V2x:умное дорожное движение

По материалам интервью с выпускником ВИШ МИФИ Александром Гольдваргом, разработчиком программного обеспечения в ГКУ «Центр организации дорожного движения».

Если рассказывать о технологии V2X, можно подумать, что идет рассказ о космических кораблях, бороздящих просторы Большого театра, но это совершенно не так.

За этой технологией – будущее дорожного движения. Потому что аналоговый съем каких-то данных (глазами человека, камерами, лидарами, радарами), съем окружающей обстановки, как на той же Тесле реализовано (камера смотрит и определяет сигнал – красный или зеленый), это уже устаревшая технология, она требует очень много ресурсов.

Наверное, вы видели, ездят автомобили Yandex, такие минивэнчики, с камерой, с радарами, вот они как раз составляют цифровой двойник инфраструктуры города. Это буквально ферма на колесах, ферма для майнинга, только она обсчитывает окружающую обстановку и заносит ее в базу данных.

Технология V2X достаточно непростая. Это совокупность технологий, обеспечивающая постоянную связь транспортного средства как с дорожной инфраструктурой, так и с другими объектами, участвующими в дорожном движении, будь то автомобиль, дорожные контроллеры, умный светофор, и даже пешеход с мобильным телефоном, на котором установлено соответствующее приложение. Это становится возможным благодаря установленным бортовым компьютерам со встроенными радио-модулями, работающими на частотах Wi-Fi (DSRC) и LTE (C-V2X). DSRC использует wifi 5-го и 6-го поколения, «лупит» на полкилометра запросто, задержек почти нет. C-V2X - эта #технология использует 4G или LTE, и недавно C-V2X получила возможность расширения до 5G.

То есть это система, которая как бы связывает воедино с точки зрения данных очень много других отдельных систем. По сути это пиринговая сеть, в которой каждый объект сети является равноценным. Она может как отправлять информацию куда-либо, так и принимать. Дословно технология V2X называется Vehicle-to-Everytning, но последнее слово по аналогии с различными сокращениями (например, Christmas как X-Mas), заменено на букву-иероглиф X. Есть несколько основных направлений этой технологии - связь с дорожной инфраструктурой (V2I), связь с пешеходами (V2P), связь с сетью (V2N), связь с другими транспортными средствами (V2V).

Архитектура самой сети выглядит достаточно классическим образом. На каком-нибудь столбе стоит коробочка, которую по виду не отличить от промышленного wifi-роутера, этот самый RSU (Road Side Unit) общается с сервером, сервер отправляет ему какие-то данные, которые необходимы для обеспечения бесперебойного дорожного движения, RSU общается непосредственно с теми объектами, на которых установлено соответствующее оборудование и программное обеспечение для связи с сетью V2X (бортовой компьютер в автомобиле, или даже мобильный телефон).

То есть не люди общаются друг с другом, а автомобили сами по сотовой связи или радиосайтам общаются друг с другом. Постоянный обмен информацией с участниками сети позволяет использовать эту технологию в следующих ситуациях: предупреждение о возможном столкновении, резком торможении транспортного средства (ТС); предупреждение о смене полосы и слепой зоне ТС; уведомление о дорожным работах, состоянии светофорных объектов (красный, желтый, зеленый), дорожных знаков; выстраивание транспортных средств в колонны.

На картинке представлен вариант пользовательского интерфейса приложения. Вы видите слева скорость текущую, справа – включены ли поворотники, стрелочка указывает на дорожные работы, на свободный поворот направо, либо через 6 секунд можно будет повернуть налево, потому что сейчас горит красный сигнал светофора и в течение шести секунд он еще будет гореть.

Но решение принимает человек.

Транспортное средство может взаимодействовать с окружением несколькими способами: незамедлительный контекст (камеры, лидары), который позволяет водителю оценить обстановку вокруг себя и принять немедленное решение; другой контекст – локальные сведения об окружающих объектах, передаваемые бинарными данными от RSU-модуля на автомобиль. Есть еще контекст цифрового двойника – это глобальная карта инфраструктуры города.

V2X достаточно эффективна для предотвращения дорожных происшествий. На слайде на верхнем рисунке мы видим автомобиль, который объезжает преграду – ДТП или дорожные работы. Он не оборудован V2X, соответственно, он никак кроме своих габаритных огней не может предупредить автомобиль сзади о торможении.

Обратите внимание: Про стахановское движение.

А следующий автомобиль оборудован, и он предупреждает автомобили за собой, которые также оборудованы этой системой.

Ниже мы видим грузовик, оборудованный этой системой, одна из машин пытается на обгоне выйти на встречку. Грузовик, в слепой зоне которого находится эта машина, предупреждает ее, что встречная полоса на данный момент занята.

На нижнем рисунке мы видим предотвращение аварий на поворотах. Автомобиль внизу слайда оборудован V2X, он хочет совершить крутой поворот налево, но водитель не видит автомобили, которые в этот момент находятся слева вне зоны видимости. Благодаря общению между собой транспортных средств, автомобиль (водитель) будет иметь представление о том, что находится за поворотом. То есть он получает от других автомобилей сигнал «я здесь!».

Теперь о проблемах. Перейдем к одному из сценариев, который мы рассматривали ранее. Человек хочет повернуть налево, другой автомобиль говорит «я здесь, за углом», и все вроде замечательно, ДТП можно избежать… пока не появляется вот такой персонаж. Неважно, подключен у него V2X или нет. Наличие такого персонажа приведет к ДТП. Наверное, поэтому мы плавно переходим от принятия решения водителем к принятию решения самим автомобилем.

Предварительно на Алтуфьевском шоссе готовится внедрение технологии, в трех сценариях. Первый – движение скорой помощи, включение режима «всем красный» для ее безостановочного прохода. Второй режим – организация безостановочного проезда спецтехники, например, есть достаточно медленные средства ЖКХ, которые чистят дорогу, если они где-то встают на светофоре, это проблема для едущих автомобилей. Третий режим – приоритезация движения для общественного транспорта.

По материалам интервью с выпускником ВИШ МИФИ Александром Гольдваргом, разработчиком программного обеспечения в ГКУ «Центр организации дорожного движения».

Кстати, в отдел Александра, нужен человек, и возможно, не один. Он должен в первую очередь обладать общими инженерами навыками, дружить с математикой, потому что многие математические модели, подразумевают перевод того, что разработали, непосредственно в код. Человек должен знать, что такое тесты, как делать юнит-тесты, хотеть развиваться в области IT.

Студенты, это ваша возможность!

#технологии будущего #технологии #IT-технологии #цифровизация #дорожное движение #наука и техника #инновации

Магистратура ВИШ МИФИ готовит специалистов в области цифровой трансформации жизни, цифровой трансформации экономики, цифровой трансформации технологии и индустрии.

Еще по теме здесь: Новости науки и техники.

Источник: V2x:умное дорожное движение.

Написать комментарий