Ako budú autá jedného dňa spolu hovoriť

Reklama

Samohybné auto sa za posledné roky stalo horúcou témou. Mnoho spoločností vrátane spoločnosti Google verí, že táto technológia by mohla urobiť zázraky pre svetovú dopravu.

Autá s vlastným riadením nebudú len vhodné; budú tiež lacnejšie, úspornejšie a bezpečnejšie. Mohli by dokonca trvať dlho, nudné dochádzky do príležitosti na oddych, prečítanie knihy alebo na stretnutie.

Zajtrajšia preprava však nie je len o aute s vlastným pohonom. Budúcnosť sa uvidí siete vozidiel, ktoré spolu pracujú, aby boli cestujúci v bezpečí a efektívne ich dopravili na miesto určenia.

Aby sa to však stalo, autá potrebujú spôsob vzájomného rozhovoru.

Ste pripravení hovoriť?

Bezdrôtová komunikácia medzi autonómnymi vozidlami bola vždy predmetom záujmu vedcov, ktorí vyvíjajú auto zajtra. Demonštrácie ako Samohybné auto spoločnosti Google Šokujúce účinky automobilu bez ovládača Google [INFOGRAPHIC]Budúcnosť je bližšia, než si myslíte. Vďaka najvyššiemu tajnému výskumnému oddeleniu spoločnosti Google, spoločnosti Google X, sú vozidlá bez vodiča teraz realitou a môžu byť zasiahnuté do hlavného prúdu v nie príliš vzdialenej budúcnosti ...

Čítaj viac , ktoré neobsahujú volant, sú pôsobivé - sú to však aj osamelé projekty postavené v obmedzenom rozsahu.

Problémom, ktorým čelia vedci, už nie je to, ako build autonómne vozidlo, ako sa to už podarilo. Namiesto toho je problémom to, ako vytvoriť autonómne vozidlo bezpečné a spoľahlivé na dnešných cestách. Samostatne riadené vozidlá, ktoré fungujú samostatne, môžu svojim majiteľom poskytnúť pohodlie, ale plne si neuvedomujú výhody, bezpečnosť a náklady, ktoré môže poskytnúť autonómne vozidlo.

Tieto zlepšenia možno odblokovať iba prostredníctvom autonómnej automobilovej siete. Nebola vybudovaná žiadna takáto sieť, takže názory na to, ako by to mohlo vyzerať, sa líšia, ale vedci sa snažia túto myšlienku ďalej rozvíjať.

Napríklad Centrum pre transformáciu mobility na MIT sa snaží, aby sa Ann Arbor (školské mesto) stala lídrom v automatizovanej motorizácii. Larry Burns, inžiniersky profesor v škole, sa za účelom inšpirácie obrátil na živočíšne kráľovstvo a zdôraznil, že:

"Včely sa rojia." Stádo husí. A neunikajú do seba. “

Roj bugov sa môže javiť ako zvláštne porovnanie s automatickými vozidlami, naznačuje to však úzke tolerancie, ktoré by mohla umožniť sieť autonómnych vozidiel. Typický ľudský vodič, ak nie je rozptýlený, vyžaduje reakciu 215 milisekúnd. To znamená, že auto, ktoré sa pohybuje rýchlosťou 100 kilometrov za hodinu, prejde asi šesť metrov (takmer dvadsať stôp) skôr, ako môže vodič dokonca reagovať. Bezpeční vodiči často kvôli týmto oneskoreniam nechávajú medzi sebou a vozidlom niekoľko vzdialeností.

Rádiové vlny sú však takmer okamžité Najčastejšie vysvetlené štandardy a typy Wi-FiZmätili vás rôzne používané štandardy Wi-Fi? Tu je prehľad informácií o štandarde IEEE 802.11ac a starších bezdrôtových štandardoch. Čítaj viac (na diaľku fungujú automatizované vozidlá), čo znamená, že automatizované vozidlá môžu teoreticky bezpečne fungovať len s odstupom niekoľkých metrov. Zrazu má zmysel obraz roja; sieť autonómnych automobilov by nevyzerala ako dnešná premávka, ale skôr ako konštantný tok vozidiel, ktoré sa organicky pohybujú a medzi jednotlivými vozidlami zostávajú medzery v metroch (a niekedy oveľa menej). Na prvý pohľad sa tento pohyb môže zdať náhodný, ale v skutočnosti by bol vysoko koordinovaný; ste svedkami kanála vozidiel, ktoré sa pohybujú vľavo a ktoré sa spájajú do medzier len centimetrov väčších ako samotné autá, ak je po ceste pol kilometra.

