Технологии v2x что это
Инновационные системы безопасности V2X в новых японских автомобилях
Автомобили двигаются один за другим, и все начинают тормозить, как только первый из них сбрасывает скорость? Ваш автомобиль предупреждает вас об огромном автомобильном заторе впереди и дает совет лучше пересесть на поезд на ближайшей станции? Все это звучит как научная фантастика, но производители автомобилей уже тестируют данные технологии, которые будут частью систем V2X.
V2X означает…
V2X системы относятся к новейшему поколению интеллектуальных транспортных систем (англ. Intelligent Transport System, ITS). Они включают в себя инструменты и системы V2V (взаимодействие автомобиля с автомобилем) и V2I (взаимодействие автомобиля с инфраструктурой). Последние системы были разработаны для обеспечения обмена информацией между автомобилями и придорожной инфраструктурой (например, дорожными знаками или светофорами), а также между различными транспортными средствами. Благодаря использованию радиоволн, обмен данными происходит очень быстро. Это означает, что скорость отправки и получения информации гораздо больше, чем при использовании сети GPS или GSM.
Практическое использование V2X
Но как, все-таки, эти системы работают? Установленные в вашем автомобиле инструменты V2V, которые подключены к его компьютеру, информируют другие транспортные средства о таких событиях, как задействование системы АБС (антиблокировочной системы тормозов). Эта информация будет отображаться на экранах других транспортных средств, когда они приближаются к месту, в котором сработала система АБС вашего автомобиля. Другие водители аналогичным образом могут быть информированы и о дорожных пробках, авариях и других событиях. Используя тот же тип обмена данными, системы V2I позволяют автомобилю поддерживать связь с компонентами придорожной инфраструктуры — ваше транспортное средство получит сообщение об установленном ограничении скорости или трудных дорожных условиях. Данные решения уже протестированы на европейских дорогах — в Вене и в Праге. В будущем они будут внедрены на всех дорогах, которые принадлежат к Европейскому транспортному коридору. На сегодняшний день самым настоящим лидером в использовании систем V2X является Япония, в которой производитель автомобилей Toyota уже продает автомобили, оснащенные системами V2X.
Система ITS Connect или системы V2V и V2I на дорогах Японии
В Японии системы V2V и V2I были интегрированы в одно решение — систему ITS Connect. Главная цель данной системы— предотвращение столкновений на перекрестках. Было доказано, что 40 % всех аварий происходят именно на перекрестках. Поэтому одна из основных функций системы — помощь водителю при повороте налево. Система следит за ситуацией на перекрестках и информирует водителя (с помощью световых и звуковых сигналов), если выполнение поворота может быть опасно из-за каких-либо препятствий на дороге. Сигналы передаются сразу после нажатия водителем на педаль тормоза и остановки автомобиля. Система ITS Connect также включает световые и звуковые сигналы, если автомобиль приближается к перекрестку с горящим красным светом светофора, а водитель не снижает скорость. Система также сделает вождение более гладким, так как она может сообщить водителю о том, сколько времени придется ждать зеленый свет, чтобы сократить время, необходимое для запуска автомобиля.
В систему также интегрирован круиз-контроль (функция поддержания постоянной скорости автомобиля), который реагирует на изменение скорости движущихся в непосредственной близости других транспортных средств, регулируя скорость автомобиля, в котором данная функция установлена. Система ITS Connect может предупредить водителя о находящихся на дороге автомобилях аварийно-спасательных служб с предоставлением информации об направлении их движения и расстоянии до автомобилей. Интересно, что решение ITS Connect уже тестируется вне лаборатории — с октября 2015 года система внедряется в очень популярный в Японии седан Toyota Crown. С конца 2015 года система также будет устанавливаться в автомобилях Toyota Prius четвертого поколения.
