Otonom sürüşün tek yolu: V2X teknolojisinin evrimsel geçmişi
Leifeng Net · Yeni Akıllı Sürüş Presi: Bu makale, büyük bir yerli otomobil şirketinin teknoloji merkezinin akıllı sürüş hareket kontrol mühendisinin katkısından geliyor.Yazar, Justin I takma adı altında. Bu makale temel olarak V2X, DSRC ve C-V2X'teki iki teknolojinin evrimsel geçmişini tanıtmaktadır.
V2X, adından da anlaşılacağı gibi, araçtan her şeye ... Araçlar ve araçları etkileyebilecek tüm varlıklar arasında bilgi etkileşimi gerçekleştirmeyi umuyor.Amaç, kazaları azaltmak, trafik sıkışıklığını azaltmak, çevre kirliliğini azaltmak ve diğer bilgi hizmetlerini sağlamaktır.
V2X temel olarak araçtan araca (V2V), araçtan altyapıya (V2I), araçtan ağa (V2N) ve araçtan yayaya (V2P) içerir.
V2X sınıflandırma diyagramı
İlk günlerde, V2X temel olarak DSRC'ye dayanıyordu, tam adı kısa menzilli iletişim, özel kısa menzilli iletişim teknolojisidir. DSRC, uzun yıllardır Amerika Birleşik Devletleri'nde geliştirilmiş ve test edilmiş, daha sonra hücresel mobil iletişim teknolojisinin gelişmesiyle birlikte C-V2X (Cellular V2X, yani hücresel iletişim teknolojisine dayalı V2X) teknolojisi ortaya çıkmıştır.
DSRC ve C-V2X'e Giriş
V2X teknolojisinin evrim geçmişi
(1) DSRC teknolojisinin evrimsel tarihi
ABD Ulaştırma Bakanlığı USDOT, 2004-2008 arasındaki trafik kazalarının analizine dayanarak şu sonuçlara varmıştır: V2X sistemlerinin kullanılması 4,5 milyon çarpışmayı azaltabilir (toplam çok araçlı çarpışma sayısının% 81'i) Bu nedenle USDOT, OEM'lerin en geç 2019'un sonuna ulaşmasını gerektirir Gelecekte üretilen otomobiller, V2V ve V2I'yi desteklemek için DSRC ekipmanıyla donatılacak. Şimdiye kadar, ABD DSRC teknolojisi 10 yıldan fazla bir süredir kapsamlı bir şekilde test edildi ve teknoloji nispeten olgunlaştı.
V2X'in geçmişinden bahsederken, önce akıllı ulaşım sistemi ITS'den bahsetmeliyiz. 1950'den 1980'e kadar, Amerika Birleşik Devletleri'ndeki çeşitli eyaletler kapsamlı bir şekilde eyaletler arası otoyollar ve otoyollar inşa ettiler ve yeni sorunlar ortaya çıktı: şehir merkezindeki trafik sıkışıklıkları ve yüksek hızlı çarpışmalar birçok can kaybına neden oldu ve aynı zamanda araç yakıt tüketimini artırdı ve hava kalitesini düşürdü.
1986 yılına gelindiğinde, gelecekteki trafik düzenlemelerini tartışırken bilimsel araştırma kurumlarından, ulaşım bürolarından vb. Uzmanlar, gelecekteki ulaşım sisteminin aynı anda güvenliği sağlaması, sıkışıklığı gidermesi ve çevreyi koruması gerektiğine inanıyordu. 1990 yılında Dallas, Teksas'ta bu konudaki tartışma doruk noktasına ulaştı.Katılımcılar, daha sonra akıllı bir ulaşım sistemi ITS olarak geliştirilen akıllı araç yüksek hızlı sistemi olan IVHS'yi öne sürdüler.
Akıllı araç yüksek hızlı sistemi
1991 yılında, ITS konsepti Intermodal Yüzey Taşımacılığı Verimliliği Yasasının (ISTEA) bir parçası oldu. Ayrıca ISTEA, önümüzdeki altı yıl içinde ITS sisteminin araştırılması ve test edilmesi için 6,6 milyar ABD doları yatırım yaptı.
1992 yılında USDOT, ITS araştırmasında Otomatik Karayolu Sistemi projesini başlattı.Amaç, sürücünün ellerini ve ayaklarını serbest bırakmaktır.Aracın manyetik çivilerle yolda sürmesi gerekir.Bu, tarihte ilk kez aracı gerçekleştirmektir. Karayolları ile ara bağlantı.
