✖


Jump to content

Автомобильные системы связи

Автомобильные системы связи представляют собой компьютерные сети, в которых транспортные средства связи и придорожные устройства являются узлами , предоставляющими друг другу такую ​​информацию, как предупреждения о безопасности и информацию о дорожном движении. Они могут быть эффективными в предотвращении аварий и пробок на дорогах. Оба типа узлов представляют собой специализированные устройства связи ближнего действия (DSRC). DSRC работает в диапазоне 5,9 ГГц с полосой пропускания 75 МГц и радиусом действия около 300 метров (980 футов). [1] Автомобильная связь обычно разрабатывается как часть интеллектуальных транспортных систем (ИТС).

История

[ редактировать ]

Начало автомобильной связи относится к 1970-м годам. Началась работа над такими проектами, как электронная система навигации по маршруту (ERGS) и CACS в США и Японии соответственно. [2] Хотя термин «межавтомобильная связь» (IVC) начал распространяться в начале 1980-х годов. [3] До начала деятельности по стандартизации использовались различные среды, такие как лазеры, инфракрасное излучение и радиоволны.

Проект PATH в США, реализованный в период с 1986 по 1997 год, стал важным прорывом в проектах автомобильной связи. [4] Проекты, связанные с автомобильной связью в Европе, были начаты с проекта ПРОМЕТЕЙ в период с 1986 по 1995 год. [5] По всему миру были реализованы многочисленные последующие проекты, такие как программа Advanced Safety Vehicle (ASV), [6] ШОФЕР I и II, [7] ФлитНет, [8] КарТАЛК 2000, [9] и т. д.

В начале 2000-х годов термин «Автомобильная одноранговая сеть» (VANET) был введен как приложение принципов мобильных одноранговых сетей (MANET) к автомобильной сфере. Термины VANET и IVC не различаются и используются как взаимозаменяемые для обозначения связи между транспортными средствами, независимо от того, зависит ли она от придорожной инфраструктуры, хотя некоторые утверждают, что IVC относится только к прямым соединениям V2V. [10] Многие проекты появились в ЕС, Японии, США и других частях мира, например, ETC, [11] БЕЗОПАСНАЯ ТОЧКА, [12] Предотвращать, [13] COMeSafety, [14] Сейчас, [15] ИВИ. [16]

Для обозначения автомобильной связи использовалось несколько терминов. Эти аббревиатуры отличаются друг от друга историческим контекстом, используемой технологией, стандартом или страной ( телематика транспортных средств , DSRC , WAVE, [17] ВАНЕТ , IoV , 802.11p , ITS-G5, [18] В2Х ). В настоящее время сотовая связь на основе 3GPP-выпуска 16. [19] и Wi-Fi на базе IEEE 802.11p оказались потенциальными коммуникационными технологиями, позволяющими подключать транспортные средства. Однако это не отменяет того, что другие технологии, например, VLC , ZigBee , WiMAX , микроволновая печь , mmWave, по-прежнему являются областью исследований автомобильной связи. [20]

Многие организации и правительственные учреждения занимаются выпуском стандартов и правил автомобильной связи ( ASTM , IEEE , ETSI , SAE , 3GPP , ARIB , TTC , TTA, [21] CCSA , ITU , 5GAA , ITS America , ERTICO, ITS Asia-Pacific [22] ). 3GPP работает над стандартами и спецификациями для сотовой связи V2X. [23] в то время как IEEE через исследовательскую группу Next Generation V2X (NGV) работает над выпуском стандарта 802.11bd. [24]

Преимущества безопасности

[ редактировать ]

Основной мотивацией для систем автомобильной связи является безопасность и устранение чрезмерных затрат, связанных с дорожно-транспортными происшествиями. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), дорожно-транспортные происшествия ежегодно становятся причиной смерти около 1,2 миллиона человек во всем мире; четверть всех смертей, вызванных травмами. Также около 50 миллионов человек получают травмы в результате дорожно-транспортных происшествий. Если не принять профилактические меры, смертность на дорогах, вероятно, станет третьей по значимости причиной смертности в 2020 году с девятого места в 1990 году. [25] Исследование Американской автомобильной ассоциации (ААА) пришло к выводу, что автомобильные аварии обходятся Соединенным Штатам в 300 миллиардов долларов в год. [26] Его можно использовать для автоматизированного управления транспортными развязками. [1]