Ale jednoducho povedať, že to bude možné pomocou rádiových vĺn, je podobné tomu, že uviedol, že to urobil čarodejník! Je ich veľa rôzne koncepcie toho, ako môže sieť automatizovaných vozidiel fungovať, a vo všeobecnosti fungujú v dvoch hlavných kategóriách.

Komunikácia medzi vozidlami

Najviditeľnejší spôsob umožňujú siete automatizovaných vozidiel Tu je návod, ako sa dostaneme do sveta plného automobilov bez vodičaJazda je únavná, nebezpečná a náročná úloha. Dalo by sa to jedného dňa automatizovať technológiou automobilu bez vodiča od spoločnosti Google? Čítaj viac je nechať ich hovoriť priamo k sebe. Z technického hľadiska je to relatívne jednoduché av skutočnosti preskakujú súčasné technológie predchádzania zrážkam. Mnoho luxusných automobilov teraz obsahuje automatické tempomaty a nízkorýchlostné automatické brzdové systémy, ktoré fungujú s použitím rôznych senzorov. Pridajte rádio a štandard, prostredníctvom ktorého môžu vozidlá zdieľať údaje prostredníctvom rádia, a testovať! Máte základnú bezdrôtovú sieť.

Je to výzva, pretože je okamžite použiteľná a môže fungovať s vozidlami, ktoré nie sú automatizované. Národná správa cestnej premávky a bezpečnosti, najvyšší regulačný orgán dohliadajúci na cesty v Amerike, už odporučil implementáciu komunikácie medzi vozidlami (V2V) aby sa zabránilo kolíziám. Správa napísaná štyrmi výskumníkmi NTSB zistil, že:

„… Okrem vodičov postihnutých alkoholom alebo ospalosťou sa tieto systémy [V2V] zaoberajú 81 percentami nehôd všetkých vozidiel, ktoré sa týkajú vodičov so zníženou pohyblivosťou.“

To znamená, že systémy V2V by mohli zabrániť väčšine automobilových zrážok, ak by ich všetky vozidlá implementovali.

Populárna teoretická implementácia V2V je systém „čaty“. Táto myšlienka, ktorá existuje už od roku 1993, sa týka skupín automatizovaných vozidiel, ktoré sa spoja a vytvárajú dlhú, pevne rozmiestnenú čiaru. Tým sa zabráni automatizovaným vozidlám od tých, ktoré nie sú automatizované, a poskytuje aerodynamické výhody, ktoré znižujú spotrebu paliva (s výnimkou hlavného vozidla).

V tomto systéme by mohol fungovať prakticky akýkoľvek typ bezdrôtovej komunikácie, pretože každé vozidlo v čete by muselo komunikovať iba s tým, ktoré je pred ním. Akýkoľvek počet moderných bezdrôtových technológií (Spoločnosť Volvo predviedla četu pomocou siete WiFi 802.11p) by mohla fungovať spoľahlivo, pretože krátky rozsah komunikácie obmedzuje problémy s rušením a príjmom. Ani okamžitý výpadok komunikácie by nebol katastrofický, pretože každé automatizované auto potrebuje iba rýchlosť porovnávať s rýchlosťou pred ním. Erik Coelingh, inžinier spoločnosti Volvo, povedal Phys.org „Veríme, že čota môže byť bezpečnejšia ako dnes v bežnej jazde,“ a spresnili, že automobilový výrobca podrobne skúma najúčinnejší - a najbezpečnejší - spôsob implementácie systému nápad.

Systémy V2V, ako je čota, sú relatívne jednoduchým spôsobom implementácie autonómnych vozidiel, ale nápad nie je dokonalý. Vo všetkých systémoch V2V chýba centralizovaný hardvér zodpovedný za celkovú prepravu. Napríklad čaty sú pre príslušné autá účinné, ale nereagujú dynamicky na premávku a nemôžu komunikovať s infraštruktúrou ciest. Ak četa narazí na hustú premávku, jednoducho spomalí a vydá sa po trase určenej vedúcim autom. Pre siete V2V neexistuje spôsob, ako „vidieť“ dopravnú zápchu a vypočítať alternatívnu trasu alebo predpovedať načasovanie ďalších troch semaforov a podľa toho upraviť rýchlosť. Plnú potenciálnu efektívnosť automatizovaného vozidla nemožno dosiahnuť pomocou väčšieho a komplexnejšieho systému.