Система V2X в американском автомобиле Delphi
Системы V2X также тестируются и на другой стороне океана — в Соединенных Штатах Америки (США). В марте и апреле 2015 года автомобиль с автоматическим управлением Delphi пересек всю территорию США от Сан-Франциско на западном побережье до Нью-Йорка на востоке страны. За 9 дней этот автомобиль проехал 5 500 километров (пересек 15 штатов). 99 % времени автомобиль управлялся автоматически. У Delphi не возникло никаких проблем на дорогах, перекрестках с круговым движением, в туннелях, на мостах и в местах, где условия дорожного движения были осложнены из-за проводимых дорожных работ. Разработчики автомобиля Delphi собрали более чем 3 ТБ данных, которые будут использоваться для дальнейшего развития проекта. В данном автомобиле также были установлены системы V2V и V2I, которые позволили с помощью беспроводной связи общаться с другими транспортными средствами и компонентами придорожной инфраструктуры, и сделали возможным использовать радар, камеры и другие системы, эффективно оказывающие помощь водителю.
Конечно, мы не получим возможности сразу пользоваться всеми системами V2X. Они должны стать частью стандартного оборудования в большинстве автомобилей, а затем потребуется перестроить придорожную инфраструктуру для обеспечения надлежащей связи. Это означает, что нам придется подождать десять или даже несколько десятков лет, пока эти решения будут использоваться в повседневной жизни. Тем не менее, создание таких технологий является важным шагом, который приближает нас к более высокому уровню безопасности движения. С другой стороны, данные технологии, к сожалению, ведут к снижению уровня нашей конфиденциальности и возможности получать удовольствие от вождения.
C-V2X с поддержкой сетей 5G NR: новая парадигма обмена данными между автотранспортом
Технологии 5G позволят более эффективно собирать данные телеметрии и открывать совершенно новые для автотранспорта функции, способные повысить безопасность на дорогах и развить сферу беспилотных авто. В системах V2X (система обмена данных между транспортными средствами, элементами дорожной инфраструктуры и другими участниками движения) есть потенциал, для раскрытия которого будет использоваться связь 5G NR. Это позволит значительно повысить уровень безопасности для водителей, пассажиров и пешеходов, снизить расход топлива и затраты времени на поездки.
В марте этого года организация 3GPP, которая занимается стандартизацией сетей 5G, одобрила введение в следующую версию глобального стандарта 5G NR (Release 16) первые спецификации C-V2X с поддержкой 5G NR. Мы считаем, что эта версия будет принята в первой половине 2020 года. Сочетание этой технологии и поддержки eMBB (сверхширокополосная мобильная связь), спецификации которой утвердили в 3GPP Release 15, станет первым шагом к использованию 5G NR для создания «умных» автомобилей на базе платформы Qualcomm Snapdragon Automotive Platform.
Мы не ждём глобального развёртывания сетей 5G, чтобы запустить прямой обмен данными между транспортными средствами при помощи технологий сотовой связи. Ещё в 3GPP Release 14 были описаны технологии V2X, которые позволяют автомобилям обмениваться базовой информацией с другими участниками движения и, например, светофорами, через определённые промежутки времени. Их возможности демонстрировались во время многих испытаний с применением нашего чипа C-V2X, Qualcomm 9150. Прямой обмен данными при помощи технологий C-V2X позволяет машине «видеть» своё окружение даже в ситуациях, когда другие объекты отсутствуют в прямой видимости, например, на слепых перекрёстках или в плохих погодных условиях. При этом новые технологии дополняют и расширяют возможности, привносимые другими пассивными датчиками, такими как радар, LIDAR и системы камер, у которых есть ограничения по дальности и видимости.
Документ 3GPP Release 16 и стандартизация C-V2X с поддержкой 5G NR выведут эти возможности на совершенно новый уровень и позволят транспортным средствам получать и отправлять намного больше информации, например, более подробные данные от датчиков и информацию о «намерениях» участников движения, о дорожной инфраструктуре и о перемещениях пешеходов. Причём обмен данными о «намерениях» поможет более эффективно планировать маршрут автомобиля, что важно для развития беспилотных транспортных средств в будущем. C-V2X превратится из технологии, которая в Release 14 служила в основном как средство повышения базовой безопасности на дорогах, в инструмент прямого взаимодействия между участниками движения, который поможет повысить безопасность движения и осведомлённость о ситуации на дорогах, а также снизить затраты топлива и времени в дороге.
