WikiDer > Интеграция автомобильной инфраструктуры

Vehicle infrastructure integration

Интеграция автомобильной инфраструктуры (VII) - это инициатива, стимулирующая исследования и разработку приложений для ряда технологий, напрямую связывающих дорожные транспортные средства с их физическим окружением, в первую очередь с целью улучшения безопасность дорожного движения. Технология опирается на несколько дисциплин, в том числе транспортное машиностроение, электротехника, автомобилестроение, и Информатика. VII специально охватывает автомобильный транспорт, хотя аналогичные технологии существуют или разрабатываются для других видов транспорта. Самолеты, например, использовать наземные маяки для автоматического наведения, позволяя автопилот управлять самолетом без вмешательства человека. В дорожная техника, повышая безопасность проезжая часть может повысить общую эффективность. VII нацелена на повышение безопасности и эффективности.

Интеграция инфраструктуры транспортных средств - это отрасль инженерии, которая занимается изучением и применением ряда методов, напрямую связывающих дорожные транспортные средства с их физическим окружением, с целью повышения безопасности дорожного движения.

Цели

Цель VII - обеспечить связь 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 широкомасштабном развертывании выделенной связи ближнего действия (DSRC) ссылка, включающая IEEE 802.11p. В основе разработки VII лежит бизнес-модель, поддерживающая интересы всех заинтересованных сторон: промышленности, транспортных властей и профессиональных организаций. Инициатива имеет три приоритета:

  • оценка бизнес-модели (включая планирование развертывания) и принятие заинтересованными сторонами;
  • проверка технологии (в частности, систем связи) с учетом затрат на развертывание; и
  • разработка правовых структур и политик (особенно в отношении конфиденциальности) для повышения потенциала успеха системы в долгосрочной перспективе.

Безопасность

Текущий активная безопасность технология опирается на автомобильные радары и системы технического зрения. Например, эта технология может снизить наезды сзади отслеживая препятствия впереди или позади автомобиля, автоматически применяя тормоза при необходимости. Эта технология несколько ограничена тем, что определяет только расстояние и скорость транспортных средств в пределах прямой видимости камер и дальности обнаружения радаров. Это почти полностью неэффективно для угловой и левосторонние столкновения[нужна цитата]. Это может даже привести к тому, что автомобилист потеряет контроль над автомобилем в случае надвигающейся опасности. лобовое столкновение. В наезды сзади покрытые сегодняшними технологиями, как правило, менее серьезны, чем угловые, левые или лобовые столкновения. Таким образом, существующие технологии не соответствуют общим потребностям дорожной системы.

VII обеспечит прямую связь между транспортным средством на дороге и всеми транспортными средствами в пределах определенного района. Транспортные средства смогут общаться друг с другом, обмениваясь данными о скорости, ориентации, возможно, даже об осведомленности и намерениях водителя. Это могло бы повысить безопасность находящихся поблизости транспортных средств, одновременно увеличив общую чувствительность системы VII, например, за счет более эффективного выполнения автоматического аварийного маневра (рулевого управления, замедления, торможения). Кроме того, система предназначена для связи с инфраструктурой проезжей части, что позволяет полностью в реальном времени информация о дорожном движении для всей сети, а также лучше очередь управление и обратная связь с автомобилями. В конечном итоге это закроет петли обратной связи на том, что сейчас является транспортной системой без обратной связи.

К VII веку дорожная разметка и дорожные знаки могут устареть. Существующие приложения VII используют датчики в транспортных средствах, которые могут идентифицировать разметку на проезжей части или подписи на обочине дороги, автоматически регулируя параметры транспортного средства по мере необходимости. В конечном итоге VII стремится рассматривать такие знаки и маркировку как не более чем данные, хранящиеся в системе. Это может быть в форме данных, полученных с помощью радиомаяков вдоль проезжей части, или храниться в централизованной базе данных и распространяться на все автомобили с VII.

Эффективность

Все вышеперечисленные факторы во многом являются реакцией на безопасность но VII может привести к заметному повышению операционной эффективности транспортной сети. Поскольку транспортные средства будут связаны друг с другом, что приведет к сокращению времени реакции, движение вперед расстояние между транспортными средствами можно уменьшить, чтобы на дороге оставалось меньше свободного места. Таким образом, доступная пропускная способность для трафика будет увеличена. Большая пропускная способность на полосу, в свою очередь, будет означать меньшее количество полос в целом, что, возможно, удовлетворит опасения сообщества по поводу воздействия расширения проезжей части. VII позволит точно сигнал светофора координация с отслеживанием транспортного средства взводы и извлекут выгоду из точного расчета времени, опираясь на в реальном времени данные о трафике, охватывающие объем, плотность и количество поворотов.

