Kako se bodo avtomobili nekega dne pogovarjali med seboj

Oglas

Samovozeči avtomobil je v zadnjih nekaj letih postal vroča tema. Številna podjetja, vključno z Googlom, verjamejo, da bi ta tehnologija lahko naredila čudeže za svetovni prevoz.

Samovozeči avtomobili ne bodo samo priročni; poleg tega bodo cenejši, varčnejši in varnejši. Lahko se celo dolgočasna dolgočasna potovanja spremenijo v priložnost za sprostitev, branje knjige ali klic na sestanek.

Toda jutrišnji prevoz ne gre samo za samovozeči avtomobil. Prihodnost bo videti omrežja avtomobilov, ki delajo skupaj, da varujejo potnike in jih učinkovito dostavijo do cilja.

Da pa se to zgodi, avtomobili potrebujejo način, kako se med seboj pogovarjati.

Ste pripravljeni na pogovor?

Brezžična komunikacija med avtonomnimi vozili je bila vedno zanimiva za raziskovalce, ki razvijajo avtomobil jutrišnjega dne. Demonstracije kot Googlov samovozeči avtomobil Šokantni učinki Googlovega avtomobila brez voznikov [INFOGRAPHIC]Prihodnost je bližja, kot si morda mislite. Zahvaljujoč Googlovemu oddelku za tajno raziskovanje, Googlu X, so avtomobili brez voznikov zdaj resničnost in bi lahko v ne tako oddaljeni prihodnosti prišli do glavnih tokov ...

Preberi več , ki sploh ne vključuje volanskega obroča, so impresivni - vendar so tudi osamljeni projekti, zgrajeni v omejenem obsegu.

Težava, s katerim se soočajo raziskovalci, ni več, kako to storiti graditi avtonomno vozilo, kot je že bilo doseženo. Namesto tega je težava, kako narediti avtonomno vozilo varno in zanesljivo na današnjih cestah. Samovozeči avtomobili, ki delujejo sami, lahko svojim lastnikom nudijo udobje, vendar ne bodo v celoti spoznali učinkovitosti, varnosti in stroškovnih koristi, ki jih lahko nudi avtonomno vozilo.

Te izboljšave je mogoče odkleniti samo prek avtonomnega avtomobilskega omrežja. Nobeno takšno omrežje ni bilo zgrajeno, zato so mnenja o tem, kako bi lahko izgledalo, različna, vendar raziskovalci delajo na ideji.

Na primer, center za preoblikovanje mobilnosti na MIT si prizadeva, da bi Ann Arbor (domače mesto šole) postala vodilna v avtomatizirani vožnji z avtomobilom. Larry Burns, profesor inženirja na šoli, se je za navdih obrnil v živalsko kraljestvo in poudaril, da:

»Čebele rojijo. Jata gosi. In ne trkajo drug v drugega. "

Roj hroščev se morda zdi nenavadna primerjava z avtomatiziranimi avtomobili, vendar kaže na stroge tolerance, ki jih lahko omogoča mreža avtonomnih avtomobilov. Običajni človeški voznik, če ga ne moti, potrebuje 215 milisekund, da reagira. To pomeni, da bo avtomobil, ki se vozi s hitrostjo 100 kilometrov na uro, prevozil približno šest metrov (skoraj dvajset čevljev), preden se bo voznik sploh lahko odzval. Varni vozniki zaradi te zamude pogosto pustijo več avtomobilskih dolžin med njimi in vozilom pred njimi.

Radijski valovi pa so skoraj trenutni Najpogostejši pojasnjeni standardi in vrste Wi-FiZmeden z različnimi standardi Wi-Fi v uporabi? Tukaj je tisto, kar morate vedeti o IEEE 802.11ac in starejših brezžičnih standardih. Preberi več (na daljavo delujejo avtomatizirani avtomobili), kar pomeni, da lahko avtomatizirani avtomobili teoretično varno delujejo le nekaj metrov med njimi. Nenadoma je slika roja bolj smiselna; mreža avtonomnih avtomobilov ne bi bila videti kot današnji promet, temveč kot stalni tok vozil, ki se organsko premikajo, med vsakim avtomobilom puščajo razmike v metru (včasih pa tudi veliko manj). Na prvi pogled se lahko gibanje zdi naključno, vendar bi bilo dejansko zelo usklajeno; bili bi priča kanalu avtomobilov, ki se premikajo levo in se združijo v vrzeli, le centimetre večje od avtomobilov, če je izhod pol milje navzgor.

