چرا زیرساخت های مستقل یک چارچوب جدید را می خواهند

وسایل نقلیه خودکار (AVs) به جهان حرکت نمی کنند، آنها به یک جریان ثابت از نشانه های قابل خواندن ماشین بستگی دارد: علامت های خطوط که نه تنها قابل مشاهده هستند، بلکه سیگنال های چرخه عمر ماشین، سیگنال های ترافیکی که داده های زمان بندی را به صورت دیجیتال پخش می کنند، و هندسه جاده ای که با دقت زیر ذره ای نقشه برداری شده است بدون مشخصات هدفمند برای هر یک از عناصر پیشرفته، حتی باید به طور ایمن و دقیق از طریق این مقاله خاص، و دقیق کار کند.

استانداردهای فعلی زیرساخت، که بیش از یک قرن از ترافیک انسان محور توسعه یافته است، عمدتاً مشابه هستند.آنها چشم انسان را در چرخ فرض می کنند. AVs، این فرض معکوس است: خود وسیله نقلیه محیط را تفسیر می کند که تغییر به مشخصات زیربنایی که صریح، اضافی و آینده در برابر تکامل سریع فن آوری است.

الزامات پایه: اجزای اصلی زیرساخت AV

قبل از نوشتن یک خط از مشخصات، طراحان باید دارایی های فیزیکی و دیجیتال را که یک سیستم AV به آن متکی است، نقشه برداری کنند.این می تواند به چهار حوزه متصل تقسیم شود:

  • عناصر جاده ای فیزیکی - نشانه های پیاده رو که حداقل تورم را در تمام شرایط آب و هوایی حفظ می کنند، کاهش هایی که از بازگشت LIDAR پشتیبانی می کنند و نشانه هایی با بارکد های قابل خواندن ماشین یا RFID دارند.
  • شبکه های ارتباطی دیجیتال - ارتباطات کوتاه مدت (DSRC) یا زیرساخت های وسیله نقلیه سلولی به همه چیز (C-V2X) که تبادل داده های کم اعتبار بین وسایل نقلیه و واحدهای جانبی جاده ای را فراهم می کند.
  • گره های همجوش - دوربین های ثابت، رادار و واحدهای LIDAR که یک جفت دیجیتال مداوم از جاده ایجاد می کنند و آن اطلاعات را به نزدیک شدن به AVs انتقال می دهند.
  • مدیریت ترافیک عقب نشینی می کند [FLT 1] - سیگنال های ترافیک سازگار، سیستم های کنترل خطوط پویا و مراکز عملیات متمرکز که پردازش داده های AV در زمان واقعی برای تنظیم نشانه های عقب نشینی و مسیریابی سیگنال.

هر جزء باید با تحمل، عوامل انفجار و پروتکل های ارتباطی مشخص شود که با معماری مرجع ناوگان AV که از آنها استفاده می کند، مطابقت دارد.به عنوان مثال، مشخصات سیگنال ترافیک ممکن است شامل هر دو الگوی نور بصری (برای رانندگان انسانی) و یک اختصاص داده شده (FLT:0 مرحله علامت گذاری و زمان (SPT) باشد.[۳] FLT ۱ می تواند کانال را بهتر بخواند یا AVtz را بخواند.

توسعه مشخصات فنی: یک روش مرحله به مرحله

1- بررسی پایه و تحلیل Gap

با حسابرسی زیرساخت های موجود، یک شهر معمولی ممکن است هزاران کنترل کننده تقاطع داشته باشد، هر کدام با نسخه های مختلف سیستم عامل و قابلیت های ارتباطی، مشخصات باید مستند کند که کنترل کننده های تقاطع واجد شرایط ارتقاء هستند، که باید جایگزین شوند و چه قابلیت های برگشت برای پشتیبانی از پیام V2X باید پوشش دهد:

  • دسترسی به قدرت و ارتباطات داده با پهنای باند بالا در تقاطع های کلیدی
  • سطوح تورمی فعلی نشانه و ارتفاع های افزایشی
  • دسترسی به فرکانس رادیویی برای DSRC/C-V2X
  • امنیت سایبری سیستم های مدیریت ترافیک موجود

۲- تعریف استانداردهای عملکردی

استانداردهای عملکردی باید قابل اندازه گیری و قابل اجرا باشد، به عنوان مثال، مشخصات واحد جاده ای (RSU) باید شامل موارد زیر باشد:

  • حداقل میزان پخش پیام (به عنوان مثال، 10 پیام در ثانیه)
  • حداکثر تاخیر برای پیام های ایمنی پایه (به عنوان مثال، وولت؛100 متر)
  • محدوده دما عملیاتی (به عنوان مثال، 40 درجه سانتیگراد تا +70 درجه سانتیگراد)
  • IP67 حفاظت از تاسیسات در فضای باز
  • قابلیت به روز رسانی بیش از حد هوا با تأیید رمزنگاری

این اعداد باید با استانداردهای صنعت مرجع مانند SAE J2735 برای مجموعه پیام ها یا ITE استانداردها برای کنترل سیگنال های ترافیک پشتیبانی شود.