Однако смертей в результате автокатастроф в принципе можно избежать. Министерство транспорта США заявляет, что 21 000 из 43 000 ежегодных смертей в результате дорожно-транспортных происшествий в США вызваны выездом за пределы проезжей части и инцидентами, связанными с перекрестками. [27] Это число можно существенно снизить за счет развертывания локальных систем оповещения посредством автомобильной связи. Выезжающие транспортные средства могут информировать другие транспортные средства о том, что они намерены покинуть шоссе, а прибывающие на перекресток автомобили могут отправлять предупреждающие сообщения другим автомобилям, пересекающим этот перекресток. Они также могут уведомить, когда собираются сменить полосу движения или образовалась пробка. [28] Согласно исследованию Национальной администрации безопасности дорожного движения США , проведенному в 2010 году , системы автомобильной связи могут помочь избежать до 79% всех дорожно-транспортных происшествий. [29] Исследования показывают, что в Западной Европе снижение средней скорости транспортных средств всего на 5 км/ч может привести к снижению смертности на 25%. [30]

Между транспортными средствами

[ редактировать ]
Основная статья: Автомобильная одноранговая сеть

За прошедшие годы в этой области проводились значительные исследования и проекты, в которых VANET применялись для различных приложений, от безопасности до навигации и правоохранительной деятельности. В декабре 2016 года Министерство транспорта США предложило проект правил, которые постепенно сделают возможности связи V2V обязательными для легковых автомобилей. [31] Технология не полностью определена, поэтому критики утверждают, что производители «не могут принять то, что содержится в этом документе, и знать, какая на них будет ответственность в соответствии с Федеральными стандартами безопасности транспортных средств». [31] PKI (инфраструктура открытых ключей) — это текущая система безопасности, используемая в коммуникациях V2V. [32]

Конфликт по поводу спектра

[ редактировать ]

V2V находится под угрозой со стороны кабельного телевидения и других технологических компаний, которые хотят отобрать большую часть радиоспектра, в настоящее время зарезервированного для него, и использовать эти частоты для высокоскоростного доступа в Интернет. В США текущая доля радиоспектра V2V была выделена правительством в 1999 году, но осталась неиспользованной. Автомобильная промышленность пытается сохранить все, что может, заявляя, что ей отчаянно нужен спектр для V2V. Федеральная комиссия по связи (FCC) встала на сторону технологических компаний, а Национальный совет по безопасности на транспорте поддержал позицию автомобильной промышленности. Интернет-провайдеры (которые хотят использовать спектр) утверждают, что автономные автомобили сделают ненужной связь V2V. Автомобильная промышленность США заявила, что готова поделиться спектром, если услуга V2V не будет замедлена или нарушена; и FCC планирует протестировать несколько схем совместного использования. [33]

Поскольку правительства в разных регионах поддерживают несовместимые спектры для связи V2V, производители транспортных средств могут отказаться от внедрения этой технологии на некоторых рынках. В Австралии, например, для связи V2V не зарезервирован спектр, поэтому транспортные средства будут страдать от помех, создаваемых другими средствами связи. [34] Спектры, зарезервированные для связи V2V в некоторых регионах, следующие:

Местный Спектры
олень 5,855–5,905 ГГц [34]
Европа 5,855–5,925 ГГц [34]
Япония 5,770–5,850 ГГц; 715-725 МГц [34]
Австралия 5,855–5,925 ГГц [35]

Транспортное средство-инфраструктура

[ редактировать ]

