صفحه اصلی نقشه راه رویدادها تالار گفتگو نقشه سایت درباره ما گزارش ها English
     
 
 فناوري ارتباطات خودرويي چيست و چگونه کار مي‌کند؟

 

بيل هووارد 6 فوريه 2014

با اعلام برنامه هاي دولت آمريکا در هفته اول فوريه سال جاري براي پيشبرد فناوري ارتباطات خودرويي، اين فناوري يک گام به تحقق عيني نزديک تر شد. اعلاميه صادره در سوم فوريه مجموعه اي از قوانين پيشنهادي را طرح مي کرد که در سال 2017 با پايان دومين دوره دولت اوباما، با هدف گردآوري نظرات عموم منتشر خواهد شد. قانون گذاران فدرال اميدوارند زماني حول و حوش سال 2020 ارتباطات بين خودروها تحقق عيني يابد، امکاني که موجب خواهد شد خودروها به رانندگان خود در مورد مخاطرات جاده اي پيش روي هشدار دهند. آنچه در اين هفته اتفاق افتاد اعلام برنامه اي در اين زمينه با مديريت اداره ملي ايمني ترافيک بزرگراهها بود.

به بيان ساده، اولين نسل سامانه هاي V2V به صدور هشدار ايمني براي رانندگان خود دست مي زنند ولي کنترل خودرو را در دست نمي‌گيرند. ارتقاي بعدي اين سامانه شامل توانايي ترمز يا مانور به دور موانع و نهايتا ادغام در فناوري وسايل نقليه خودران خواهد بود. آنچه در پي مي آيد شرح مختصر و مفيدي است از فناوري هاي V2V و برخي الزامات آن.

فناوري V2V چيست؟

ارتباطات خودرويي (V2V) از يک شبکه بيسيم تشکيل شده است که در آن خودروها به مبادله اطلاعات با يکديگر درباره وضعيت جاري خود مي پردازند. اين داده ها مي توانند شامل سرعت، مکان، جهت حرکت، ترمز گيري و از دست دادن پايداري باشند. فناوري ارتباطات خودرويي از ارتباطات بردکوتاه اختصاصي (DSRC) استفاده مي کند که مجموعه اي از استانداردهاي تدوين شده توسط مراجعي همچون FCC و ISO است. گاهي اوقات اين رسانه ارتباطي به عنوان يک شبکه Wi-Fi توصيف مي شود زيرا يکي از باندهاي فرکانسي ممکن آن 5.9 GHz است که توسط WiFi نيز مورد استفاده واقع مي شود. ليکن درست تر است که آنرا "همانند WiFi" بناميم. برد آن در بزرگراهها حدود 300 متر است و مي تواند رويدادهاي 10 ثانيه آينده در مسير پيش رو را پيش بيني کند.

ارتباطات V2V مي تواند يک شبکه توري فرض شود بدين معني که هر گره (خودرو، چراغ راهنمايي هوشمند و مانند اينها) مي تواند در آن به ارسال، دريافت و مبادله سيگنال بپردازد. پنج تا ده ارسال سيگنال (هاپ) در شبکه قادر به گردآوري داده هاي ترافيکي يک مايل پيش رو خواهند بود. اين مسافت براي حتي حواس پرت ترين راننده کافي است تا پاي خود را از روي پدال گاز بردارد.

در نخستين خودروهاي مجهز به سامانه، هشدارهاي  V2V ممکن است به شکل يک اعلام خطر بصورت نور قرمز چشمک زن بر روي داشبورد و يا در مورد خطرات رو به تزايد به شکل نوري که تدريجا به قرمزي مي گرايد، ظاهر شود. اين هشدار مي تواند نشانگر جهت بروز تهديد باشد. تمام اينها هم اکنون حالت موقتي دارند زيرا V2V هنوز در مرحله مفهومي قرار دارد و چندين هزار نمونه اوليه يا خودروهاي آزمايشي تجهيز شده براي آزمون اين مفهوم بکار گرفته شده اند. بيشتر اين نمونه هاي اوليه تا حدي پيشرفته اند که قادر به ترمز خودکار يا هدايت خودرو پيرامون خطر هستند. براي يک قانون گذار يا گزارشگر ديدن خودرويي که بجاي صرفا اعلام خطر با نور چشمک زن، بطور خودکار متوقف شده يا از خطر مي گريزد جذابيت بيشتري دارد.