Использование всех преимуществ C-V2X и 5G NR
Решения C-V2X на базе 5G NR для своей работы используют инновационные возможности, которые появились вместе с сетями 4G и 5G. Первая версия сетей 5G, которая начнёт внедряться уже этой весной и была стандартизирована в 3GPP Release 15, представила масштабируемый шаг частотной сетки каналов, который используется и для C-V2X. Одним из примеров её применения является возможность изменения плотности эталонного сигнала в зависимости от скорости транспортного средства. По нашим оценкам спектральная эффективность на высоких скоростях в этом случае вырастет в 3,5 раза, что крайне важно для новых сценариев использования C-V2X, например, для взаимообмена между автомобилями и элементами дорожной инфраструктуры большими объёмами данных от сенсоров.
Реализации C-V2X с поддержкой 5G NR предполагают несколько крупных улучшений на уровне радиосвязи, уникальных именно для 5G NR. В Release 16 впервые в стандарт 5G будет добавлена «боковая» линия связи — прямой канал обмена данными для систем V2X. Эта технология послужит основой для разработки будущих решений с использованием 5G NR в смартфонах и в других областях, например, в общественной безопасности. Базой для её создания послужили разработки Qualcomm Technologies для LTE Direct, которые по факту привели к появлению в 3GPP Release 14 технологий C-V2X. Также технологии, описанные в Release 14, позволят автомобилям с поддержкой более старой версии C-V2X обмениваться данными на дороге даже с новейшими моделями, в которых используется C-V2X обеих версий (из Release 14 и Release 16 с поддержкой 5G NR).
Новая парадигма обмена данными между транспортными средствами
В современной парадигме обмена данными при помощи мобильных сетей устройства меняют параметры передачи сигнала, такие как его модуляция и кодировка, в зависимости от качества сигнала базовых станций. С C-V2X задача усложняется тем, что речь идёт о постоянно перемещающихся транспортных средствах, а не о стационарных базовых станциях. В этом случае одного только качества сигнала недостаточно, чтобы понять, какие транспортные средства подходят для обмена данными в каждом конкретном случае. Представьте, что на перекрёстке за углом находится автомобиль. Уровень сигнала у него слабый, но сам автомобиль находится достаточно близко, то есть является частью важного для нашего авто окружения. Поэтому оба транспортных средства в данном случае должны иметь возможность получать полную информацию от датчиков независимо от того, находятся ли они в прямой видимости друг для друга.
А это в свою очередь означает, что нужна новая парадигма, которая будет учитывать не только уровень сигнала, но и расстояние между объектами. Сам подход к разработке сетей 5G из-за этого отличается от того, как строились сети предыдущих поколений. В частности, на «нижних» уровнях 5G NR (физический и MAC-уровни) появляется необходимость в оценке расстояния. К примеру, транспортные средства будут пересылать подтверждения, такие, как автоматические запросы на повторение передачи типа ACK/NAK, только если они находятся на определённом расстоянии от передатчика и только если передаваемая информация полезна этому транспортному средству. Такой подход поможет справиться и с проблемой «скрытого узла» в виде описанного выше автомобиля со слабым уровнем сигнала, который находится за углом. В целом благодаря ему повышается надёжность передачи информации для всех транспортных средств и обеспечивается большая пропускная способность системы, так как ресурсы сети больше не тратятся на передачу «бесполезных» для части участников движения.
Портал о современных технологиях мобильной и беспроводной связи
Что такое Connected Car, V2V, V2I, V2P, C2G, V2D?