В 2012 году ученые-компьютерщики из Техасского университета в Остине начали разработку умных перекрестков, предназначенных для автоматизированных автомобилей. На перекрестках не будет ни светофоров, ни знаков остановки, вместо использования компьютерных программ, которые будут напрямую общаться с каждым автомобилем на дороге. [36] В случае с автономными транспортными средствами им важно подключаться к другим «устройствам» для наиболее эффективного функционирования. Автономные транспортные средства оснащены системами связи, которые позволяют им связываться с другими автономными транспортными средствами и придорожными объектами, чтобы предоставлять им, среди прочего, информацию о дорожных работах или пробках на дорогах. Кроме того, ученые полагают, что в будущем появятся компьютерные программы, которые будут соединять и управлять каждым отдельным автономным транспортным средством при его проезде через перекресток. [36] Эти типы характеристик стимулируют и развивают способность автономных транспортных средств понимать и взаимодействовать с другими продуктами и услугами (такими как компьютерные системы перекрестков) на рынке автономных транспортных средств. В конечном итоге это может привести к тому, что сеть будет использовать больше автономных транспортных средств, поскольку информация была проверена с использованием других автономных транспортных средств. Такие движения повысят ценность сети и называются сетевыми внешними эффектами.

В 2017 году исследователи из Университета штата Аризона разработали перекрёсток в масштабе 1/10 и предложили метод управления перекрестком под названием «Перекресток». Было показано, что Crossroads очень устойчив к задержкам в сети как связи V2I, так и времени выполнения наихудшего случая диспетчера перекрестка. [37] В 2018 году был внедрен надежный подход, устойчивый как к несоответствию модели, так и к внешним воздействиям, таким как ветер и удары. [38]

Автомобиль для всего

[ редактировать ]
Основная статья: Автомобиль для всего

В ноябре 2019 года приложения Cellular V2X (Cellular Vehicle-to-Everything) на базе 5G были продемонстрированы на открытых городских улицах и испытательном полигоне в Турине . [39] Автомобили, оборудованные системой V2V, в случае резкого торможения передают сообщение следующим транспортным средствам, чтобы своевременно уведомить их о потенциально опасной ситуации. Другие приложения продемонстрировали такие варианты использования, как; оповещение водителей о переходе пешехода. [40]

Ключевые игроки

[ редактировать ]

Интеллектуальное транспортное общество Америки (ITSA) стремится улучшить сотрудничество между организациями государственного и частного сектора. ITSA резюмирует свою миссию как «видение нуля», что означает, что ее цель состоит в том, чтобы максимально сократить количество несчастных случаев со смертельным исходом и задержек.

Многие университеты проводят исследования и разработки специальных автомобильных сетей. Например, университет Калифорнийский в Беркли участвует в программе California Partners for Advanced Transit and Highways (PATH). [4]

См. также

[ редактировать ]