چراغهاي راهنمايي يا ساير تجهيزات ثابت،  V2I يا تجهيزات ارتباطي خودرو-زيرساخت خوانده مي شوند. اين واژه براي آن تحت چتر V2V مورد استفاده قرار مي گيرد که از تکثر مخفف هاي سه حرفي اجتناب شود. برخي خودروسازان داراي اصطلاحات تخصصي خود براي V2V همانند C2X هستند که دربرگيرنده ارتباط با ساير خودروها و زيرساخت است. همچنين گرايشي به استفاده از اصطلاح اينترنت خودرويي نيز ديده مي شود. اصطلاحي که معناي گسترده تري دارد و دورورزي (تلماتيک) را نيز شامل مي شود، "خودروي مرتبط" است که گزارشگران گاهي اوقات دوست دارند از آن با عنوان خودروي سخنگو ياد کنند. اما عبارت V2V همچنان دست بالا را دارد.

ارتباطات V2V معادل وسايل نقليه خودران نيست

ارتباطات خودرويي باعث هوشمندتر شدن وسايل نقليه خودران يا خودمختار خواهند شد. اين دو اصطلاح به هم مرتبط بوده ليکن معادل نيستند. وسيله نقليه خودران سال 2014 مجموعه اي از ويژگي ها شامل کنترل تطابقي گشت براي هماهنگ ساختن سرعت خود با خودروي جلويي، دستيار حفظ مسير حرکتي جهت نگهداشتن خودرو بين خطوط کف جاده و آشکارساز نقاط کور براي هشدار در مورد خودروهاي کناري يا پشت سري است. اين خودرو تا زماني خودمختار است که راننده دستان خود را بر روي فرمان نگهداشته و پيچ هاي تندي بر سر راه نباشد.

به عنوان پيشرفته ترين نمونه از اين خودرو مي توان مرسدس بنز کلاس S را نام برد. اين خودرو توسط وب سايت حاضر به عنوان خودروي فناورانه سال شناخته شده است. حسگرهاي خودرو به علاوه رادار اضافي آن به خودرو امکان مي دهند قبل از برخورد با عابرين يا خودروهاي وامانده در مسير توقف کرده يا از پيرامون آنها عبور کند. اگر خودرويي به داخل مسير شما منحرف شود، حداقل کاري که اين مدل خودروي بنز مي کند حرکت به کناره مخالف مسير حرکتي است. همچنين داراي حسگرهاي رو به عقب براي تشخيص خطر ناشي از ترمز ناگهاني است تا به خودروي عقبي هشدار لازم را جهت ممانعت از تصادف بدهد.

در اين عصر پيش از تحقق نهايي V2V، خودروي مرسدس مي تواند در صورت ترمز ناگهاني با چراغ چشمک زن عقب خود هشدار دهد. ليکن اين ويژگي در ايالات متحده غيرفعال مي شود زيرا روش تصويب شده اي براي استفاده از چراغهاي عقب در اينجا وجود ندارد. بخشي از فرايند ايجابي V2V به تجديد نظر دولت در قوانين صلبي خود باز مي گردد.

به عقيده خودروسازان تا انتهاي دهه حاضر شاهد وسايل نقليه خودران بر سطح جاده ها خواهيم بود. اينگونه خودروها از خودمختاري بيشتري برخوردار خواهند بود ليکن هنوز از نظر توانايي آشکارسازي مخاطرات پيش رو محدوديت هايي دارند. حتي بهترين رادارها قادر به ديدن رويدادهاي 5 ثانيه بعد در مسير پيش رو هستند. فناوري V2V محدوده عمل وسيله نقليه خودران را افزايش مي دهد بطوري که خودرو و راننده آن مجبور نيستند در کسري از ثانيه پيش رو واکنش مناسب نشان دهند.