Vozidlami a infraštruktúrou

Túto účinnosť je možné dosiahnuť iba vtedy, ak existuje spôsob, ako nechať autonómne automobily vzájomne pôsobiť nielen medzi sebou, ale aj so životným prostredím, čo umožní skôr uvedený „roj včiel“. Každé vozidlo musí byť schopné pripojiť sa k sieti, ktorá pokrýva nielen jeho bezprostredné okolie, ale aj oveľa širšiu oblasť, možno tak veľkú, ako celé mesto, v ktorom vozidlo pracuje. Tento druh siete sa nazýva vozidlo-infraštruktúra a je oveľa komplexnejší.

Nemecká spoločnosť v súčasnosti vedie trojmesačná skúška systému V2I s názvom simTD čo umožňuje prepojeným automobilom komunikovať s prvkami infraštruktúry. Napríklad auto s týmto systémom môže hovoriť s nadchádzajúcim semafor Programovanie Arduino pre začiatočníkov: Výukový program pre projektové riadenie semaforovVytvorenie radiča semafora Arduino vám pomôže rozvíjať základné zručnosti v oblasti kódovania! Začíname. Čítaj viac a prispôsobte svoju rýchlosť podľa času jeho príchodu so zmenou svetla. Tým sa skracuje čas voľnobehu, čo zlepšuje palivovú účinnosť. Systém môže tiež varovať auto a jeho pasažierov pred nadchádzajúcimi nebezpečenstvami premávky tým, že prijíma údaje, keď iné vozidlo prekĺzne alebo dôjde k strate trakcie.

Aj táto základná implementácia V2I prináša výhody z hľadiska bezpečnosti a účinnosti, ale nevýhodou je zložitosť. Kombinácia WiFi, UMTS a GRPS (posledné dve sú štandardy bunkových dát GSM Vs. CDMA: Aký je rozdiel a ktorý je lepší?Možno ste už počuli pojmy GSM a CDMA, o ktorých ste hovorili predtým v rozhovore o mobilných telefónoch, ale čo to vlastne znamenajú? Čítaj viac ) sa používajú na zabezpečenie stálej komunikácie s infraštruktúrou aj inými vozidlami.

SimTD tiež používa prenosy z jedného vozidla do druhého, aby umožnil komunikáciu s infraštruktúrou, ak žiadny z rádií vozidla nemôže prijať signál. Je to skvelý nápad, ale to znamená, že každé auto v reťazci musí používať kompatibilný štandard a je tu aj otázka, ako poskytovatelia tejto služby budú riešiť celulárnu komunikáciu.

A potom je tu infraštruktúra. Spoločnosť SimTD spolupracovala s výrobcami vozidiel a mestom Frankfurt na realizácii terénnych skúšokl, ale bolo obmedzené iba na dvadsať semaforov. Implementácia infraštruktúry vyžadovanej komunikáciou V2I bude nákladným projektom a bude to obzvlášť ťažké (ak nie nemožné) implementovať vo vidieckych oblastiach, kde je veľa ciest a nie je veľa peňazí na vybudovanie infraštruktúry potrebné.

Kombinované riešenie

To všetko sťažuje implementáciu zvuku V2I prinajlepšom, ale dobrou správou je, že je úplne kompatibilný s V2V a je pravdepodobné, že ho zahrnie do každého systému skutočného sveta. To znamená, že vozidlá, ktoré nemajú schopnosť komunikovať s infraštruktúrou, by mohli naďalej fungovať v sieti v obmedzenom zmysle, a všetky vozidlá by mohli v prípade potreby predvolene komunikovať s komunikáciou V2V.

Je nepravdepodobné, že by sa infraštruktúrne riešenie objavilo samo o sebe kdekoľvek na svete. Vybudovanie takejto siete je nákladné a časovo náročné. Vyžaduje si to aj vyspelú technológiu, pretože zmena komunikačného štandardu v polovici výstavby infraštruktúry by mohla zničiť celý projekt.

Naopak, platformy V2V sú už nasadené v obmedzenom počte. Na rozdiel od toho, čo ste možno počuli, ešte stále musia prejsť dlhú cestu, kým sa vo veľkom počte plavia po diaľniciach, ale existujú a môžu ich rýchlo rozvíjať nezávislé tímy.

Tieto dva prístupy k autonómnym automobilom sú kompatibilné, pretože sa spoliehajú na rovnaké komunikačné technológie. Komunikácia v skutočnosti nie je najnaliehavejšou otázkou, ktorej čelia autonómne vozidlá; SimTD už preukázal existujúci WiFi a bunkový môže dobre fungovať. Problém, ktorému čelia vedci, nerieši, ako budú komunikovať, ale namiesto toho rozhoduje o tom, ako by sa mali správať, keď to urobia.

Obrázok Kredit: Wikimedia / SreeBot