, кратчайшее расстояние и/или самый быстрый маршрут до пункта назначения на основе условий в реальном времени.

Существующие приложения

В некоторой степени результаты в этом направлении были достигнуты в ходе испытаний, проведенных по всему миру с использованием GPS , мобильных телефонов сигналов и номерных знаков транспортных средств . GPS становится стандартом во многих новых автомобилях высокого класса и является опцией для большинства новых автомобилей низкого и среднего класса. Кроме того, у многих пользователей есть мобильные телефоны, которые передают отслеживаемые сигналы (а также могут иметь функцию GPS). Мобильные телефоны уже можно отследить в целях экстренного реагирования. Однако GPS и отслеживание мобильных телефонов не обеспечивают полностью надежных данных. Кроме того, интеграция мобильных телефонов в транспортные средства может оказаться непомерно сложной. Данные с мобильных телефонов, хотя и полезны, могут даже увеличить риски для автомобилистов, поскольку они склонны смотреть в свои телефоны, а не концентрироваться на вождении. Автоматическое распознавание номерных знаков может обеспечить высокий уровень данных, но непрерывное отслеживание транспортного средства в коридоре является сложной задачей при существующих технологиях. Современное оборудование предназначено для сбора данных и выполнения таких функций, как правоприменение и взимание платы, а не для возврата данных транспортным средствам или автомобилистам для ответа. Тем не менее GPS будет одним из ключевых компонентов систем VII. ^[2]

Ограничения

Конфиденциальность

Самый распространенный миф о VII заключается в том, что он включает в себя технологию отслеживания; однако это не так. ^[3] Архитектура спроектирована таким образом, чтобы предотвратить идентификацию отдельных транспортных средств, при этом весь обмен данными между автомобилем и системой происходит анонимно. Обмен между транспортными средствами и третьими сторонами, такими как OEM-производители и сборщики дорожных сборов, будет происходить, но сетевой трафик будет передаваться через зашифрованные туннели и, следовательно, не будет расшифрован системой VII.

Другие опасения общественности

Критики взимания платы за проезд считают, что это сделает вождение непомерно дорогим для автомобилистов с низкими доходами, что противоречит желанию предоставить равные услуги для всех. В ответ на это можно рассмотреть вопрос о скидках на общественный транспорт или скидках на пользование дорогами для соответствующих критериям отдельных лиц и/или семей. Такие положения в настоящее время существуют для многих платных дорог и могут быть применимы к дорогам, взимаемым через VII. Однако, поскольку VII может разрешить взимание платы за каждую дорогу с поддержкой VII, эти положения могут оказаться неэффективными ввиду растущей потребности в предоставлении эффективных для пользователей транзитных услуг в каждом районе.

Технические проблемы

Координация

Основная проблема, стоящая перед развертыванием VII, — это проблема того, как подготовить систему к работе на начальном этапе. Затраты, связанные с установкой этой технологии в транспортные средства и обеспечением связи и электроснабжения на каждом перекрестке, значительны.

Обслуживание

Еще одним фактором, который следует учитывать при распространении технологии, является то, как обновлять и обслуживать устройства. Системы дорожного движения очень динамичны: каждый день внедряются новые средства контроля дорожного движения, а дороги строятся или ремонтируются каждый год. Вариант для транспортного средства можно обновлять через Интернет (предпочтительно беспроводной), но впоследствии может потребоваться, чтобы все пользователи имели доступ к интернет-технологиям.

Альтернативно, если бы приемники были установлены во всех транспортных средствах, а система VII располагалась преимущественно вдоль обочины дороги, информация могла бы храниться в централизованной базе данных. Это позволит ответственному агентству выпускать обновления в любое время. Затем эти данные будут переданы придорожным подразделениям для проезжающих мимо автомобилистов. В настоящее время считается, что с оперативной точки зрения этот метод обеспечивает наибольшую эффективность, но обходится властям дорого.

Безопасность

Безопасность подразделений является еще одной проблемой, особенно в свете проблемы общественного признания. Преступники могут взломать, удалить или уничтожить блоки VII независимо от того, установлены ли они внутри транспортных средств или вдоль дороги.

Магниты , удары электрическим током и вредоносное программное обеспечение ( вирусы , хакерство или глушение ) могут быть использованы для повреждения систем VII – независимо от того, расположены ли устройства внутри автомобиля или вдоль дороги.