آشکار شدن تدريجي فوايد V2V همگام با گسترش نفوذ فناوري

فوايد گوشي هاي همراه زماني ظهور کرد که فقط دو عدد از آنها موجوديت يافتند، اما تنها با فراگير شدن خود باعث تغيير دنيا شدند. فناوري V2V به همين شيوه عمل مي کند. نيازي به تجهيز تمامي خودروها به V2V نيست ليکن بايد تعداد زيادي از آنها صاحب دستگاه هاي ارتباطي مربوطه شوند. دليل اين امر بدين صورت است.

در روزهاي اوليه عصر V2V، اگر خودروي شما داري V2V بوده و خودروي جلويي فاقد ترمزهاي يکپارچه با اين سامانه باشد، بايد کاملا هشيار باشيد. اگر خودروي شما داراي دوربين هشدار ترک مسير حرکتي باشد در هنگام بروز خطر برخورد از روبرو به شما ياري خواهد رساند. اگر خودروي شما داراي کنترل تطابقي گشت باشد در هنگام بروز خطر حداقل از شدت تصادفات کاسته خواهد شد.

اگر هر دو خودرو داراي V2V بوده و با فاصله نزديکي از خودروي جلويي در حال حرکت باشيد، در صورت ترمز خودروي جلويي يا توقف ناگهاني آن محتملا هشداري به صورت يک چراغ چشمک زن LED بر روي داشبورد خود دريافت خواهيد کرد. اگر در گروهي از خودروها، سه يا چهار دستگاه مجهز به سامانه V2V باشند، همگي خودروها از مزيت اين سامانه برخوردار خواهند بود زيرا در اثر دريافت هشدار از طريق سامانه خود و يا مشاهده ترمز خودروهاي مجاور، در موقعيت ايمن تري ترمز خواهند کرد. حداقل اين موقعيت پيش مي آيد که در صورت ترمز ناگهاني خودروي جلويي، بجاي يک رشته تصادف زنجيره اي تنها دو خودرو به هم برخورد کنند.

وقتي تمامي خودروهاي روي جاده مجهز به سامانه V2V و داراي ويژگي هاي خودمختار اين فناوري باشند،  خودروها بدون نياز به چراغهاي راهنمايي راه خود را از ميان تقاطع ها خواهند يافت. يک خودروي مجهز مي تواند از ميان فاصله بين خودروهاي گذرنده از مسيرهاي متقاطع، راه ايمني براي خود بيابد. در نمايشهاي تصويري، اين ويژگي بسيار خيره کننده بوده است.

براي آزمايش اين مفهوم هشت خودروساز و 2500 خودرو در پروژه اي تحت هدايت دانشگاه ميشيگان در شبکه جاده‌اي به طول 117 کيلومتر مجهز به تجهيزات ارتباطي کنار جاده اي شرکت کردند. اداره NHTSA نويد انتشار گزارشي در زمينه نتايج اين پروژه در روزهاي آتي را داده است. بر طبق گفته مسئولين شرکت GM که همراه با فورد، تويوتا، هيونداي/کيا، هوندا، فولکس واگن/ آيودي، مرسدس بنز و نيسان /اينفينيتي در اين پروژه شرکت کرده اند، حدود پنج سال توليد پيوسته سامانه هاي V2V لازم است تا با حضور تعداد کافي خودروهاي مجهز به اين سامانه، فوايد ايمني و ارتقاي کارامدي آن بروز کند. خودروهاي سواري در ايالات متحده عمري در حدود 11 سال دارند و چيزي در اين حدود طول مي کشد تا خودرويي از خدمت خارج شود. با افزايش سن خودرو، ميزان استفاده از آن کمتر مي شود. خط زماني پنج ساله GM بدين معناست که V2V ، وقتي يک چهارم خودروهاي موجود بر جاده ها مجهز به اين سامانه شده باشند، اثربخشي خود را نشان خواهد داد.

اکنون سال 2014 است. اگر دولت فعلي آمريکا پيشنهاديه منسجمي تا سال 2017 ارائه دهد و اولين خودروهاي مجهز به V2V تا سال 2020 بر سطح جاده ها ظاهر شوند، و چنانچه V2V به همان اندازه که حاميان آن ادعا مي کنند کارآمد باشد، شاهد جاده هايي ايمن تر و تنزل سريعتر تلفات جاده اي تا سال 2025 خواهيم بود.