Данные о движении в режиме реального времени также могут быть использованы при проектировании новых дорог или модификации существующих систем, поскольку эти данные могут использоваться для обеспечения точных исследований пункта отправления-назначения и подсчета поворотов для использования в прогнозирование перевозок и дорожные операции. Такая технология также приведет к улучшению транспортные инженеры для решения проблем при одновременном снижении затрат на получение и компиляцию данных. Толлинг - еще одна перспектива для технологии VII, поскольку она может позволить автоматическое взимание платы за проезд по дорогам. Данные могут коллективно передаваться участникам дорожного движения для отображения в автомобиле с указанием наименьшей стоимости, кратчайшего расстояния и / или самого быстрого маршрута к месту назначения на основе условий в реальном времени.

Существующие приложения

В некоторой степени результаты в этом направлении были достигнуты в испытаниях, проведенных по всему миру с использованием GPS, мобильный телефон сигналы, и регистрационные знаки транспортных средств. GPS становится стандартом во многих новых автомобилях высокого класса и является опцией для большинства новых автомобилей малого и среднего класса. Кроме того, у многих пользователей также есть мобильные телефоны, которые передают отслеживаемые сигналы (а также могут иметь GPS-приемник). Мобильные телефоны уже можно отследить для аварийного реагирования. GPS и отслеживание мобильных телефонов, однако, не дает полностью надежных данных. Кроме того, встраивание мобильных телефонов в автомобили может быть чрезмерно трудным. Данные с мобильных телефонов, хотя и полезны, могут даже увеличить риски для автомобилистов, поскольку они склонны смотреть в свои телефоны, а не сосредотачиваться на вождении. Автоматическое распознавание номерных знаков может обеспечить высокий уровень данных, но постоянное отслеживание транспортного средства в коридоре - сложная задача с существующими технологиями. Современное оборудование предназначено для сбора данных и выполнения таких функций, как принуждение и толлинг, а не для передачи данных транспортным средствам или автомобилистам для ответа. Тем не менее, GPS будет одним из ключевых компонентов в системах VII.[1]

Ограничения

Существует множество ограничений на разработку VII. Распространенное заблуждение состоит в том, что самая большая проблема для технологии VII - это вычислительная мощность, которая может быть установлена ​​внутри транспортного средства. Хотя это действительно проблема, технология для компьютеров быстро развивается и не вызывает особого беспокойства у исследователей VII. Учитывая тот факт, что технологии уже существуют для самых основных форм VII, возможно, самым большим препятствием для развертывания технологии VII является общественное признание.

Конфиденциальность

Самый распространенный миф о VII - то, что он включает технологию слежения; Однако, это не так.[2] Архитектура предназначена для предотвращения идентификации отдельных транспортных средств, при этом весь обмен данными между транспортным средством и системой происходит анонимно. Обмен между транспортными средствами и третьими сторонами, такими как OEM-производители и сборщики платы за проезд будут происходить, но сетевой трафик будет отправляться через зашифрованные туннели и, следовательно, не будет дешифрован системой VII.

Хотя система сможет обнаруживать нарушения сигналов и скорости, она не будет иметь возможности идентифицировать нарушителя и сообщать о них. Обнаружение предназначено для предупреждения нарушителя и / или приближающихся транспортных средств, чтобы предотвратить столкновения.

Другие общественные проблемы

Другие опасения по поводу общественного признания исходят от сторонников вождения в развлекательных целях, а также от критиков толлинга. Первые утверждают, что VII увеличит автоматизацию транспортного средства, уменьшив удовольствие водителя. Проблемы с вождением на природе особенно распространены среди владельцев автомобилей. спортивные автомобили. Их можно ослабить, компенсируя присутствие транспортных средств без VII, или, возможно, поддерживая дороги, по которым разрешено движение транспортных средств без VII.