Что такое Connected Car, V2V, V2I, V2P, C2G, V2D?Vehicle-to-vehicle (V2V)
Это система беспроводной связи, позволяющая двум автомобилям обмениваться друг с другом информацией о состоянии на дорогах без участия человека. Таким образом, Connected Car сможет получать информацию о скорости движения, местонахождении и т.д. другого автомобиля в режиме Онлайн.
Vehicle-to-infrastructure (V2I)
Это система беспроводной связи, позволяющая автомобилям обмениваться информацией с объектами инфраструктуры, например, со светофорами, дорожными знаками и т.д. И наоборот, получать информацию от них.
Vehicle-to-pedestrian (V2P)
Это система Connected Car, через которую автомобиль может взаимодействовать с находящимися в непосредственной близости от него пешеходами. В рамках подобного взаимодействия электроника автомобиля получит возможность выявлять частотный диапазон смартфонов, которыми пользуются пешеходы, что позволит оценить скорость и направление движения мобильного гаджета, и соответственно пешехода. Это позволит подать сигнал об опасности, как водителю, так и пешеходу с помощью звукового сигнала его телефона.
Vehicle-to-grid (V2G)
Это система, позволяющая подключать машины в общую энергосеть для подзарядки автомобиля или возвращения лишней электроэнергии обратно.
Vehicle-to-device (V2D)
Это система, позволяющая транспортному средству обмениваться информацией с любым электронным устройством, подключенным к самому Connected Car.
Ожидается, что V2V и V2I в совокупности станут первым этапом эволюции автомобильной промышленности к беспилотным автономным транспортным средствам.
Среди главных преимуществ Connected Car можно назвать безопасность. Предполагается, что мониторинг окружающей среды, получение информации о происшествиях на дорогах в режиме реального времени, взаимодействие с другими автомобилями обеспечат безопасное движение как для водителей, так и пешеходов. Не менее важное значение имеет более низкая энергоемкость подобной дорожной инфраструктуры. Однако есть и препятствия скорого развития концепции Connected Car. В первую очередь – это отсутствие правовой базы, регулирующей «общение» автомобилей с другими участниками дорожного движения. Еще одна – это необходимость в построении «умной» среды, в которой к сети будут подключены все объекты (светофоры и т.д.).
Возможности vehicle—to—vehicle (V2V)
Основные элементы V2V, благодаря которым автомобили могут поддерживать взаимную связь, это микропроцессор, модуль передачи информации посредством сетей мобильной или беспроводной связи и спутниковая система навигации GPS.
Как уже было сказано, главная цель развития Connected Car – это безопасность. Цифровая система предупредит водителя о наличии на пути следования транспортного средства, даже если оно не двигается и еще не находится в поле зрения водителя. V2X будут предупреждать о наличие автомобиля на обочине или в «мертвой» зоне, о резком торможении или об участках, где ведутся дорожные работы. Также V2X способен предупреждать столкновение, если, например, за поворотом находится сломанный автомобиль, который не может свернуть на обочину.
Чаще всего, участникам дорожного движения, услышав сигнал автомобиля экстренных служб, не могут определить, с какой стороны он приближается. Дисплей «умного» автомобиля сориентирует водителя о ситуации, а также подскажет, в какой ряд передвинуться, чтобы уступить дорогу. Данная возможность полезна как самим водителям, так и спасательным службам.
V2V, V2X в России и в мире
V2V, V2I в мире
Примеры интеграции различными автоконцернами систем связи в свои автомобили уже есть. Например, громким проектом является анонсированная в 2016 году компанией Tesla Motors полноценная система автовождения. Но взаимодействовать друг с другом транспортные средства разных производителей не могут по причине отсутствия единых стандартов. Поэтому в США их намерены ввести.