سامانه V2V چه چيزي را رديابي و گزارش مي کند؟

برخي اطلاعاتي که سامانه V2V مي تواند گردآوري و ارسال کند به قرار زير هستند. تا زماني که V2V به درون خودروها راه يابد، برخي از اين اطلاعات ممکن است بخاطر سادگي بيشتر يا کاهش هزينه ها از گردونه خارج شوند.

·        سرعت خودرو

·        موقعيت و جهت حرکت خودرو

·        وضعيت شتاب گيري يا ترمزگيري خودرو

·        تغيير خط حرکت توسط خودرو

·        وضعيت درگيري سامانه کنترل پايداري يا کنترل پيش رانه

·        وضعيت سامانه ترمز ضد قفل (ABS)

·        وضعيت دنده درگير (به عنوان مثال براي کمک به خارج شدن خودرو از پارکينگ)

علايم و سيگنالهاي ارتباطات خودرو-زيرساخت مي توانند به ارسال اطلاعات ترافيکي و آب و هوايي زير بپردازند:

·        وضعيت چراغ راهنمايي (قرمز-زرد-سبز)

·        علامت توقف

·        ممنوعيت گردش به چپ در تقاطع

·        دما (بر فراز پلي که ممکن است قبل از زمين زير آن يخ بزند)

·        سيگنالهاي ارسالي از خودروهاي جلوتر

·        نزديک شدن خودروي امدادي

حسگرهاي متعدد بر روي خودروهاي پرشمار، تصوير درست تري از ترافيک پيش رو خواهند داد. اگر تنها يک خودرو برف پاک کن خود را روشن کرده باشد، يا راننده در حال پاک کردن شيشه جلوست و يا اشتباها دگمه آنرا زده است. ولي اگر بيشتر خودروها چنين کنند حتما باران يا برف در حال باريدن است. اگر خوشه متراکمي از خودروها برف پاک کن خود را روشن کرده باشند احتمالا کاميوني نفت از خود بروي آنها تراوش کرده يا آب ناشي از ذوب برف در حال فروريختن از بالاي يک پل است. به کمک سرعت متوسط تمامي خودروها مي توان اين رويدادها را تاييد کرد.ترمز ناگهاني روي يک جاده خشک همراه با گرداندن سريع فرمان نشانه يک حادثه، مواجهه با يک خودروي وامانده يا مانعي بر جاده است. اگر تمامي خودروها به چپ گردش کنند قطعا مانعي در سمت راست جاده وجود داشته است.

هزينه ورود به مسيرهاي بزرگراهي اختصاصي

فناوري V2V در پيوند با رانندگي خودمختار براي محيط زيست مفيد بوده و نياز به تاسيس بزرگراههاي جديد را کاهش مي دهد. وقتي رانندگان توسط فناوري DSRC/V2V و فناوري هاي رانندگي خودمختار ياري مي شوند، بازدهي يک بزرگراه دو يا چهار برابر خواهد شد. سامانه هاي ماشيني نصب شده روي چرخهاي خودرو امکان کاهش فاصله ايمن بين خودروها و صرفه جويي در مصرف سوخت را مي دهد. خودروهاي مجهز به V2V روانتر حرکت مي‌کنند و با سرعت گرفتن ها و ترمزهاي ناگهاني موجب موج معکوس در ترافيک بزرگراه نمي شوند.

مسيرهاي حرکتي براي خودروهاي با تعداد سرنشين بالا (HOV يا High Occupancy Vehicle) نمايشي از توان فناوري V2V خواهند بود. اولين خط هاي حرکتي از اين نوع به خودروهايي به دو يا سه سرنشين اختصاص داده شدند. سپس خودروهاي هيبريد مجوز ورود يافتند و زماني که تعداد زيادي خودروي هيبريد پرايوس تويوتا فروخته شد از ورود آنها ممانعت به عمل آمد. اکنون خودروهاي الکتريکي و هيبريدها در برخي از اين مسيرهاي ويژه اجازه ورود دارند. سازندگان خودروهاي ديزلي گفته اند که آنها نيز بايد امکان ورود به اين مسيرهاي پرظرفيت را بيابند، امري که چندان محتمل بنظر نمي رسد.

