Кіріспе

Көлік құралдары мен жол жағасындағы құрылғылар байланыс түйіндері болып табылатын компьютерлік желілер көлік құралдарының байланыс жүйелері деп аталады. Бұл жүйелер бір-біріне қауіпсіздік ескертулері және жол қозғалысы туралы ақпарат сияқты мәліметтерді ұсынады. Олар жол апаттары мен көлік кептелістерін болдырмауға көмектеседі. Екі түбір де қысқа қашықтықтағы байланыс (DSRC) құрылғылары болып табылады. DSRC 5.9 ГГц жиілік диапазонында 75 МГц енімен жұмыс істейді. Көлік құралдарының байланысы көбінесе интеллектуалды көлік жүйелерінің (ITS) құрамында жасалады.

Тарих

Көлік құралдары арасындағы байланыстың басталуы 1970 жылдарға дейін барып жетеді. АҚШ және Жапонияда сәйкесінше Электронды бағытты басқару жүйесі (ERGS) және CACS сияқты жобалар бойынша жұмыс басталды. Ал «көлік құралдары аралық байланысы» (IVC) термині 1980 жылдардың басында қолданысқа түсе бастады. Стандарттау шаралары басталғанға дейін лазерлер, инфрақызыл сәулелер және радио толқындары сияқты әртүрлі орталар пайдаланылды. 1986-1997 жылдар аралығында АҚШ-тағы PATH жобасы көлік құралдары арасындағы байланыс жобаларында маңызды табысқа жетті. Еуропада көлік құралдарымен байланысқа қатысты жобалар 1986-1995 жылдар аралығында PROMETHEUS жобасымен іске қосылды. Одан кейін әлемнің түкпір-түкпірінде Advanced Safety Vehicle (ASV) бағдарламасы, CHAUFFEUR I және II, FleetNet, CarTALK 2000 сияқты көптеген жобалар жүзеге асырылды. 2000 жылдардың басында Mobile Ad Hoc Networks (MANETs) принциптерін көлік саласына қолдану ретінде Vehicular Ad Hoc Network (VANET) термині енгізілді. VANET және IVC терминдерінің арасында ешқандай айырмашылық жоқ және олар көлік құралдары арасындағы байланысты, жол бойындағы инфрақұрылымға тәуелді немесе тәуелсіз, білдіру үшін бір-бірін алмастыра қолданылады. Дегенмен, кейбіреулер IVC тек тікелей V2V байланысын білдіреді деп санайды. Еуропалық Одақ, Жапония, АҚШ және әлемнің басқа да аймақтарында ETC, SAFESPOT, PReVENT, COMeSafety, NoW, IVI сияқты көптеген жобалар пайда болды. Көлік құралдары арасындағы байланысқа қатысты бірнеше терминдер қолданылады. Бұл аббревиатуралар тарихи контекстісі, қолданылатын технологиясы, стандарты немесе елі бойынша (көлік телематикасы, DSRC, WAVE, VANET, IoV, 802.11p, ITS G5, V2X) өзгешеленеді. Қазіргі уақытта 3GPP Release 16 негізіндегі ұялы байланыс және IEEE 802.11p негізіндегі WiFi байланысы, байланысты көлік құралдарын іске қосуға мүмкіндік беретін әлеуетті байланыс технологиялары болып табылады. Алайда, бұл VLC, ZigBee, WiMAX, микротолқынды, mmWave сияқты басқа технологиялардың көлік құралдары арасындағы байланыс саласындағы зерттеу нысаны екенін жоққа шығармайды. Көптеген ұйымдар мен мемлекеттік органдар көлік құралдары арасындағы байланыс үшін стандарттар мен ережелерді әзірлеумен айналысады (ASTM, IEEE, ETSI, SAE, 3GPP, ARIB, TTC, TTA, CCSA, ITU, 5GAA, ITS America, ERTICO, ITS Asia Pacific). 3GPP ұялы байланыс желісі негізіндегі V2X байланысы үшін стандарттар мен ерекшеліктерді әзірлеуде, ал IEEE келесі буын V2X (NGV) зерттеу тобы арқылы 802.11bd стандартын әзірлеуде.

Қауіпсіздік артықшылықтары

Көлік құралдарының байланыс жүйелерінің басты себебі – қауіпсіздікті арттыру және жол-көлік оқиғаларынан туындайтын залалдың артығын жою. Дүниежүзілік денсаулық сақтау ұйымының (ДДҰ) мәліметінше, жол апаттары салдарынан әр жылы дүние жүзінде шамамен 1,2 миллион адам қаза болады, бұл жарақаттан туындаған барлық өлімнің төрттен бірін құрайды. Сонымен қатар, жол апаттарынан шамамен 50 миллион адам зардап шегеді. Егер алдын алу шаралары қабылданбаса, 2020 жылы жол апаттары 1990 жылғы тоғызыншы орыннан үшінші орынға көтерілуі мүмкін. Америка автомобиль қауымдастығының (ААА) жүргізген зерттеуі бойынша, көлік апаттары АҚШ-қа жыл сайын 300 миллиард долларға жуық шығын келтіреді. Бұл жүйе жол айырықтарындағы қозғалысты автоматтандыру үшін қолданылуы мүмкін. Көлік құралдары арқылы жергілікті ескерту жүйелерін енгізу арқылы бұл көрсеткіштің айтарлықтай төмендеуіне қол жеткізуге болады. Жолдан шығатын көліктер жолдан кету ниеті туралы басқа көліктерге хабар бере алады, ал айырыққа жақындаған көліктер сол айырықтан өтетін көліктерге ескерту жіберуі мүмкін. Олар жолақ алмастыру немесе жол тыңғырығы туралы да хабарлай алады. АҚШ-тың Ұлттық автомобиль жолдары қауіпсіздігі басқармасының 2010 жылғы зерттеуіне сәйкес, көлік құралдарының байланыс жүйелері жол-көлік оқиғаларының 79%-на дейін алдын алуға көмектеседі. Зерттеулер көрсеткендей, Батыс Еуропада көлік құралдарының орташа жылдамдығын 5 км/сағ-қа ғана төмендету өлім-жітім көрсеткішін 25%-ға азайтуға мүмкіндік береді.