В США уже разработали стратегию развития Connected Car. Департамент транспорта США разместил в открытый доступ документ, выражающий намерение обязывать автопроизводителей оснащать автомобили средствами V2V-связи, начиная с 2023 года. Первые внедрения vehicle-to-vehicle должны начаться в 2021 году. В обозримом будущем, а именно 2019 году, власти США планирую принять законодательные нормы, регулирующие технологии Connected Car. Федеральная комиссия по связи ( FCC) США уже выделил промышленности частоты для создания и масштабирования национальных систем vehicle-to- infrastructure и vehicle-to-vehicle. Стоимость одной системы V2V-связи оценивается приблизительно в 250-350$. Не стоит забывать, что все дополнительные расходы производителей будут возмещены за счет повышения конечной стоимости автомобиля для потребителя.
V2V, V2I, Connected Car в России
В нашей стране концепция Connected Car только начинает формироваться. Сейчас развивается система «Эра-глонасс», предназначенная для экстренного реагирования при авариях. Она же будет положена в основу интеллектуальной транспортной системы России в целом.
Кроме того, на ее базе реализован коммерческий сервис «ЭРА Транзит», применяющийся в логистике. Он призван контролировать сохранность груза и обеспечивать передвижение транспорта по верному маршруту. В планах специалистов внедрить сервис «ЭРА Помощь на дороге», который будет оказывать техническую поддержку автомобилистам, осуществлять для них технические и юридические консультации и пр.
В России, как и в мире, развитие интеллектуальных дорог замедляет несогласованность проектов. Закрытые платформы и решения несовместимы между собой, что не позволяет объединить заинтересованных участников рынка и сформировать единую эффективную систему мультимодальных грузовых и пассажирских перевозок. Такая инфраструктура позволит снизить стоимость перевозок, при этом улучшив их качество.
Стандартизация V2V, V2I в 3GPP
В основе V2Х лежит технология D2D-коммуникаций или иными словами взаимодействия устройство-устройство (Device to Device). Они специфицированы еще для взаимодействия на близком расстоянии ( Proximity Services, ProSe ) в Relese 12 и Release 13 3GPP. Принцип D2D может использоваться для транспортных средств, развивающих скоростью до 250 км/ч, и плотностью автомобилей до тысячи узлов. Обе конфигурации используют выделенную полосу для V2V, а также спутниковое геопозиционирование для синхронизации времени.
В сентябре 2016 года консорциум 3GPP завершил первый этап стандартизации сервиса Vehicle-to-everything ( V2Х ). Положения о стандарте включены в 14-й релиз 3GPP.
Это станет дополнительным драйвером для развития сетей мобильной связи пятого поколения и интеллектуальной транспортной системы.
Если концепция Connected Car оправдает возлагаемые на нее надежды, то количество аварий на дорогах значительно сократится, также как и связанные с ними издержки.
С техническими особенностями функционирования концепции Connected Car в сетях мобильной связи, а также с другими техническими аспектами работы сетей мобильной связи существующих и новых поколений можно ознакомиться в книге «Мобильная связь на пути к 6G».
СОДЕРЖАНИЕ
История
История работы над проектами связи между транспортными средствами, направленными на повышение безопасности, сокращение аварий и помощь водителю, восходит к 1970-м годам благодаря таким проектам, как американская электронная система управления дорогами (ERGS) и японская CACS. Большинство вех в истории автомобильных сетей берет свое начало в США, Европе и Японии.
Стандартизация V2X на основе WLAN заменяет стандартизацию сотовых систем V2X. IEEE впервые опубликовал спецификацию V2X на основе WLAN ( IEEE 802.11p ) в 2010 году. Он поддерживает прямую связь между транспортными средствами (V2V) и между транспортными средствами и инфраструктурой (V2I). Эта технология называется выделенной связью на короткие расстояния ( DSRC ). DSRC использует базовую радиосвязь, обеспечиваемую 802.11p.
В 2016 году Toyota стала первым автопроизводителем в мире, который представил автомобили, оснащенные V2X. Эти автомобили используют технологию DSRC и продаются только в Японии. В 2017 году GM стал вторым автопроизводителем, представившим V2X. GM продает в США модель Cadillac, которая также оснащена DSRC V2X.
