Joseph Goodman
0 
1230
240
За последние несколько лет автомобиль с самостоятельным вождением стал горячей темой. Многие компании, включая Google, считают, что эта технология может творить чудеса для мирового транспорта.
Автомобили с автоматическим управлением не будут просто удобны; они также будут дешевле, экономичнее и безопаснее. Они могут даже превратить длинные скучные поездки в возможность расслабиться, почитать книгу или позвать на встречу.
Но завтрашняя транспортировка - это не только машина с автоматическим управлением. Будущее увидим сети автомобилей, работающих вместе для обеспечения безопасности пассажиров и их эффективной доставки в пункты назначения.
Но чтобы это произошло, машинам нужен способ разговаривать друг с другом.
Готов поговорить?
Беспроводная связь между автономными транспортными средствами всегда была темой, интересующей исследователей, разрабатывающих автомобиль будущего. Демонстрации, такие как самоходная машина Google. Шокирующие эффекты автомобиля без водителя Google [INFOGRAPHIC] Шокирующие эффекты автомобиля без водителя Google [INFOGRAPHIC] Будущее ближе, чем вы думаете. Благодаря совершенно секретному исследовательскому отделу Google, Google X, автомобили без водителя теперь стали реальностью и могут стать популярными в недалеком будущем ..., которые даже не имеют рулевого колеса, впечатляют - но они также одиноки проекты, построенные в ограниченном масштабе.
Проблема, стоящая перед исследователями, заключается не в том, как строить автономный автомобиль, как это уже было сделано. Вместо этого проблема заключается в том, как сделать автономный автомобиль безопасно и надежно на сегодняшних дорогах. Автономные автомобили, работающие в одиночку, могут обеспечить их владельцам удобство, но они не будут в полной мере осознавать эффективность, безопасность и экономическую выгоду, которую может обеспечить автономный автомобиль..
Эти улучшения могут быть разблокированы только через автономную автомобильную сеть. Такая сеть не была построена, поэтому мнения о том, как она может выглядеть, различаются, но исследователи работают над тем, чтобы реализовать идею.
Например, Центр трансформации мобильности в Массачусетском технологическом институте стремится сделать Энн Арбор (родной город школы) лидером в области автоматизированного вождения. Ларри Бернс, профессор техники в школе, обратился к животному царству за вдохновением, отметив, что:
“Пчелы роятся. Стая гусей. И они не сталкиваются друг с другом.”
Стая ошибок может показаться странным сравнением с автоматизированными автомобилями, но это свидетельствует о жестких допусках, которые может обеспечить сеть автономных автомобилей. Типичный человек-водитель, если не отвлекаться, требует 215 миллисекунд для реакции. Это означает, что автомобиль, движущийся со скоростью 100 километров в час, проедет около шести метров (почти двадцать футов), прежде чем водитель сможет даже ответить. Из-за этой задержки безопасные водители часто оставляют между собой несколько машин и автомобиль перед ними.
Однако радиоволны почти мгновенны. Объяснены наиболее распространенные стандарты и типы Wi-Fi Объяснены наиболее распространенные стандарты и типы Wi-Fi Смущены различными используемыми стандартами Wi-Fi? Вот что вам нужно знать о IEEE 802.11ac и его предшественниках. (на расстоянии работают автоматизированные машины), что означает, что автоматизированные машины теоретически могут безопасно работать, имея всего несколько футов между ними. Внезапно образ роя приобретает больше смысла; сеть автономных автомобилей будет выглядеть не как сегодняшнее движение, а как постоянный поток транспортных средств, движущихся органически, оставляя промежутки в метр (а иногда и намного меньше) между каждым автомобилем. На первый взгляд, движение может показаться случайным, но на самом деле оно будет очень скоординированным; вы бы увидели, как движется влево русло автомобилей, сливаясь в промежутки, на несколько сантиметров больше, чем сами автомобили, если через полмили есть выход на дорогу.