Противники взимания платы за проезд полагают, что это сделает вождение автомобиля чрезмерно дорогим для автомобилистов из малообеспеченных слоев населения, что противоречит общему стремлению предоставлять равные услуги для всех. В ответ на это могут быть предусмотрены скидки на проезд в общественном транспорте или на пользование дорогами для соответствующих критериям лиц и / или семей. Такие положения в настоящее время существуют для многих платных дорог и могут быть применимы к дорогам, которые платны через VII. Однако, поскольку VII мог разрешить взимание пошлины с каждый VII, положения могут быть неэффективными ввиду возросшей потребности в предоставлении эффективных транзитных услуг для каждого района.

Технические неисправности

Координация

Основной проблемой, стоящей перед развертыванием VII, является проблема первоначальной установки системы. Затраты, связанные с установкой технологии в транспортных средствах и обеспечением связи и электроснабжения на каждом перекрестке, значительны. Строительство инфраструктуры вдоль дороги без сотрудничества автопроизводителей было бы катастрофой, как и обратная ситуация; следовательно, обеим сторонам необходимо будет работать вместе, чтобы концепция VII работала.

Существуют доказательства концептуальных испытаний, проводимых в Мичигане и Калифорнии, которые будут оценены Министерством транспорта США и автопроизводителями, и будет принято совместное решение о том, продолжать ли внедрение системы в то время.

Обслуживание

Еще один фактор, который следует учитывать при распространении технологии, - это то, как обновлять и поддерживать устройства. Системы дорожного движения очень динамичны, каждый день вводятся новые средства управления движением, а дороги строятся или ремонтируются каждый год. Опция для автомобиля может быть обновлена ​​через Интернет (предпочтительно по беспроводной сети), но впоследствии может потребовать, чтобы все пользователи имели доступ к Интернет-технологиям. Многие органы местного самоуправления тестируют развертывание интернет-устройств в городах и вдоль дорог, например, на остановках для отдыха. Эти системы могут быть использованы для обновления VII.

Дополнительная опция - предоставлять обновления всякий раз, когда автомобиль доставляется для осмотра или обслуживания. Основным ограничением здесь является то, что обновление будет в руках пользователя. Некоторые владельцы транспортных средств сами обслуживают свои автомобили, и периодические осмотры или обслуживание считаются слишком редкими для обновления VII. Автомобилисты также могут неохотно останавливаться на остановках для отдыха для получения обновленной информации, если у них нет возможности управлять автомобилем в городе с доступом в Интернет.

В качестве альтернативы, если бы приемники были размещены на всех транспортных средствах, а система VII располагалась в основном на обочине дороги, информация могла бы храниться в централизованной базе данных. Это позволит ответственному агентству выпускать обновления в любое время. Затем они будут переданы в придорожные подразделения для проезжающих мимо автомобилистов. В настоящее время считается, что с практической точки зрения этот метод обеспечивает наибольшую эффективность, но требует больших затрат для властей.

Безопасность

Безопасность подразделений - еще одна проблема, особенно в свете проблемы общественного признания. Преступники могут вмешиваться в устройства VII или удалять и / или уничтожать их независимо от того, установлены ли они внутри транспортных средств или вдоль дороги. Если они помещаются внутри транспортных средств, законы, аналогичные законам о взломе одометр мог быть принят; и блоки могут быть проверены во время инспекций или обслуживания на наличие признаков взлома. Этот метод имеет множество ограничений, упомянутых в отношении частоты осмотров и автомобилистов, которые проводят обслуживание самостоятельно. Это также вызывает озабоченность по поводу честности технических специалистов, проводящих проверки. Способность техников определять признаки взлома будет зависеть от их знания самих систем VII.

Магниты, электрошок, и вредоносное ПО (вирусы, взлом, или же заклинивание) могут быть использованы для повреждения систем VII - независимо от того, находятся ли юниты внутри машины или вдоль дороги. Техническим специалистам потребуются обширная подготовка и сертификация для проверки устройств VII в автомобиле. Вдоль дороги потребуется высокая степень безопасности, чтобы гарантировать, что оборудование не будет повреждено, и для увеличения его долговечности. Однако, поскольку придорожные единицы вполне могут быть размещены на полосе отчуждения, которая часто находится близко к краю проезжей части, могут возникнуть опасения по поводу того, что транспортные средства могут столкнуться с ними (намеренно или случайно). Агрегаты должны быть либо построены так, чтобы они не представляли угрозы для автомобилистов: возможно, в виде низкопрофильного и / или маломассивного объекта, предназначенного для наезда или разрушения (что повлечет за собой относительно недорогой агрегат); или блок должен быть экранирован таким устройством, как ограждение, поднимая собственные вопросы безопасности.