В 2016 году 3GPP опубликовала спецификации V2X, основанные на LTE в качестве базовой технологии. Ее обычно называют «сотовой V2X» (C-V2X), чтобы отличаться от технологии V2X на основе 802.11p. Помимо прямой связи (V2V, V2I), C-V2X также поддерживает глобальную связь по сотовой сети (V2N).
Обзор технологий
802.11p ( DSRC )
3GPP (C-V2X)
Более поздняя связь V2X использует сотовые сети и называется сотовой V2X (или C-V2X), чтобы отличать ее от V2X на основе WLAN. Многие отраслевые организации, такие как Автомобильная ассоциация 5G (5GAA), продвигали C-V2X из-за его преимуществ перед V2X на основе WLAN (без учета недостатков). C-V2X изначально определен как LTE в 3GPP Release 14 и предназначен для работы в нескольких режимах:
Связь в режиме 4 сотовой связи V2X основана на схеме распределенного распределения ресурсов, а именно на основе полупостоянного планирования на основе зондирования, которое планирует радиоресурсы автономно в каждом пользовательском оборудовании (UE).
В дополнение к прямой связи через PC5, C-V2X также позволяет устройству C-V2X использовать соединение сотовой сети традиционным способом через интерфейс Uu. Uu относится к логическому интерфейсу между UE и базовой станцией. Обычно это называется «транспортное средство-сеть» (V2N). V2N является уникальным вариантом использования C-V2X и не существует в V2X на основе 802.11p, поскольку последний поддерживает только прямую связь. Однако, как и в случае с V2X на основе WLAN, в случае C-V2X требуются два коммуникационных радиомодуля, чтобы иметь возможность одновременно обмениваться данными через интерфейс PC5 с ближайшими станциями и через интерфейс UU с сетью.
Хотя 3GPP определяет функции передачи данных, которые позволяют использовать V2X, он не включает семантический контент V2X, но предлагает использование стандартов ITS-G5, таких как CAM, DENM, BSM и т. Д., Поверх функций передачи данных 3GPP V2X.
Случаи применения
Благодаря мгновенному обмену данными V2X позволяет использовать такие приложения для обеспечения безопасности дорожного движения, как (неполный список):
В отчете Национальной администрации безопасности дорожного движения США (NHTSA) «Связь между транспортными средствами: готовность технологии V2V к применению» перечислены первоначальные варианты использования, предусмотренные для США. Европейский орган по стандартизации ETSI и SAE опубликовал стандарты того, что они считают вариантами использования. Первые варианты использования ориентированы на безопасность и эффективность дорожного движения. Такие организации, как 3GPP, 5GAA и 5GCAR вводят новые и продвинутые варианты использования, эти варианты использования направлены на высокий уровень автоматизации.
В среднесрочной перспективе V2X воспринимается как ключевой фактор для автономного вождения, предполагая, что ему будет разрешено вмешиваться в фактическое вождение. В этом случае машины смогут пополнять взводы, как это делают грузовики.
История стандартизации
IEEE 802.11p
Связь V2X на основе WLAN основана на наборе стандартов, разработанных Американским обществом испытаний и материалов (ASTM). Серия стандартов ASTM E 2213 рассматривает беспроводную связь для высокоскоростного обмена информацией между самими транспортными средствами, а также дорожной инфраструктурой. Первый стандарт этой серии был опубликован в 2002 году. Здесь аббревиатура Wireless Access in Vehicle Environment (WAVE) была впервые использована для связи V2X.
С 2004 года Институт инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (IEEE) начал работу над беспроводным доступом для транспортных средств в рамках своего семейства стандартов IEEE 802.11 для беспроводных локальных сетей (WLAN). Их первоначальный стандарт беспроводной связи для транспортных средств известен как IEEE 802.11p и основан на работе, проделанной ASTM. Позже в 2012 году IEEE 802.11p был включен в IEEE 802.11.