Otomatik yüksek hızlı sistem testinin ardından USDOT, çarpışma önleme sistemlerinin konuşlandırılmasını hızlandırmak için 1997 yılında Akıllı Araç Girişimi'ni başlattı. USDOT, akıllı araç planı temelinde trafik sıkışıklığını iyileştirmek ve elektronik iletişim teknolojisini geliştirmek için yeni gereksinimler ortaya koyuyor. Aralık 2003'te Madrid'de düzenlenen 10. ITS Dünya Konferansı'nda USDOT, DSRC araştırması için 5.9GHz'de 75MHz spektrum tahsis edeceğini duyurdu ve VII projesini de önerdi.Projenin amacı, V2V ve V2I teknolojisinin küçük bir alanda uygulanmasını ve test edilmesini sağlamaktır.
Aralık 2006'da USDOT ve beş büyük otomobil üreticisi V2V ve V2I'nin çarpışma önleme sistemindeki rolünü birlikte test ettiler ve özellikle yol kenarı ağları ve araç üstü ekipmanı içeren yeni bir iletişim tabanlı güvenlik tesisleri kurdular.
Yalnızca yolda V2V iletişimini desteklemek için yeterli araç olduğunda, V2V'nin rolü tam olarak gerçekleştirilebilir. Bu amaçla, Ağustos 2014'te, NHTSA ve USDOT, yeni üretilen hafif araçların (binek ve hafif kamyonlar) V2V iletişim işlevlerini desteklemesini zorunlu kılan FMVSS No. 150 tasarısını önerdi. 25 Haziran 2015'te ABD Temsilciler Meclisi konuyla ilgili bir duruşma düzenledi ve NHTSA ve diğer paydaşlar bir kez daha V2X davasını savundu.
DSRC teknolojisi, üç standart setine dayanmaktadır:
Birincisi, ağ mimarisini ve sürecini tanımlayan "Araç Ortamı Kablosuz Erişim Standart Serisi (WAVE)" başlıklı IEEE 1609'dur.
İkincisi, mesaj paketinde taşınan bilgiyi tanımlayan SAE J2735 ve SAE J2945'tir. Bu veriler, konum, seyahat yönü, hız ve fren bilgileri gibi araçtaki sensörlerden gelen bilgileri içerecektir.
Üçüncü standart, otomobillerle ilgili "Özel Kısa Menzilli İletişim" (DSRC) için fiziksel standardı tanımlayan IEEE 802.11p'dir.
DSRC üst düzey protokol yığını, IEEE 1609 standardına göre geliştirilmiştir. V2V bilgi etkileşimi, WIFI tarafından kullanılan TCP / IP protokolü yerine hafif WSMP (WAVE Kısa Mesaj Protokolü) kullanır. TCP / IP protokolü, V2I ve V2N bilgi etkileşimi için kullanılır. DSRC alt katmanı, fiziksel katman ve kablosuz bağlantı kontrolü, IEEE 802.11p'yi temel alır. IEEE 802.11 serisi standartlarını kullanmanın asıl amacı WIFI ekosistemini kullanmaktı, ancak WIFI başlangıçta sabit iletişim ekipmanı için tasarlandı ve daha sonra IEEE 802.11p mobil iletişim ekipmanını desteklemek için geliştirildi.
(2) C-V2X teknolojisinin evrimsel geçmişi
Hücresel iletişim teknolojisinin gelişmesiyle birlikte, hücresel iletişimin rolü gittikçe daha önemli hale geliyor.Şimdi hücresel iletişim teknolojisi, basitçe ses iletmekten ses ve veriyi iletmeye ve Kişiden Kişiye'den Makineden Makineye değişti. Değişim, V2X teknolojisi M2M değişiminin bir uygulamasıdır.
C-V2X, 3GPP (3. Nesil Ortaklık Projesi) tarafından tanımlanan hücresel iletişim tabanlı bir V2X teknolojisidir. LTE ve gelecekteki 5G tabanlı V2X sistemlerini içerir ve DSRC teknolojisinin güçlü bir tamamlayıcısıdır. V2V, V2N ve V2I bilgi alışverişini gerçekleştirmek için mevcut LTE ağ olanaklarını kullanır.Bu teknolojinin en çekici yanı, değişikliklere ayak uydurabilmesi, daha karmaşık güvenlik uygulama senaryolarına uyum sağlaması ve düşük gecikme ve yüksek güvenilirliği karşılamasıdır. Ve bant genişliği gereksinimlerini karşılayın.
