Система коммуникации между автомобилями

Одним из перспективных направлений повышения безопасности движения является разработка и внедрение системы коммуникации между автомобилями. Система представляет собой разновидность беспроводной сети (WLAN, Wireless Local Area Network), в которой выделяются два типа узлов – транспортное средство (автомобиль, мотоцикл) и объекты инфраструктуры (светофор, центр регулирования движения). Система коммуникации между автомобилями является составной частью интеллектуальной транспортной системы.

Беспроводный доступ к транспортным средствам (WAVE, Wireless Access in Vehicular Environments) организован в соответствии со стандартом IEEE 802.11p. Система связи ближнего действия (DSRC, Dedicated Short Range Communications) реализуется с 2002 года. Основные характеристики системы: частота - 5,9 ГГц, радиус действия – до 1000 м, скорость транспортного средства – до 100 км/ч. По своей сути это знакомый нам Wi-Fi для автомобилей.

Система коммуникации между автомобилями имеет несколько устоявшихся названий, в Европе это Car-to-Car (Car2Car, C2C), в США – Vehicle-to-Vehicle (V2V). Связь автомобиля с объектами инфраструктуры обозначается как Car-to-Infrastructure (C2I), Vehicle-to-Roadside (V2R). Но все эти названия не раскрывают сущности системы коммуникации, поэтому в последнее время в ходу другое название – Car-to-X (C2X). Под «X» понимаются транспортные средства и объекты инфраструктуры.

В настоящее время над созданием и совершенствованием системы коммуникации между автомобилями работают различные организации, среди которых государственные транспортные учреждения, учебные заведения США и Европы, автопроизводители (Audi, BMW, Daimler, General Motors, Ford, Honda, Mercedes-Benz, Nissan, Opel, PSA, Toyota, Volkswagen, Volvo), производители электронных компонентов (Bosch, Continental, Siemens) и другие компании.

Для консолидации усилий в работе ряд компаний объединились в консорциум (Car-to-Car Communication Consortium). Работа над системой коммуникации организована в рамках отдельных проектов, например в Германии, осуществляется проект Safe Intelligent Mobility – Testfield Germany (SIM-TD).

Для реализации беспроводного соединения на автомобиль устанавливается ряд конструктивных элементов – антенна, приемник, передатчик, блок управления, которые могут быть объединены в единый WLAN-модуль. В качестве модуля может использоваться обычный смартфон с соответствующим программным обеспечением и синхронизированный с автомобилем.

Антенна в модуле обеспечивает беспроводное соединение. Приемник и передатчик соответственно принимают и передают информацию. Основную работу выполняет блок управления. Он обрабатывает входящие внутренние (от автомобиля) и внешние (из сети) сигналы и преобразует их в управляющие выходные сигналы, которые, в свою очередь, транслируются на автомобильную аудиосистему и информационный дисплей. В экстренном случае система коммуникации может воздействовать на органы управления автомобилем, предупреждая аварию.

В системе C2C различают несколько способов предупреждения водителя: звуковой сигнал и цветная полоса на приборной панели, изменяющая цвет в зависимости от степени опасности (Ford, Mercedes-Benz), звуковой сигнал и предупреждающий знак на центральной консоли (General Motors, Toyota), приборной панели (Honda, Hyundai, Nissan, Volkswagen). Некоторые производители в дополнение к визуальной и звуковой сигнализации предлагают к использованию вибрацию спинки сидения водителя (вибрирует та сторона, с которой угрожает опасность).

Систему коммуникации между автомобилями планируется использовать в различных областях, среди которых:

Ряд функций, например, выполнение электронных платежей, полностью проработаны и широко используются во многих странах. Над другими приложениями еще ведется активная работа.

Обеспечение безопасности движения является основной функцией системы коммуникации транспортных средств. Идея заключается в том, что транспортное средство, обнаружившее потенциальную опасность, предупреждает о ней других участников движения. Опасность распознается на основании оценки движения автомобиля и действий водителя. Соответствующие датчики определяют резкое изменение направление движения, скорость вращения отдельных колес, резкое нажатие педали тормоза и др.

Система коммуникации обеспечивает безопасность по следующим направлениям:

Ряд из указанных приложений уже реализованы на современных автомобилях с помощью видеокамеры и радара, например система экстренного торможения, система помощи при перестроении, система распознавания дорожных знаков. Но технические возможности системы Car-to-Car значительно шире, ни одна из перечисленных систем не может заглянуть за угол.

Система коммуникации между автомобилями находит широкое применение и в управлении движением. Основной целью проводимых мероприятий является предупреждение «пробок», а также адаптация движения к конкретным погодным условиям. Основными направлениями беспроводного регулирования движения являются:

Наряду с управлением движением система коммуникации между автомобилями позволяет еще и контролировать это движение, что обязательно будет востребовано надзорными органами (полицией, службой безопасности). Нужен ли водителю такой «большой брат», который будет следить за всеми его действиями?

Система коммуникации может быть использована для получения различного рода контента, не связанного непосредственно с движением. Беспроводная связь с сетью Интернет позволяет проводить поиск информации, загрузку файлов, отправлять (получать) почтовые сообщения, использовать электронные игры.

В перспективе система коммуникации между автомобилями должна стать основой системы автоматического управления автомобилем.

Если разработка системы коммуникации транспортных средств осуществляется достаточно активно, то с внедрением данной системы имеются серьезные проблемы. Основная проблема заключается в низком уровне распространения системы, по причине сравнительно высокой цены WLAN-модуля. Для эффективного использования системы Car-to-Car 10-15% транспортных средств должны быть оснащены беспроводным оборудованием, а до этого пока очень далеко.

Другая проблема – относительно низкая степень надежности системы в определении опасности. Если водитель не получает предупреждение от системы, то это не значит, что впереди нет опасности. Даже если все автомобили и мотоциклы будут оснащены системой C2C, остаются другие участники движения (велосипедисты, пешеходы), у которых данной системы никогда не будет.

При активной работе система коммуникации между автомобилями просто завалит водителя различного рода информацией, из которой далеко не вся нужна для движения. Это, в конечном счете, будет постоянно отвлекать водителя от его основного занятия – вождения автомобиля.

Еще одна проблема связана с конфиденциальностью информации в беспроводной сети. При данном способе связи велика вероятность перехвата информации и использования ее в корыстных целях.