Примерно в 2007 году, когда IEEE 802.11p стал стабильным, IEEE начал разрабатывать стандарты семейства 1609.x для стандартизации приложений и инфраструктуры безопасности (IEEE использует термин WAVE), а вскоре после этого SAE начал определять стандарты для приложений связи V2V. SAE использует термин DSRC для этой технологии (именно так этот термин был придуман в США). Параллельно с этим в ETSI был основан технический комитет по интеллектуальной транспортной системе (ITS), который начал разрабатывать стандарты для протоколов и приложений (ETSI ввел термин ITS-G5). Все эти стандарты основаны на технологии IEEE 802.11p.
В период с 2012 по 2013 год Японская ассоциация радиопромышленности и бизнеса (ARIB) определила, также основанную на IEEE 802.11, систему связи V2V и V2I в полосе частот 700 МГц.
В 2015 году ITU опубликовал сводку всех стандартов V2V и V2I, которые используются во всем мире, включая системы, указанные ETSI, IEEE, ARIB и TTA (Республика Корея, Ассоциация телекоммуникационных технологий).
3GPP начал работу по стандартизации сотовой связи V2X (C-V2X) в версии 14 в 2014 году. Она основана на LTE в качестве базовой технологии. Технические характеристики были опубликованы в 2017 году. Поскольку функции C-V2X основаны на LTE, его часто называют LTE-V2X. Объем функций, поддерживаемых C-V2X, включает как прямую связь (V2V, V2I), так и связь по глобальной сотовой сети (V2N).
В версии 16 3GPP дополнительно расширяет функциональные возможности C-V2X. В настоящее время работа ведется. Таким образом, C-V2X по своей сути ориентирован на будущее, поддерживая путь перехода на 5G.
Были проведены исследования и анализ для сравнения эффективности технологий прямой связи между LTE-V2X PC5 и 802.11p с точки зрения предотвращения несчастных случаев и снижения количества смертельных и серьезных травм. Исследование показывает, что LTE-V2X обеспечивает более высокий уровень предотвращения аварий и снижения травматизма. Это также указывает на то, что LTE-V2X обеспечивает более высокий процент успешной доставки пакетов и дальность связи. Другой результат моделирования на уровне канала и на уровне системы показывает, что для достижения одинаковых характеристик канала как для сценариев прямой видимости (LOS), так и для сценариев без прямой видимости (NLOS) необходимо более низкое отношение сигнал / шум. (SNR) достижимы с помощью интерфейса LTE-V2X PC5 по сравнению с IEEE 802.11p.
Решение V2X на основе сотовой связи также дает возможность дополнительной защиты других типов участников дорожного движения (например, пешеходов, велосипедистов) за счет интеграции интерфейса PC5 в смартфоны, эффективно интегрируя этих участников дорожного движения в общее решение C-ITS. Связь между транспортными средствами (V2P) включает сценарии уязвимых участников дорожного движения (VRU) для обнаружения пешеходов и велосипедистов во избежание несчастных случаев и травм с участием этих участников дорожного движения.
Поскольку и прямая связь, и связь по глобальной сотовой сети определены в одном стандарте (3GPP), оба режима связи, вероятно, будут интегрированы в один набор микросхем. Коммерциализация этих наборов микросхем еще больше увеличивает экономию на масштабе и открывает возможности для более широкого спектра бизнес-моделей и услуг, использующих оба типа связи.
