Интеграция инфраструктуры транспортных средств ( VII ) - это инициатива, стимулирующая исследования и разработку приложений для ряда технологий, напрямую связывающих дорожные транспортные средства с их физическим окружением, в первую очередь, для повышения безопасности дорожного движения . Технология основана на нескольких дисциплинах, включая транспортную инженерию , электротехнику , автомобилестроение и информатику . VII специально охватывает автомобильный транспорт, хотя аналогичные технологии существуют или разрабатываются для других видов транспорта. Например, самолеты используют наземные радиомаяки для автоматического наведения, что позволяетавтопилот, чтобы управлять самолетом без вмешательства человека. В дорожном строительстве повышение безопасности проезжей части может повысить общую эффективность. VII нацелен 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) и между транспортными средствами и придорожной инфраструктурой (через придорожное оборудование, RSE), чтобы повысить безопасность, эффективность и удобство транспортной системы. Он основан на широкомасштабном развертывании выделенного канала связи малого радиуса действия ( DSRC ), включающего IEEE 802.11p . Разработка VII опирается на бизнес-модель, поддерживающую 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; а также
- разработка правовых структур и политик (особенно в отношении конфиденциальности) для повышения потенциала успеха системы в долгосрочной перспективе.
Безопасность
Современные технологии активной безопасности опираются на бортовые радары и системы технического зрения. Например, эта технология может уменьшить наезды сзади , отслеживая препятствия впереди или позади автомобиля, автоматически применяя тормоза при необходимости. Эта технология несколько ограничена тем, что она определяет только расстояние и скорость транспортных средств в пределах прямой видимости камер и дальности действия радаров. Это почти полностью неэффективно для столкновений под углом и при левом повороте [ необходима цитата ] . Это может даже привести к тому, что автомобилист потеряет контроль над автомобилем в случае надвигающегося лобового столкновения . На задних наездах охватываемых современной технологией , как правило , менее серьезны , чем угол, левый поворот, или лобовые столкновения. Таким образом, существующие технологии не соответствуют общим требованиям 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 может повысить безопасность находящихся поблизости транспортных средств, одновременно увеличивая общую чувствительность системы VII, например, за счет более эффективного выполнения автоматического аварийного маневра (рулевого управления, замедления, торможения). Кроме того, система предназначена для связи с дорожной инфраструктурой, обеспечивая полную информацию о дорожном движении в реальном времени для всей сети, а также улучшенное управление очередями и обратную связь с транспортными средствами. В конечном итоге это замкнет петли обратной связи в том, что сейчас является транспортной системой без обратной связи.
К VII веку разметка проезжей части 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 информация, полученная с помощью радиомаяков вдоль проезжей части или хранящаяся в централизованной базе данных и распространенная на все автомобили, оснащенные системой VII.
Эффективность
Все вышеперечисленные факторы в значительной степени связаны с безопасностью, но VII может привести к заметному повышению эксплуатационной эффективности транспортной сети. Как транспортные средства будут связаны друг с другом с уменьшением в результате времени реакции, то продвижение вперед между транспортными средствами может быть уменьшено так , чтобы было меньше пустое пространство на дороге. 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 обеспечит точную координацию сигналов светофора путем отслеживания взводов транспортных средств и извлечет выгоду из точного времени за счет использования данных о движении в реальном времени, охватывающих объем, плотность и повороты.
Данные о движении в режиме реального времени также могут использоваться при проектировании новых дорог или модификации существующих систем, поскольку эти данные могут использоваться для обеспечения точных исследований пункта отправления и пункта назначения и подсчета поворотов для использования в прогнозировании перевозок и транспортных операций . Такая технология также приведет к улучшениям для инженеров-транспортных инженеров в решении проблем при одновременном снижении затрат на получение и компиляцию данных. Плата за проезд - еще одна перспектива для технологии VII, поскольку она может позволить автоматическое взимание платы за дороги. Данные могут быть коллективно переданы участникам дорожного движения для отображения в транспортном средстве 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 ходе испытаний, проведенных по всему миру с использованием GPS , сигналов мобильных телефонов и регистрационных знаков транспортных средств . GPS становится стандартом для многих новых автомобилей высокого класса и является опцией для большинства новых автомобилей малого и среднего класса. Кроме того, у многих пользователей есть мобильные телефоны, которые передают отслеживаемые сигналы (а также могут иметь GPS-приемник). Мобильные телефоны уже можно отследить для целей экстренного реагирования. Однако GPS и слежение за мобильным телефоном не обеспечивают 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, как правило, смотрят в свои телефоны, а не сосредотачиваются 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 принудительное исполнение и взимание платы, 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 большинства основных форм VII, возможно, самым большим препятствием для развертывания технологии VII является общественное признание.