Но просто сказать, что это станет возможным благодаря радиоволнам, - все равно что “волшебник сделал это!” Существует множество различных концепций работы сети автоматизированных автомобилей, и они обычно работают в двух основных категориях..
Связь между транспортными средствами
Самый очевидный способ задействовать сети автоматизированных транспортных средств. Вот как мы доберемся до мира, наполненного автомобилями без водителя Вот как мы доберемся до мира, наполненного автомобилями без водителя. Вождение - утомительная, опасная и требовательная задача. Может ли он когда-нибудь быть автоматизирован технологией без водителя от Google? это чтобы они говорили друг с другом напрямую. С технической точки зрения это относительно просто, и на самом деле это скачок из современных технологий предотвращения столкновений. Многие роскошные автомобили теперь включают в себя автоматизированный круиз-контроль и низкоскоростные системы автоматического отключения, которые работают с использованием различных датчиков. Добавьте в радио, и стандарт, через который транспортные средства могут обмениваться данными по радио, и Presto! У вас есть базовая беспроводная сеть.
Это имеет привлекательный характер, поскольку его можно использовать сразу, и он может работать с автомобилями, которые не автоматизированы. Национальная администрация дорожного движения и безопасности, ведущий регулирующий орган по надзору за дорогами в Америке, уже рекомендовала внедрение связи между транспортными средствами (V2V) для предотвращения столкновений. Отчет, написанный четырьмя исследователями NTSB, показал, что:
“… За исключением водителей, страдающих от алкоголя или сонливости, эти системы [V2V] имеют дело с 81 процентом всех аварий с участием водителей без повреждений.”
Это означает, что системы V2V могут предотвращать большинство автомобильных столкновений, если все транспортные средства внедряют их.
Популярной теоретической реализацией V2V является “взвод” система. Эта идея, которая существует как минимум с 1993 года, включает в себя группы автоматических транспортных средств, которые собираются вместе, образуя длинную узкую линию. Это удерживает автоматизированные автомобили от тех, которые не автоматизированы, и обеспечивает аэродинамические преимущества, которые снижают расход топлива (за исключением ведущего автомобиля).
В этой системе может работать практически любой тип беспроводной связи, поскольку каждому транспортному средству во взводе придется общаться только с одним перед ним. Любое количество современных беспроводных технологий (Volvo продемонстрировала взвод, использующий 802.11p WiFi) может работать надежно, так как короткий диапазон связи ограничивает помехи и проблемы с приемом. Даже кратковременная потеря связи не будет катастрофической, поскольку каждая автоматизированная машина должна соответствовать скорости только той, что была до нее. Эрик Коилинг, инженер Volvo, сообщил Phys.org, что, “Мы [Volvo] считаем, что взлет может быть более безопасным, чем обычное вождение сегодня,” и выяснил, что производитель автомобилей тщательно изучает наиболее эффективный и безопасный способ реализации идеи.
Системы V2V, такие как взвод, являются относительно простым способом реализации автономных транспортных средств, но идея не идеальна. Все системы V2V не имеют централизованного оборудования, отвечающего за общую транспортировку. Взводы, например, эффективны для задействованных автомобилей, но они не реагируют динамически на движение и не могут общаться с дорожной инфраструктурой. Если взвод столкнется с интенсивным движением, он просто замедлится и пойдет по маршруту, определяемому ведущей машиной. Для сетей V2V нет возможности “увидеть” пробка и рассчитать альтернативный маршрут, или спрогнозировать время следующих трех стоп-сигналов и соответственно скорректировать скорость. Полная потенциальная эффективность автоматизированного транспортного средства не может быть реализована с помощью более крупной и более сложной системы..
Автомобиль-To-инфраструктура
Эту эффективность можно включить только в том случае, если есть возможность позволить автономным автомобилям взаимодействовать не только друг с другом, но и с окружающей средой, обеспечивая “рой пчел” упомянутый ранее. Для этого каждый автомобиль должен иметь возможность подключиться к сети, которая охватывает не только его непосредственную близость, но и гораздо более широкую область, возможно, такую же большую, как весь город, в котором эксплуатируется транспортное средство. Такая сеть называется транспортным средством для -инфраструктура, и это гораздо сложнее.