احتمال دارد خودروهاي مناسب براي ورود به خط هاي HOV و خودروهاي مجهز به V2V اجازه ورود به خط هاي HOV کنوني را بيابند يا خط دوگانه HOV/V2V مجزا به آنها اختصاص يابد. تمامي آنها به سياست هاي محلي و بازخورد حاصل از رانندگان اين مسيرهاي ويژه بستگي دارد. افراد مدعي در طول زمان سعي خواهند کرد ادعاي خود را با فشار بر سياستمداران به صورت حقوق قانوني درآورند. بنابراين در طول دوره اي طولاني‌تر با ورود تعداد بيشتري خودروي V2V به بازار، خطوط HOV ممکن است با فشار دارندگان خودروي مرتبط به خطوط HOV به علاوه V2V تبديل شوند.

نگراني در مورد محرمانگي ممکن است توسعه V2V را کند سازد

براي تاخير در توسعه V2V مي توان ادوارد اسنودن را سرزنش کرد. تحت تعقيب ترين مرد (حداقل آمريکايي) در جهان، اسناد بسياري را در مورد نقض امنيت ديجيتال هر کسي از آنگلا مرکل صدراعظم آلمان گرفته تا بيشتر شهروندان قانونمند آمريکا منتشر ساخت. وقتي دولت مي گويد V2V امنيت دارد، قابل نفوذ نبوده و خرابکاري در آن ممکن نيست، بسياري ديگر آنرا با قطعيت باور نمي کنند. نگراني در مورد از دست رفتن محرمانگي ممکن است پياده سازي فناوري V2V را کند سازد.

اينطور فرض شده که V2V امن و ناشناس است. فرض کنيم چنين نباشد. اگر خودروي شما اطلاعات مکان و سرعت خود را ارسال کرده و رديابي شود، به معني آسيب پذيري شما در برابر جريمه سرعت خواهد بود. اين امر در مورد شهري تشنه منابع مالي نيز مي تواند صادق باشد که در منطقه اي با محدوديت سرعت 55 مايل بر ساعت، بر سرعت 57 مايل بر ساعت جريمه وضع کرده است. اداره FBI مي تواند تروريست هايي که در حال برنامه ريزي نقشه هاي خود هستند را رديابي کند يا ممکن است آنها تنها آمريکائياني با ظاهر متفاوت و تحت سوء ظن نادرست باشند. نيازي نيست مقامات رسمي يک وسيله رديابي به ماشين آنها وصل کنند. پرسش هايي در اين رابطه مطرح مي شود که آيا براي گردآوري سيگنالهاي پخش شده از خودروها نياز به مجوز قانوني است يا خير.

 

در ابتدا نصب V2V داوطلبانه خواهد بود ليکن ممکن است زماني فرارسد که غيرفعال کردن سامانه V2V تخطي از قانون تلقي شود. ممکن است رانندگان مجبور به استفاده از V2V شوند بطوري که بدون آن محروم از تخفيفات بيمه‌اي و استفاده از مسيرهاي ويژه HOV شوند. تمامي اينها حدس و گمان است. آنچه قطعي است اين است که مردم سراسر دنيا که در کشورهاي آزاد زندگي مي کنند پرسش هاي بيشتري نسبت به پنج سال پيش خواهند داشت. برخي از نگرانيها در مورد محرمانگي در صورت ناشناس ماندن داده ها تخفيف خواهد يافت.

ليبرالها، محافظه کاران و آزادانديشان هم اکنون خود را براي دفاع يا حمله آماده کرده اند. موسسه Cato پرسشنامه‌هايي در مورد امنيت و محرمانگي خودروي مجهز به وسيله ارسال داده ها گردآوري کرده است که جزء اصلي سامانه V2V محسوب مي شود. اين موسسه به اين نتيجه رسيده است که عمر فناوري V2V کوتاه است. ساير منتقدين از نفوذگري در V2V مي هراسند که مي تواند منجر به راهبندان هاي ترافيکي سنگين يا ايجاد عمدي سوانح شود.