Көлік құралдары арасындағы байланыс

Осы жылдар ішінде осы салада көптеген зерттеулер мен жобалар жүргізілді, VANET технологиясы қауіпсіздіктен бастап навигацияға және құқық қорғау органдарына дейінгі түрлі салаларда қолданылды. 2016 жылдың желтоқсанында АҚШ Көлік министрлігі жеңіл көліктерде V2V байланыс мүмкіндіктерін міндетті етуге бағытталған ережелер жобасын ұсынды. Технология толыққанды айқындалмағандықтан, сыншылар өндірушілердің "осы құжаттағы ақпарат негізінде Федералды автокөлік қауіпсіздігі стандарттарына сәйкес қандай жауапкершілікке ие болатынын біле алмайды" деген пікір білдірді.

Спектрге қатысты дау

V2V технологиясына кабельдік теледидар және басқа да технологиялық компаниялар қауіп төндіреді, олар оған бұрын бөлінген радиоспектрдің үлкен бөлігін алып, осы жиілікті жоғары жылдамдықты интернет-қызметі үшін пайдалануды көздейді. АҚШ-та V2V үшін арналған қазіргі радиоспектр үлесі 1999 жылы үкімет тарапынан бөлінген, бірақ пайдаланылмаған. Автомобиль өнеркәсібі V2V үшін спектрдің қажет екенін айтып, оны сақтап қалуға тырысады. Федералды байланыс комиссиясы (FCC) технологиялық компаниялардың жағына шықты, ал Ұлттық көлік қауіпсіздігі кеңесі автомобиль өнеркәсібінің позициясын қолдады. Интернет-провайдерлер (спектрді пайдалануды қалайтындар) автономды көліктер V2V байланысын қажетсіз етеді деп мәлімдейді. АҚШ автомобиль өнеркәсібі V2V қызметінің жылдамдығы төмендемесе немесе бұзылмаса, спектрді бөлісуге дайын екенін хабарлады; ал FCC бірнеше бөлісу схемаларын сынауды жоспарлап отыр. Әртүрлі елдердегі үкіметтер V2V байланысы үшін үйлесімсіз спектрлерді қолдағандықтан, көлік құралдарын өндірушілер кейбір нарықтарда осы технологияны пайдаланудан бас тартуы мүмкін. Мысалы, Австралияда V2V байланысы үшін ешқандай спектр бөлінген жоқ, сондықтан көлік құралдары басқа байланыстардан кедергілерге ұшырайды. Кейбір елдерде V2V байланысы үшін бөлінген спектрлер мыналар:
Аймақ Спектр АҚШ 5.855–5.905 ГГц.

Көлік-инфрақұрылым байланысы

2012 жылы Остиндегі Техас университетінің компьютерлік ғалымдары автоматтандырылған көліктерге арналған ақылды қиылыстарды жасауды бастады. Бұл қиылыстарда светофорлар мен тоқтау белгілері болмайды, олардың орнына жолдағы әрбір көлікпен тікелей байланыс жасайтын компьютерлік бағдарламалар қолданылады. Автономды көліктер үшін олардың ең тиімді жұмыс істеуі үшін басқа "құрылғылармен" байланысу қажет. Автономды көліктер басқа автономды көліктермен және жол бойындағы құрылғылармен байланыс орнатуға мүмкіндік беретін коммуникациялық жүйелермен жабдықталған, бұл оларға жол жұмыстары немесе жол қадаусыздары туралы ақпаратты, басқа да мәліметтермен бірге ұсынуға мүмкіндік береді. Сонымен қатар, ғалымдар болашақта әрбір автономды көлік қиылыстан өтетін кезде оны байланыстырып, басқаратын компьютерлік бағдарламалар пайда болады деп санайды. 2018 жылы модельдердің сәйкес келмеуіне және жел мен соққылар сияқты сыртқы бұзылыстарға төзімді, сенімді тәсіл енгізілді.

Барлық нәрсеге арналған көлік

2019 жылдың қараша айында 5G технологиясын қолданатын Cellular V2X (Cellular Vehicle to Everything) жүйесінің қолданбалары ашық қала көшелерінде және Туриндегі сынақ жолында көрсетілді. V2V құрылғылары бар автомобильдер кенеттен тежелген жағдайда, қауіпті жағдайды уақтылы хабарлау үшін, артынан келе жатқан көліктерге сигнал жіберді. Басқа қолданбалар, мысалы, жүргізушілерді келе жатқан жаяу жүргінші туралы ескерту сияқты пайдалану сценарийлерін көрсетті.

Негізгі ойыншылар

Американың Интеллектуалды Көлік Қоғамы (ITSA) мемлекеттік және жеке сектор ұйымдары арасындағы ынтымақтастықты жақсартуды мақсат етеді. ITSA өзінің миссиясын "нөлдік қатер" деп қорытындылайды, яғни оның басты мақсаты – қазааткерге әкелетін апаттар мен кешігулерді барынша азайту. Көптеген университеттер көліктердің желілік байланысын зерттеу және дамытумен айналысады. Мысалы, Калифорния университеті, Беркли, Калифорниялық Алдыңғы Қатарлы Транзит және Тас Жолдар (PATH) серіктестігіне қатысады.