2015'in başında 3GPP, C-V2X'e dayalı teknik gereksinimleri ve standardizasyon araştırmasını resmi olarak başlattı. 2015'in başında 3GPP gereksinimleri çalışma grubu, C-V2X gereksinimleri çalışmasını gerçekleştirdi ve projeyi Mart 2016'da tamamladı; 3GPP mimari çalışma grubu 2016'nın başlarında C-V2X'e başladı Mimari araştırma, standardizasyon 2016 sonunda tamamlandı.
C-V2X araştırması açısından, 3GPP kablosuz teknoloji çalışma grubu SI projesini Temmuz 2015'te başlattı ve projeyi Haziran 2016'da tamamladı; Aralık 2015'te "LTE PC5 arayüzüne dayalı V2V" projesi Proje başlatıldı ve standardizasyon Eylül 2016'da tamamlandı; Haziran 2016'da V2X standart projesi "LTE tabanlı V2X işi" Haziran 2016'da başlatıldı ve proje araştırması Mart 2017'de başarıyla tamamlandı.
Eylül 2016'da, LTE standardizasyon kuruluşu 3GPP'nin 73. toplantısında, C-V2X'in V2V standardı, LTE-V standardının ilk aşamasının D2D'ye dayanan 3GPP tarafından tamamlandığını gösteren Sürüm 14'te resmi olarak donduruldu. Araçtan araca iletişim (V2V) modunun standardizasyonu, derinlemesine araştırma yoluyla daha optimize edilmiş fiziksel katman demodülasyonu referans sinyalleri, kaynak planlaması, girişim koordinasyonu ve diğer teknolojileri tanıttı.
Ayrıca, Nisan 2017'de Fransa'nın Paris kentinde düzenlenen ISO TC 204'ün 49. genel kurul toplantısında, Çin'in C-V2X standart proje başvurusu onaylanarak C-V2X'in ISO ITS sistemi için aday bir teknoloji haline geldiği teyit edildi. C-V2X standart sürümünün ikinci aşaması, hücresel ağ tabanlı V2V iletişimi (V2V), araçtan yola iletişim (V2I) ve araçtan kişiye iletişim (V2P) dahil olmak üzere Eylül 2017'de tamamlandı.
C-V2X teknik detaylı diyagramı
3GPP tarafından önerilen C-V2X teknik standardı hızla sanayileşmeye doğru ilerliyor.Çinli şirketler bazı C-V2X standartlarının formülasyonuna ve 3GPP'de sonraki evrim teknolojilerinin araştırılmasına öncülük etti.
Datang, kendi geliştirdiği çip seviyesi çözümlerine dayanarak Kasım 2016'da C-V2X araç terminallerini ve yol kenarı iletişim test ekipmanını piyasaya sürdü. 2017'nin sonuna kadar 3GPP R14C-V2X'e dayalı bir ticari öncesi iletişim modülü ve ticari bir çip araştırma ve geliştirme planı yayınlamayı planlıyor. Programa dahil edildi;
Huawei, 2016 yılında C-V2X destekli araç terminali prototiplerini piyasaya sürdü ve 2018'in ilk yarısında C-V2X test çipleri sağlamayı planlıyor;
1 Eylül 2017'de Qualcomm, C-V2X ticari yonga setinin 2018'in ikinci yarısında örnekleneceğini duyurdu;
Uluslararası iletişim şirketleri Ericsson, Intel, Nokia, vb. De aktif olarak C-V2X yongalarının ve ekipmanlarının sanayileşmesini teşvik ediyor;
Audi, Toyota, SAIC, Changan ve Dongfeng gibi otomobil şirketleri, C-V2X teknoloji testlerini gerçekleştirmek için iletişim şirketlerine katıldı.
Aynı zamanda Çin, 2015 yılında C-V2X teknolojisine dayalı Araçların İnternet spektrumu üzerine bir araştırma başlattı. Kasım 2016'da, Sanayi ve Bilgi Teknolojileri Bakanlığı, C-V2X teknoloji testi için resmi olarak 5905-5925MHz tahsis etti ve Beijing-Baoding, Chongqing, Zhejiang'ı geçti. Jilin, Hubei, Shanghai ve Wuxi gibi otomobil ağı tanıtım alanları testler ve deneysel doğrulamalar gerçekleştirdi.Testin ilk aşamasının 2017 yılı sonundan önce tamamlanması planlanıyor.