Ввод данных

Еще одно ограничение заключается в оцифровке входов для системы VII. Системы VII, вероятно, продолжат распознавать существующие знаки и дорожную разметку, но одной из целей является полное устранение таких знаков и разметки. Это потребует преобразования местоположения и сообщений каждого элемента в формат системы VII. Ответственность за эту работу, вероятно, ляжет на дорожные агентства, которые почти все сталкиваются с трудностями в финансировании, людях и свободном времени. Поэтому внедрение и обслуживание систем VII может потребовать поддержки на национальном уровне.

Связь и авторизация

Хотя VII в основном разрабатывается как совместное исследовательское предприятие с участием многочисленных транспортных агентств, скорее всего, начальные продукты будут адаптированы для индивидуальных приложений. В результате по мере расширения системы вполне могут возникнуть проблемы совместимости и форматирования. Преодоление этих трудностей может потребовать сложных программ перевода между различными системами или, возможно, полного пересмотра существующих систем VII с целью разработки более комплексного подхода. В любом случае затраты и потенциал для ошибки в программном обеспечении скорее всего будет высоким.

Требуется законодательство для обеспечения доступа к данным VII и связи между соответствующими агентствами. в Соединенные Штаты Америки, например, Межгосударственный - это федеральная дорога, которая часто обслуживается государством, но могут быть задействованы и местные окружные или муниципальные власти. В законодательстве необходимо будет установить уровни полномочий каждого агентства. В Пенсильваниянапример, муниципалитеты, как правило, обладают большей властью, чем округа, а иногда даже государство, в то время как соседние Мэриленд имеет больше полномочий на уровне округа, чем на уровне муниципалитета; и государственные дороги почти полностью контролируются государством. Также необходимо определить, какие другие агентства могут использовать данные (например, правоохранительные органы, Переписьи т. д.) и в какой степени допустимо использование информации. Чтобы свести к минимуму неправомерное использование данных, потребуются правоохранительные органы. Различные уровни власти также могут увеличить несовместимость.

Последние достижения

Большая часть текущих исследований и экспериментов проводится в Соединенных Штатах.[3] где координация обеспечивается через Консорциум интеграции автомобильной инфраструктуры, состоящий из производителей автомобилей (Ford, General Motors, Daimler Chrysler, Toyota, Nissan, Honda, Volkswagen, BMW), поставщиков ИТ, транспортных ведомств США и штата, а также профессиональных ассоциаций.[4] Испытания проходят в Мичигане[5] и Калифорния.[6]

Конкретные приложения, разрабатываемые в настоящее время по инициативе США[7]находятся:

  • Предупреждение водителей о небезопасных условиях или неизбежных столкновениях.
  • Предупреждает водителей, если они собираются съехать с дороги или слишком быстро двигаться по повороту.
  • Информирование системных операторов о заторах, погодных условиях и происшествиях в режиме реального времени.
  • Предоставление операторам информации о вместимость коридора для управления в реальном времени, планирования и предоставления водителям рекомендаций по всему коридору.

В середине 2007 года территория VII, охватывающая около 20 квадратных миль (52 км2) возле Детройта будет использоваться для тестирования 20 приложений прототипа VII. Некоторые производители автомобилей также проводят собственные исследования и испытания VII.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ GPS Drives Vehicle Infrastructure Integration, GPS World, октябрь 2006 г.
  2. ^ http://www-nrd.nhtsa.dot.gov/pdf/nrd-01/NRDmtgs/2005Honda/Resendes_VII.pdf
  3. ^ США DOT VII. Проверено 21 февраля 2007 года.
  4. ^ Полный вперед для интеллектуальной конструкции автомобиля, Financial Times, 20 февраля 2007 г.
  5. ^ Программа Michigan DOT VII. Проверено 21 февраля 2007 года.
  6. ^ Ускорение интеграции автомобильной инфраструктуры. Проверено 21 февраля 2007 г.
  7. ^ Интеграция автомобильной инфраструктуры от Министерства транспорта США. Проверено 21 февраля 2007 года.

внешняя ссылка