Če pa preprosto povem, da bodo to omogočili radijski valovi, je podobno kot "čarovnik je naredil!" Veliko jih je različni koncepti, kako lahko deluje mreža avtomatiziranih avtomobilov, in na splošno delujejo v dveh glavnih kategorijah.

Komunikacije med vozilom in vozilom

Najbolj očiten način omogočajo mreže avtomatiziranih vozil Tukaj je opisano, kako bomo prišli do sveta, napolnjenega z avtomobili brez voznikovVožnja je mučna, nevarna in zahtevna naloga. Ali bi ga lahko nekega dne avtomatizirala Googlova tehnologija brez avtomobila? Preberi več pomeni, da se med seboj neposredno pogovarjajo. S tehničnega vidika je to sorazmerno preprosto, v resnici pa so skoki iz trenutnih tehnologij za preprečevanje trka. Številni luksuzni avtomobili zdaj vključujejo samodejni tempomat in nizke hitrosti za samodejno krmiljenje, ki delujejo z uporabo različnih senzorjev. Dodajte radio in standard, prek katerega lahko vozila delijo podatke po radiu in prednastavljeno! Imate osnovno brezžično omrežje.

To je privlačno, saj je takoj uporabno in lahko deluje z vozili, ki niso avtomatizirana. Nacionalna uprava za promet in varnost na cestah, najvišji regulativni organ za nadzor cest v Ameriki, je že priporočil izvajanje komunikacije med vozilom in vozilom (V2V) da preprečimo trke. Poročilo, ki so ga napisali štirje raziskovalci NTSB je ugotovil, da:

"… Razen voznikov, ki jih moti alkohol ali zaspanost, ti sistemi [V2V] obravnavajo 81 odstotkov vseh prometnih nesreč, v katerih so udeleženi neovirani vozniki."

To pomeni, da bi lahko sistemi V2V preprečili večino avtomobilskih trkov, če bi jih vsa vozila uporabila.

Priljubljena teoretična izvedba V2V je sistem »vodov«. Ta ideja, ki obstaja že vsaj od leta 1993, vključuje skupine avtomatiziranih vozil, ki sestavljajo dolgo in tesno razmaknjeno linijo. Tako se avtomatizirani avtomobili oddaljijo od tistih, ki niso avtomatizirani, in nudi aerodinamične ugodnosti, ki zmanjšujejo porabo goriva (z izjemo glavnega avtomobila).

V tem sistemu bi lahko delovala praktično vsaka vrsta brezžične komunikacije, saj bi moralo vsako vozilo v vodstvu komunicirati samo s tistim, ki je pred njim. Poljubno število sodobnih brezžičnih tehnologij (Volvo je demonstriral vod z uporabo WiFi 802.11p) lahko deluje zanesljivo, saj kratek obseg komunikacije omejuje težave z motnjami in sprejemom. Tudi trenutni zastoj v komunikaciji ne bi bil katastrofalen, saj vsak avtomatiziran avtomobil potrebuje le hitrost, ki ustreza hitrosti pred njim. Erik Coelingh, inženir pri Volvu, je povedal Phys.org "Mi [Volvo] verjamemo, da je vodenje voda lahko varnejše kot običajna vožnja danes," in pojasnili, da je avtomobilski proizvajalec natančno preučuje najučinkovitejši - in najvarnejši - način izvajanja ideja.

Sistemi V2V, kot je vodenje voda, so relativno enostaven način za uporabo avtonomnih vozil, vendar ideja ni popolna. Vsi V2V sistemi nimajo centralizirane strojne opreme, ki bi bila odgovorna za celoten transport. Platoni so na primer učinkoviti za vpletene avtomobile, vendar se ne odzivajo dinamično na promet in ne morejo komunicirati s cestno infrastrukturo. Če bo vod naletel na velik promet, se bo preprosto upočasnil in sledil poti, ki jo je določil glavni avtomobil. Ni mogoče, da bi omrežja V2V »videla« zastoj prometa in izračunala alternativno pot ali predvidela čas naslednjih treh krakov in temu ustrezno prilagodila hitrost. Popolne potencialne učinkovitosti avtomatiziranega vozila ni mogoče doseči z večjim in kompleksnejšim sistemom.