هزينه مانعي ديگر است. مدافعين فناوري هزينه اي حدود 2000 دلار براي هر خودرو را زماني که متوسط قيمت خودرو به 30 تا 35 هزار مي رسد پيش بيني کرده اند. منتقدين مي گويند نصب فناوري بيش از اين هزينه خواهد برد. مدافعين سخن از افت سريع هزينه اوليه مي رانند و اينکه جوانان مشتاق فناوري به علت جذابيت فناوري V2V از آن استقبال خواهند کرد زيرا داشتن يک وسيله ارتباطي WiFi درون خودروي متحرک با هزينه اي تنها 20 برابر WiFi خانگي امر بسيار جذابي براي آنان خواهد بود.

آيا V2V مي تواند به عابرين پياده و موتورسواران کمک کند؟

مرگ و مير سالانه در ايالات متحده به حدود 33 هزار بالغ مي شود. از زمان گردآوري آمار تصادفات در يکصد سال پيش اين عدد بر حسب عدد خام يا هر 100 ميليون مايل طي شده همواره رو به کاهش بوده است که به افزايش آلودگي هوا و گرايش به رانندگي در ساعات اقتصادي تر روز مربوط مي شود. بنابراين V2V زماني در جستجوي ارتقاي ايمني است که بهره هاي بزرگي در اين رابطه قبلا حاصل شده است.

عابرين پياده، موتورسواران و دوچرخه سواران موضوع متفاوتي هستند. نرخ تلفات در اين گروه کم نشده و اکنون تقريبا يک سوم تلفات ناشي از سوانح رانندگي را تشکيل مي دهد (تصادف مرگبار خودرو با عابر پياده به خودرو منتسب مي‌شود). شرکت جنرال موتورز استفاده از ترانسپوندرهاي Wi-Fi براي عابرين پياده را (احتمالا فرستنده هاي موجود در گوشي همراه آنان) مورد بررسي قرار داده تا از ارتباط ميان عابر پياده و خودرو براي هشداردهي به عابرين گذرنده از سطح خيابان استفاده کند.

زندگي هايي که نجات داده مي شوند

بيشتر پيشنهاديه هاي ارائه شده توسط دولت ها با اين نتيجه خاتمه مي يابند که با ثمر دادن پروژه هاي V2V هزاران نفر از مرگ نجات پيدا خواهند کرد. برخي عناوين خبري اينگونه اظهار کرده اند V2V هفتاد تا هشتاد درصد تلفات را کاهش خواهد داد. وزير حمل و نقل آمريکا، جيمي فاکس در اعلاميه سوم فوريه NHTSA ، فناوري V2V را همسنگ فتح کره ماه دانسته و توان بالقوه عظيمي براي آن متصور شده است. او استقرار گسترده فناوري V2V را باعث کاهش 70 تا 80 درصد از تصادفات متضمن رانندگان فاقد اختلال حواس (نه همه تصادفات) مي داند.

نيمي از تصادفات مرگبار شامل رانندگان داراي اختلال حواس (مست يا معتاد) است. خودکشي ها عددي قابل ملاحظه را مي سازند حتي اگر شناسايي آنها دشوار باشد. اين امر رقم گفته شده را به 16 هزار تصادف متضمن رانندگان فاقد اختلال حواس کاهش مي‌دهد بنابراين 70 تا 80 درصد کاهش در تصادفات به معناي نجات جان 11 تا 13 هزار نفر خواهد بود. اما ممکن است V2V منجر به نجات تعدادي از عابرين پياده، موتورسواران و دوچرخه سواران نيز بشود. براي تعيين نسبت تعداد جانهاي نجات داده شده توسط فناوري V2V در مقايسه با آنهايي که بخاطر افزايش پيوسته ايمني خودروها نجات مي يابند، محاسبات پيچيده اي لازم است. با اين وجود نجات جان تنها 5000 نفر از تصادفات جاده اي در صورت امکان، دستاورد بزرگي است.

 

1392/12/16

لینک ها
 




آخرین تاریخ بروزرسانی ۱۳۹۷/۵/۲
كليه حقوق اين سايت متعلق به پروژه سامانه ارتباطات هوشمند خودرویی است