Последние события

Большая часть текущих исследований и экспериментов проводится в Соединенных Штатах. ^[4] где координация обеспечивается через Консорциум по интеграции транспортной инфраструктуры, в состав которого входят производители автомобилей (Ford, General Motors, Daimler Chrysler, Toyota, Nissan, Honda, Volkswagen, BMW), поставщики ИТ, федеральные и государственные транспортные департаменты США и профессиональные ассоциации. ^[5] Суд проходит в Мичигане. ^[6] и Калифорния. ^[7]

Конкретные приложения, которые сейчас разрабатываются по инициативе США ^[8] являются:

Предупреждение водителей об небезопасных условиях или неизбежном столкновении.
Предупреждайте водителей, если они собираются съехать с дороги или слишком быстро проехать поворот.
Информирование операторов системы о пробках, погодных условиях и происшествиях в режиме реального времени.
Предоставление операторам информации о пропускной способности коридора для управления в режиме реального времени, планирования и предоставления рекомендаций водителям по всему коридору.

В середине 2007 года среда VII площадью около 20 квадратных миль (52 км2) ²) недалеко от Детройта использовался для тестирования 20 прототипов VII. ^{[ нужна ссылка ]} Несколько производителей автомобилей также проводят собственные исследования и исследования VII.

См. также

Ссылки

^ «Авария на левом повороте» . Автомобильные аварии . 23 марта 2023 года. Архивировано из оригинала 6 августа 2023 года . Проверено 6 августа 2023 г.
^ Интеграция инфраструктуры транспортных средств с помощью GPS, GPS World, октябрь 2006 г.
^ «Архивная копия» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 5 октября 2008 года . Проверено 18 сентября 2007 г. {{cite web}}: CS1 maint: архивная копия в заголовке ( ссылка )
↑ US DOT VII. Архивировано 22 октября 2006 года в Wayback Machine . Проверено 21 февраля 2007 г.
^ Полный вперед для интеллектуального дизайна автомобилей, Financial Times , 20 февраля 2007 г.
↑ Программа Michigan DOT VII. Архивировано 18 февраля 2007 года в Wayback Machine . Проверено 21 февраля 2007 г.
^ Ускорение интеграции транспортной инфраструктуры. Архивировано 11 июля 2007 года в Wayback Machine . Проверено 21 февраля 2007 г.
^ Интеграция транспортной инфраструктуры от Министерства транспорта США. Архивировано 7 февраля 2007 года в Wayback Machine . Проверено 21 февраля 2007 г.

Внешние ссылки

Веб-сайт VII коалиции. Архивировано 1 января 2007 г. на Wayback Machine.
Веб-сайт ITS Министерства транспорта США
Презентация Powerpoint FHWA
Сайт разработки DOT VII штата Мичиган
Статья GPS World о VII на основе GPS. Архивировано 29 октября 2006 г. на Wayback Machine.
Электронная безопасность. Архивировано 17 мая 2008 г. в Wayback Machine.

[1] «Авария на левом повороте» . Автомобильные аварии . 23 марта 2023 года. Архивировано из оригинала 6 августа 2023 года . Проверено 6 августа 2023 г.

[2] Интеграция инфраструктуры транспортных средств с помощью GPS, GPS World, октябрь 2006 г.

[3] «Архивная копия» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 5 октября 2008 года . Проверено 18 сентября 2007 г. {{cite web}}: CS1 maint: архивная копия в заголовке ( ссылка )

[4] US DOT VII. Архивировано 22 октября 2006 года в Wayback Machine . Проверено 21 февраля 2007 г.

[5] Полный вперед для интеллектуального дизайна автомобилей, Financial Times , 20 февраля 2007 г.

[6] Программа Michigan DOT VII. Архивировано 18 февраля 2007 года в Wayback Machine . Проверено 21 февраля 2007 г.

[7] Ускорение интеграции транспортной инфраструктуры. Архивировано 11 июля 2007 года в Wayback Machine . Проверено 21 февраля 2007 г.

[8] Интеграция транспортной инфраструктуры от Министерства транспорта США. Архивировано 7 февраля 2007 года в Wayback Machine . Проверено 21 февраля 2007 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]