Конфиденциальность
Самый распространенный миф о VII - то, что он включает в себя технологию слежения; Тем не менее, 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 дорожных сборов, будут происходить, но сетевой трафик будет отправляться через зашифрованные туннели и, следовательно, не будет расшифрован 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, связанные с вождением на природе, особенно распространены среди владельцев спортивных автомобилей . Их можно уменьшить, компенсируя присутствие транспортных средств без VII или, возможно, поддерживая дороги, по которым разрешено движение транспортных средств без VII.
Противники взимания платы за проезд считают, 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, платным через VII. Однако, поскольку VII может допускать взимание платы за каждую проезжую часть, на которой разрешено использование VII, эти положения могут быть неэффективными ввиду возросшей потребности в предоставлении эффективных транзитных услуг для каждого района.
Технические неисправности
Координация
Основная проблема, стоящая перед развертыванием VII, - это 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, обе стороны должны будут 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 проверки 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 подключением к Интернету.
В качестве альтернативы, если бы приемники были размещены на всех транспортных средствах, а система VII располагалась в основном на обочине дороги, информацию можно было бы хранить 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, удалять и / или уничтожать их, независимо от того, установлены ли они внутри транспортных средств или вдоль дороги. Если они будут размещены внутри транспортных средств, могут быть приняты законы, аналогичные законам о взломе счетчика пробега ; 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 опасения по поводу честности технических специалистов, проводящих проверки. Способность технических специалистов определять признаки взлома будет зависеть от их знания самих систем VII.
Магниты , электрошок и вредоносное программное обеспечение ( вирусы , взлом или глушение ) могут быть использованы для повреждения систем VII - независимо от того, расположены ли устройства внутри автомобиля или вдоль дороги. Техническим специалистам потребуется обширная подготовка и сертификация для проверки устройств VII в транспортном средстве. 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 наехать на них (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 устройство должно быть экранировано таким устройством, как ограждение , что само по себе вызывает опасения по поводу 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, первоначальные 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 вероятность появления ошибок в программном обеспечении, вероятно, будут высокими.
Требуется законодательство для обеспечения доступа к данным VII и связи между соответствующими агентствами. В США , например, межштатная автомагистраль - 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 Пенсильвании , например, муниципалитеты, как правило, обладают большей властью, чем округа, а иногда даже штат, тогда как соседний Мэриленд имеет больше полномочий на уровне округов, чем на муниципальном уровне; и государственные дороги почти полностью контролируются государством. Также необходимо определить, какие другие агентства могут использовать данные (например, правоохранительные органы, перепись и т. Д.) И в какой степени допустимо использовать эту информацию. Чтобы свести к минимуму неправомерное использование данных, потребуются правоохранительные органы. Различные уровни власти также могут увеличить несовместимость.
Недавние улучшения
Большая часть текущих исследований и экспериментов проводится в Соединенных Штатах [3], где координация обеспечивается через Консорциум интеграции автомобильной инфраструктуры, в который входят производители автомобилей (Ford, General Motors, Daimler Chrysler, Toyota, Nissan, Honda, Volkswagen, BMW). , Поставщики ИТ, транспортные ведомства США и штата, а также профессиональные ассоциации. [4] Испытания проходят в Мичигане [5] и Калифорнии. [6]
В настоящее время по инициативе США [7] разрабатываются следующие конкретные приложения :
- 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 пропускной способности коридора для управления в режиме реального времени, планирования и предоставления водителям рекомендаций по всему коридору.
В середине 2007 года среда VII, охватывающая около 20 квадратных миль (52 км 2 ) недалеко от Детройта, будет использоваться для тестирования 20 приложений прототипа VII. Некоторые производители автомобилей также проводят собственные исследования и испытания VII.
Смотрите также
- Интеллектуальная транспортная система
- Отслеживание
- Система слежения за автомобилем
- GPS слежение
- Автоматическое распознавание номерных знаков
- Автоматизированная автодорожная система
- Беспилотный автомобиль
Рекомендации
- ↑ GPS Drives Vehicle Infrastructure Integration, GPS World, октябрь 2006 г.
- ^ http://www-nrd.nhtsa.dot.gov/pdf/nrd-01/NRDmtgs/2005Honda/Resendes_VII.pdf
- ^ США DOT VII . Проверено 21 февраля 2007 года.
- ↑ Полный вперед для интеллектуального дизайна автомобилей, Financial Times , 20 февраля 2007 г.
- ^ Программа Michigan DOT VII . Проверено 21 февраля 2007 года.
- ^ Ускорение интеграции инфраструктуры транспортных средств . Проверено 21 февраля 2007 г.
- ^ Интеграция автомобильной инфраструктуры из Министерства транспорта США . Проверено 21 февраля 2007 года.
Внешние ссылки
- Сайт VII Коалиции
- ЕГО Веб-сайт USDOT
- Презентация FHWA Powerpoint
- Сайт разработки DOT VII в Мичигане
- Статья GPS World о системе GPS VII
- электронная безопасность