Ссылки

[ редактировать ]
  1. ^ Перейти обратно: а б «Выделенный дом для связи ближнего действия (DSRC)» . leearmstrong.com. Архивировано из оригинала 19 ноября 2012 г. Проверено 29 февраля 2008 г.
  2. ^ Хартенштейн, Х.; Лаберто, КП (2008). «Обучающий опрос по автомобильным специальным сетям» . Журнал коммуникаций IEEE . 46 (6): 164–171. дои : 10.1109/MCOM.2008.4539481 . ISSN   0163-6804 . S2CID   3160950 .
  3. ^ Цугава, С. (2003). «Межавтомобильная связь и ее применение в интеллектуальных транспортных средствах: обзор» . Симпозиум по интеллектуальным транспортным средствам, 2002. IEEE . Том. 2. Версаль, Франция: IEEE. стр. 564–569. дои : 10.1109/IVS.2002.1188011 . ISBN  978-0-7803-7346-4 . S2CID   62061334 .
  4. ^ Перейти обратно: а б «Калифорнийские партнеры по передовым перевозкам» . Калифорнийский университет в Беркли . Проверено 29 апреля 2022 г.
  5. ^ Уильямс, М. (1988). «ПРОМЕТЕЙ-Европейская исследовательская программа по оптимизации автомобильно-транспортной системы Европы» . Коллоквиум IEE по информации о драйверах : 1–1/9.
  6. ^ «Предыстория разработки ASV (автомобиль повышенной безопасности)» . www.mlit.go.jp. ​Проверено 13 августа 2021 г.
  7. ^ «Продвижение шофёра II – ТРИМИС – Европейская комиссия» . ТРИМИС . 12 октября 2009 г. Проверено 13 августа 2021 г.
  8. ^ Франц, WJ; Эберхардт, Р.; Лукенбах, Т. (2001). «ФЛИТНЕТ – ИНТЕРНЕТ В ПУТИ» . {{cite journal}}: Для цитирования журнала требуется |journal= ( помощь )
  9. ^ Райхардт, Д.; Миглиетта, М.; Моретти, Л.; Морсинк, П.; Шульц, В. (2003). «CarTALK 2000: Безопасное и комфортное вождение на основе связи между автомобилями» . Симпозиум по интеллектуальным транспортным средствам, 2002. IEEE . Том. 2. Версаль, Франция: IEEE. стр. 545–550. дои : 10.1109/IVS.2002.1188007 . ISBN  978-0-7803-7346-4 . S2CID   60703429 .
  10. ^ Сичитиу, Михаил; Киль, Мария (2008). «Системы межавтомобильной связи: обзор» . Опросы и учебные пособия IEEE по коммуникациям . 10 (2): 88–105. дои : 10.1109/COMST.2008.4564481 . ISSN   1553-877X . S2CID   18052278 .
  11. ^ «ETC (Электронная система взимания платы за проезд) — запущен глобальный стандарт ETC» . www.mlit.go.jp. ​Проверено 13 августа 2021 г.
  12. ^ «Сейф-спот» . www.safespot-eu.org . Проверено 13 августа 2021 г.
  13. ^ «ПРЕВЕНТ::Дом» . www.prevent-ip.org . Проверено 13 августа 2021 г.
  14. ^ «Коммуникации для электронной безопасности – ТРИМИС – Европейская комиссия» . ТРИМИС . 24 июня 2013 г. Проверено 13 августа 2021 г.
  15. ^ «Сеть на колесах» в Мангеймском университете . pi4.informatik.uni-mannheim.de . Проверено 13 августа 2021 г.
  16. ^ «Дороги общего пользования – Инициатива в области интеллектуальных транспортных средств: продвижение «человекоориентированных» интеллектуальных транспортных средств, сентябрь/октябрь 1997 г. –» . www.fhwa.dot.gov . Проверено 13 августа 2021 г.
  17. ^ «Программа стандартов ИТС | Информационные бюллетени | Информационные бюллетени по стандартам ИТС» . www.standards.its.dot.gov . Проверено 13 августа 2021 г.
  18. ^ «Рабочая программа – Подробный отчет по рабочему элементу» . портал.etsi.org . Проверено 14 августа 2021 г.
  19. ^ «Выпуск 16» . www.3gpp.org . Проверено 14 августа 2021 г.
  20. ^ Алалеви, Ахмад; Даюб, Ияд; Черкауи, Сумайя (2021). «Случаи использования 5G-V2X и сопутствующие технологии: комплексное исследование» . Доступ IEEE . 9 : 107710–107737. Бибкод : 2021IEEA...9j7710A . дои : 10.1109/ACCESS.2021.3100472 . hdl : 20.500.12210/55004 . ISSN   2169-3536 . S2CID   236939427 . Текст был скопирован из этого источника, который доступен по международной лицензии Creative Commons Attribution 4.0 .
  21. ^ «Добро пожаловать в TTA – Корейскую ассоциацию телекоммуникационных технологий» . www.tta.or.kr. ​Проверено 14 августа 2021 г.
  22. ^ «ИТС Азиатско-Тихоокеанский регион» . itasia-pacific.com . Проверено 14 августа 2021 г.
  23. ^ «В2Х» . www.3gpp.org . Проверено 14 августа 2021 г.
  24. ^ «IEEE P802.11 — ЦЕЛЕВАЯ ГРУППА BD (NGV) — ОБНОВЛЕНИЕ ИНФОРМАЦИИ О ГРУППЕ» . www.ieee802.org . Проверено 14 августа 2021 г.