Нормативная история
Соединенные Штаты
В 1999 году Федеральная комиссия по связи США (FCC) выделила 75 МГц в диапазоне 5,850–5,925 ГГц для интеллектуальных транспортных систем. С тех пор Министерство транспорта США (USDOT) работает над V2X с рядом заинтересованных сторон. В 2012 году был реализован предварительный проект развертывания в Анн-Арборе, штат Мичиган. В мероприятии приняли участие 2800 автомобилей, включая автомобили, мотоциклы, автобусы и грузовые автомобили разных марок с использованием оборудования различных производителей. Национальное управление безопасности дорожного движения США (NHTSA) рассматривало развертывание этой модели как доказательство того, что безопасность дорожного движения может быть улучшена и что стандартная технология WAVE совместима. В августе 2014 года НАБДД опубликовало отчет, в котором утверждалось, что технология «автомобиль-автомобиль» технически доказана как готовая к развертыванию. 20 августа 2014 года НАБДД опубликовало предварительное уведомление о предлагаемом нормотворчестве (ANPRM) в Федеральном реестре, в котором утверждалось, что преимущества безопасности связи V2X могут быть достигнуты только в том случае, если значительная часть автопарка будет оборудована. Из-за отсутствия немедленной выгоды для первых пользователей НАБДД предложило обязательное введение. 25 июня 2015 года Палата представителей США провела слушание по этому вопросу, на котором Национальное управление безопасности дорожного движения (NHTSA) и другие заинтересованные стороны снова выступили с доводами в пользу V2X.
Европа
Для получения спектра в масштабах всего ЕС радиоприложениям требуется гармонизированный стандарт, в случае ITS-G5 ETSI EN 302 571, впервые опубликованный в 2008 году. Гармонизированный стандарт, в свою очередь, требует Справочного документа системы ETSI, здесь ETSI TR 101 788. Решение Комиссии 2008/671 / EC согласовывает использование полосы частот 5875–5905 МГц для приложений ИТС для обеспечения безопасности транспорта. В 2010 году была принята Директива ITS 2010/40 / EU. Он направлен на обеспечение интероперабельности приложений ITS и их возможности работать за пределами национальных границ, он определяет приоритетные области для вторичного законодательства, которые охватывают V2X и требуют, чтобы технологии были зрелыми. В 2014 году отраслевой партнер Европейской комиссии «Платформа развертывания C-ITS» начал работу над нормативной базой для V2X в ЕС. В нем определены ключевые подходы к инфраструктуре открытых ключей (PKI) безопасности V2X в масштабах ЕС и защите данных, а также внедрены стандарты смягчения последствий для предотвращения радиопомех между V2X на базе ITS-G5 и дорожными системами взимания платы. Европейская комиссия признала ITS-G5 в качестве исходной коммуникационной технологии в своем Плане действий по 5G и сопроводительном пояснительном документе, чтобы сформировать коммуникационную среду, состоящую из ITS-G5 и сотовой связи, как это предусмотрено государствами-членами ЕС. На уровне ЕС или государства-члена ЕС существуют различные проекты предварительного развертывания, такие как SCOOP @ F, Testfeld Telematik, цифровой испытательный стенд Autobahn, коридор Роттердам-Вена ITS, Nordic Way, COMPASS4D или C-ROADS. Существуют и реальные сценарии реализации стандарта V2X. Первый коммерческий проект, в котором стандарт V2X используется для сценария использования помощи при перемещении по пересечению. Он был реализован в городе Брно / Чехия, где 80 перекрестков контролируются стандартом связи V2X с транспортных средств общественного транспорта муниципалитета Брно.
Распределение спектра
Рассмотрение в переходный период
Внедрение технологии V2X (продукты на базе C-V2X или 802.11p) будет происходить постепенно с течением времени. Новые автомобили будут оснащаться любой из этих двух технологий примерно с 2020 года, и ожидается, что их доля на дорогах будет постепенно увеличиваться. Volkswagen Golf 8-го поколения стал первым легковым автомобилем, оснащенным технологией V2X на базе технологии NXP. Тем временем существующие (унаследованные) автомобили будут продолжать использоваться на дорогах. Это означает, что автомобили с поддержкой V2X должны будут сосуществовать с автомобилями без V2X (устаревшими) или с автомобилями V2X несовместимой технологии.
Основными препятствиями для его принятия являются юридические вопросы и тот факт, что, если его не примут почти все автомобили, его эффективность ограничена. Британский еженедельник The Economist утверждает, что автономное вождение больше регулируется правилами, чем технологиями.
Однако более недавнее исследование показывает, что есть преимущества в сокращении дорожно-транспортных происшествий даже в переходный период, когда технология внедряется на рынке.