Infrastruktura vozila

To učinkovitost je mogoče omogočiti le, če obstajajo načini, kako avtonomni avtomobili omogočajo interakcijo ne samo med seboj, temveč tudi z okoljem, kar omogoča prej omenjeni "roj čebel". Če želite to narediti, mora biti vsak avtomobil sposoben zapeti v mrežo, ki sega ne le v njegovo neposredno bližino, ampak na veliko širše območje, morda tako veliko kot celotno mesto, v katerem vozilo deluje. Ta vrsta omrežja se imenuje od vozila do infrastrukture in je veliko bolj zapletena.

Trenutno vodi nemško podjetje trimesečno preizkušanje sistema V2I, imenovanega simTD ki omogoča povezanim avtomobilom komunikacijo z elementi infrastrukture. Na primer, avtomobil s tem sistemom lahko govori s prihajajočim prometna luč Programiranje Arduino za začetnike: Navodila za upravljanje semaforja za semaforjeIzdelava krmilnika semaforja Arduino vam pomaga razviti osnovne veščine kodiranja! Začnimo. Preberi več in prilagodite svojo hitrost času do prihoda s spremembo svetlobe. S tem zmanjša čas mirovanja, kar izboljša učinkovitost porabe goriva. Sistem lahko opozori avtomobil in njegove sopotnike na prihajajoče nevarnosti na cesti s prejemom podatkov, ko drugi avtomobil drsi ali izgubi oprijem.

Tudi ta osnovna izvedba V2I omogoča varnost in učinkovitost, vendar Slaba stran je kompleksnost. Kombinacija WiFi, UMTS in GRPS (slednja dva so celični standardi podatkov GSM Vs. CDMA: Kaj je razlika in kaj je boljše?Morda ste že slišali izraze GSM in CDMA, ki so jih vrgli naokoli v pogovoru o mobilnih telefonih, toda kaj v resnici pomenijo? Preberi več ) se uporabljajo za zagotavljanje stalne komunikacije tako z infrastrukturo kot tudi z drugimi vozili.

SimTD uporablja tudi prenose med vozilom kot verigo marjetic, da omogoči infrastrukturno komunikacijo, če noben od radijskih sprejemnikov ne more sprejeti signala. To je odlična ideja, vendar pomeni, da mora vsak avtomobil v verigi uporabljati združljiv standard, poleg tega pa se postavlja tudi vprašanje, kako bodo ponudniki te storitve ravnali po mobilni komunikaciji.

In tu je infrastruktura. SimTD je sodeloval s proizvajalci vozil in mestom Frankfurta pri izvajanju terenskega trial, omejena pa je bila na samo dvajset semaforjev. Izvajanje infrastrukture, ki jo zahteva komunikacija V2I, bo drago podjetje in še posebej težko (če ne nemogoče) za izvajanje na podeželju, kjer je za gradnjo infrastrukture veliko poti in premalo denarja potrebno.

Kombinirana rešitev

Zaradi vsega tega je zvok V2I v najboljšem primeru težko izvedljiv, dobra novica pa je, da je povsem združljiv z V2V in ga bo verjetno vključil v kateri koli sistem resničnega sveta. To pomeni, da bi avtomobili, ki nimajo možnosti komunikacije z infrastrukturo, v omrežju še vedno delovali v omejenem smislu, vsi avtomobili pa bi lahko po potrebi privzeli komunikacijo V2V.

Pravzaprav je malo verjetno, da bomo videli kjer koli po svetu infrastrukturno rešitev. Gradnja takšnega omrežja je draga in dolgotrajna. Zahteva tudi zrelo tehnologijo, saj lahko sprememba komunikacijskega standarda na polovici stavbne infrastrukture pokvari celoten projekt.

V2V platforme, nasprotno, se že uporabljajo v omejenem številu. V nasprotju s tem, kar ste morda slišali, Pred njimi bodo v velikem številu križarili po avtocestah še dolgovendar obstajajo in jih lahko neodvisne ekipe hitro razvijejo.

Ta dva pristopa do avtonomnih avtomobilov sta združljiva, ker se zanašata na iste komunikacijske tehnologije. Pravzaprav komunikacije niso najbolj pereče vprašanje, s katerim se srečujejo avtonomna vozila; simTD je že pokazal, da obstoječi WiFi in mobilni lahko dobro delujejo. Težava, s katero se soočajo raziskovalci, ni v reševanju načina komuniciranja, temveč v odločitvi, kako naj se obnašajo, ko to počnejo.

Kreditna slika: Wikimedia / SreeBot