  25. ^ М. Педен; Ричард Скарфилд; Д. Слит; Д. Мохан; и др. «Всемирный доклад о предотвращении дорожно-транспортного травматизма» (PDF) . Всемирная организация здравоохранения . Проверено 29 февраля 2008 г.
  26. ^ «Аварии против заторов – какова цена для общества?» (PDF) . Американская автомобильная ассоциация. Архивировано из оригинала (PDF) 1 февраля 2012 г. Проверено 30 ноября 2011 г.
  27. ^ «Интеграция автомобильной инфраструктуры (VII)» . it.dot.gov . Проверено 29 февраля 2008 г.
  28. ^ Бемландер, Деннис; Хасирлиоглу, Синан; Яно, Витор; Лауэрер, Кристиан; Брандмайер, Томас; Циммер, Алессандро (2015). «Преимущества прогнозирования серьезности аварий с использованием связи между транспортными средствами» . Семинары Международной конференции IEEE по надежным системам и сетям 2015 г. IEEE. стр. 112–117. дои : 10.1109/dsn-w.2015.23 . ISBN  978-1-4673-8044-7 . S2CID   13183260 .
  29. ^ «Частота сбоев целей для систем безопасности IntelliDrive» (PDF) . НАБДД . Октябрь 2010 г. Архивировано из оригинала (PDF) 5 апреля 2021 г. . Проверено 27 апреля 2022 г.
  30. ^ «Доклад о состоянии здравоохранения в мире, 2002 г. – Снижение рисков, содействие здоровому образу жизни» . Всемирная организация здравоохранения . Архивировано из оригинала 2 декабря 2002 года . Проверено 29 февраля 2008 г.
  31. ^ Перейти обратно: а б Бигелоу, Пит (15 декабря 2016 г.). «Федералы хотят, чтобы связь V2V в новых автомобилях началась с 2021 года» . Автомобиль и водитель . Проверено 29 января 2017 г.
  32. ^ Хардинг, Дж (2014). «Межтранспортная связь: готовность технологии V2V к применению» (PDF) . nhtsa.gov . Архивировано из оригинала (PDF) 15 ноября 2018 г. Проверено 28 апреля 2016 г.
  33. ^ «Машины готовы общаться друг с другом – если только мы не воспользуемся их радиоволнами для Wi-Fi» . Лос-Анджелес Таймс . 25 августа 2016 года . Проверено 28 ноября 2021 г.
  34. ^ Перейти обратно: а б с д Аустраудс . «Представление компании Austradas в рамках пересмотра Закона о стандартах транспортных средств 1989 года в 2014 году» (PDF) . Департамент инфраструктуры и развития (Австралия) . Проверено 29 января 2017 г.
  35. ^ «Лицензия класса «Радиокоммуникации (Интеллектуальные транспортные системы) 2017» . Федеральный реестр законодательства . Проверено 9 октября 2018 г.
  36. ^ Перейти обратно: а б «Ни света, ни знаков, ни аварий – будущие перекрёстки для беспилотных автомобилей (видео)» . Рейтер.com. 22 марта 2012 года . Проверено 28 апреля 2012 г.
  37. ^ Андерт, Эдвард; Хаятян, Мохаммед; Шривастава, Авирал (18 июня 2017 г.). «Перекресток: метод автономного управления перекрестками, чувствительный ко времени». Материалы 54-й ежегодной конференции по автоматизации проектирования 2017 . Институт инженеров по электротехнике и электронике Inc., стр. 1–6. дои : 10.1145/3061639.3062221 . ISBN  9781450349277 . S2CID   6173238 .
  38. ^ Хаятян, Мохаммед; Мехрабиан, Мохаммадреза; Шривастава, Авирал (2018). «RIM: надежное управление перекрестками для подключенных автономных транспортных средств». Симпозиум IEEE по системам реального времени (RTSS) 2018 . Институт инженеров по электротехнике и электронике Inc., стр. 35–44. дои : 10.1109/RTSS.2018.00014 . ISBN  978-1-5386-7908-1 . S2CID   52093557 .
  39. ^ «Живые демонстрации 5GAA показывают C-V2X как рыночную реальность» . 5ГАА . 14 ноября 2019 года . Проверено 29 апреля 2022 г.
  40. ^ «На пути к мобильности 5G: роль эффективных дискретных полупроводников» . Веволвер . 29 января 2020 г. Проверено 29 апреля 2022 г.
[ редактировать ]
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Vehicular_communication_systems&oldid=1237725522"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: fec376653693aeb08645437ce09ad6c0__1722392220
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/fe/c0/fec376653693aeb08645437ce09ad6c0.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Vehicular communication systems - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)