Mevcut endüstriyel gelişme durumuna göre, C-V2X'in 2018'de büyük ölçekli pilot veya deneme amaçlı ticari kullanım elde etmesi bekleniyor.
V2X teknolojisinin geleceği
2017'de Cadillac CTS, ABD ve Kanada pazarlarında V2V iletişim işlevine sahip ilk seri üretilen otomobil olacak. GM'nin tahminine göre, bir bölgedeki araçların% 25'i V2V teknolojisi ile donatıldığında, V2V daha verimli çalışacaktır. Amerika Birleşik Devletleri'ndeki mevcut araç hurda döngüsüne ve hurda oranına göre, bu yaklaşık 5 yıl sürebilir. Otomobil üreticileri, bu hedefe ulaşmak için hükümetin ilgili yasaları yürürlüğe koyması gerektiğini kabul ediyor. NHTSA ve USDOT destek vermeye devam ediyor ve Amerikan otomobil üreticileri takip etmeye devam ediyor. DSRC teknolojisine dayalı V2V, kısa vadede Amerika Birleşik Devletleri'nde baskın bir oyuncu olacak. Diğer gelişmiş ülkeler kesinlikle takip etmeye devam edecek.
CTS V2X teknolojisi
2017'de 3GPP, IEEE 802.11p'den farklı bir radyo teknolojisi kullanan V2I ve V2V iletişimleri için ilk C-V2X fiziksel katman standartları setini duyurdu. DSRC, Amerika Birleşik Devletleri ve Avrupa Birliği tarafından desteklenmektedir, ancak 3GPP'nin gücü küçümsenmemelidir. Huawei, Ericsson, Intel, Nokia vb. Ayrıca C-V2X yongalarının ve ekipmanlarının sanayileşmesini aktif olarak teşvik etmektedir. Audi ve Toyota gibi araba şirketleri, C-V2X'i geliştirmek için iletişim şirketleriyle el ele vermiştir. Teknik testler. Sanayileşme sürecinde C-V2X ve DSRC arasındaki boşluk giderek azalmaktadır.
802.11p DSRC teknolojisine dayalı ağ oluşturma, çok sayıda yol kenarı biriminin inşa edilmesini gerektirir Bu tür baz istasyonu ekipmanının nispeten büyük bir yeni inşaat maliyeti vardır ve donanım ürün maliyetleri de nispeten yüksektir. Ve C-V2X doğrudan mevcut hücresel ağı kullanır, mevcut baz istasyonunu ve frekans bandını kullanır, ağ maliyeti açıkça azalır. Hücresel iletişim teknolojisinin gelişmesiyle birlikte Çin, LTE'de uzun yıllardır kullanılmaktadır ve ağ, ülkenin çoğunu kapsamaktadır. Bu, dünyanın en büyük LTE pazarıdır. 5G iletişimi 2020'de ticari kullanıma başlayacak, bu nedenle Çin pazarında C-V2X konusunda daha iyimserim.
Gelecekte, küresel V2X pazarı tek başına DSRC veya C-V2X teknolojisine sahip olabilir veya hem DSRC hem de C-V2X olabilir. Baskın bir durumsa, kişisel olarak C-V2X'in öncülük edeceğini ve teknoloji sürekli yineleme, güvenilirlik ve sinyal iletim gecikmesi açısından daha büyük avantajları olduğunu düşünme eğilimindeyim.
Aynı anda var olurlarsa, belirli bir ülke veya bölgede teknolojilerden birinin baskın teknoloji olacağını düşünmeye meyilliyim, hangisinin hakim teknoloji olduğu o dönemde hükümet, iletişim tedarikçileri ve otomobil üreticileriyle çok ilgili. Şu anda ülkeler farklı 3G teknolojileri (CDMA / WCDMA / TD-SCDMA) geliştiriyor ve otomobiller ayrıca çok modlu cep telefonları gibi iki V2X teknolojisini de destekleyebilir.
Gelecekte iletişim teknolojisinin sürekli gelişmesiyle birlikte, teknolojide daha gelişmiş olabilecek ve aynı zamanda C-V2X ve DSRC teknolojilerinin yerini alabilecek yeni bir araç içi iletişim protokolü de ortaya çıkabilir.