Немецкая компания в настоящее время проводит трехмесячное испытание системы V2I под названием simTD, которая позволяет подключенным автомобилям взаимодействовать с элементами инфраструктуры. Например, автомобиль с этой системой может общаться с грядущим светофором Программирование Arduino для начинающих: Учебное пособие по проекту контроллера светофора Программирование по Arduino для начинающих: Учебное пособие по проекту светофора Создание контроллера светофора Arduino поможет вам развить базовые навыки кодирования! Мы начали. и отрегулируйте его скорость, чтобы рассчитать время прибытия с изменением света. При этом уменьшается время простоя, что повышает эффективность использования топлива. Система также может предупреждать автомобиль и его пассажиров о предстоящих дорожных опасностях, получая данные, когда другой автомобиль заносит или испытывает потерю тяги.
Даже эта элементарная реализация V2I обеспечивает безопасность и эффективность, но недостатком является сложность. Комбинация WiFi, UMTS и GRPS (последние два являются стандартами сотовой передачи данных GSM против CDMA: в чем разница и что лучше? GSM против CDMA: в чем разница и что лучше? Возможно, вы слышали термины GSM и CDMA, рассмотренные ранее в разговоре о сотовых телефонах, но что они на самом деле означают?), Используются для обеспечения постоянной связи как с инфраструктурой, так и с другими транспортными средствами..
SimTD также использует передачи от автомобиля к транспортному средству в качестве гирляндной цепи, чтобы обеспечить инфраструктурную связь, если ни одна из радиостанций транспортного средства не может принимать сигнал. Это отличная идея, но это означает, что каждый автомобиль в цепочке должен использовать совместимый стандарт, а также вопрос о том, как сотовая связь будет обрабатываться поставщиками этой услуги..
И еще есть инфраструктура. SimTD работал с производителями автомобилей и городом Франкфуртом для проведения полевых испытаний, но он был ограничен только двадцатью светофорами. Внедрение инфраструктуры, необходимой для связи V2I, будет дорогостоящим предприятием, и его будет особенно трудно (если не невозможно) реализовать в сельских районах, где много дороги и не так много денег для создания необходимой инфраструктуры..
Комбинированное решение
Все это делает звук V2I трудным для реализации, в лучшем случае, но хорошая новость заключается в том, что он полностью совместим с V2V и фактически может включать его в любую реальную систему. Это означает, что автомобили, не имеющие возможности общаться с инфраструктурой, могут по-прежнему работать в сети в ограниченном смысле, и все автомобили могут по умолчанию использовать связь V2V, если это необходимо..
Действительно, вряд ли мы увидим, что инфраструктурное решение возникнет в одиночку в любой точке мира. Построение такой сети является дорогостоящим и трудоемким. Это также требует зрелой технологии, так как изменение стандарта связи на полпути через инфраструктуру здания может разрушить весь проект.
Платформы V2V, напротив, уже развернуты в ограниченном количестве. Вопреки тому, что вы, возможно, слышали, им еще предстоит пройти долгий путь, прежде чем они будут в большом количестве путешествовать по шоссе, но они существуют и могут быть быстро разработаны независимыми командами.
Эти два подхода к автономным автомобилям совместимы, поскольку они основаны на одних и тех же коммуникационных технологиях. На самом деле, связь не является самой насущной проблемой, с которой сталкиваются автономные транспортные средства; SimTD уже продемонстрировал существующий WiFi, и сотовая связь может работать хорошо. Проблема, стоящая перед исследователями, заключается не в том, чтобы решить, как они будут общаться, а в том, чтобы решить, как им следует вести себя, как только они это сделают..
Изображение предоставлено: Викимедиа / SreeBot