۳- الزامات ایمنی و رد صلاحیت

زیرساخت AV باید تحمل خطا باشد. مشخصات باید حداقل دو وسیله مستقل از تحویل داده های بحرانی را تجویز کند، به عنوان مثال، اگر پیوند V2X اولیه شکست بخورد، یک پشتیبان ثانویه (به عنوان مثال، نشانه های قابل مشاهده یا چراغ های صوتی) باید هنوز اجازه دهد که یک AV از طریق تقاطع Redundancy نیز به قدرت منتقل شود: تقاطع با اجزای خاص AV باید حداقل 48 ساعت پشتیبان گیری یا ژنراتور قلاب را ارائه دهد.

یک مورد ایمنی برای هر جزء باید در طول توسعه مشخصات ثبت شود، شناسایی حالت های شکست و کاهش ها، این با دستورالعمل های NHTSA AV 4.0 مطابقت دارد که بر تضمین ایمنی برای هر دو وسیله نقلیه و زیرساخت های پشتیبانی تاکید می کند.

قابلیت همکاری و استانداردهای باز

هیچ شهر یا آژانس واحدی نمی تواند پروتکل های هر تولید کننده AV را به شما دیکته کند، بنابراین مشخصات زیربنایی باید بر روی استانداردهای باز و بین المللی ساخته شود تا اطمینان حاصل شود که ناوگان های مختلف AV – از مسدود کردن کامیون های مسافت طولانی – می توانند در همان محیط کار کنند.

  • - 802.11p برای دسترسی بی سیم در محیط های بی سیم
  • [[ویرایش] [۱] [۱۰] [۱۰] [۱] [۱] [۱]] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱]] [۱] [۱] [۱] [۱۰] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [
  • ] - استانداردهای C-V2X برای سلول های مبتنی بر V2X
  • کنسرسیوم هوا [FLT 1 ] - برنامه های گواهی برای RSU و OBUs

مشخصات باید مطابق با مشخصات خاص از این استانداردها باشد.برای مثال، یک شهر ممکن است نیاز به پشتیبانی از موسسه استاندارد ارتباطات اروپا (ETSI) ITS-G5 [FLT 1] یا G انجمن خودرو (5A) تعریف C-V2X [FLT] با قابلیت های نرم افزار 4:3 و فعال سازی اجازه می دهد تا از حالت قفل باز جلوگیری کند.

مدیریت داده ها و مدیریت در پروژه های زیربنایی

زیرساخت AV حجم زیادی از داده ها را تولید می کند: فید سنسور، تلهومتر، تعداد ترافیک و گزارش های حادثه.یک مشخصات قوی باید مالکیت داده ها، فرمت، سیاست های به اشتراک گذاری و حفاظت از عناصر حیاتی شامل موارد زیر را در نظر بگیرد:

  • استانداردهای فرمت داده (به عنوان مثال، ASN.1 برای پیام های SPaT و MAP)
  • مشخصات API برای دسترسی به داده های زمان واقعی توسط توسعه دهندگان AV شخص ثالث
  • سیاست های حفظ داده (به عنوان مثال، داده های خام ذخیره شده برای 90 روز؛ جمع آوری داده های ذخیره شده برای 5 سال)
  • الزامات ناشناس سازی داده ها برای جلوگیری از ردیابی وسایل نقلیه فردی
  • پروتکل های امنیت سایبری برای رمزگذاری داده ها و داده ها در حال استراحت

حکومت همچنین به مسئولیت گسترش می یابد: اگر یک تصادف AV توسط یک علامت جاده ای گم شده یا به اشتباه تنظیم شده ایجاد شود، چه کسی مسئولیت دارد؟ مشخصات باید به وضوح مرزهای عملیاتی برای مالک زیرساخت در مقابل اپراتور AV را کاهش دهد.

پیاده سازی و مدیریت چرخه زندگی

خلبانی و تست های آنی

هیچ مشخصاتی در پروژه های آزمایشی کاغذی کامل نیست، در راهروهای کنترل شده اجازه می دهد مهندسان به پیش فرض ها و جمع آوری داده های عملکردی اعتبار دهند.این خلبانان باید موارد لبه را آزمایش کنند: باران سنگین که دامنه LIDAR را کاهش می دهد، برف که علامت های خطوط را مبهم می کند یا مناطق ساخت و ساز موقت که هندسه جاده را از این خلبانان تغییر می دهد.

نگهداری و نظارت بر عملکرد

زیرساخت ها در طول زمان تجزیه می شوند: محو رنگ، سنسور حرکت می کنند و پیوندهای ارتباطی از دست دادن بسته را تجربه می کنند. مشخصات باید شامل یک طرح تعمیر و نگهداری باشد که آستانه عملکرد قابل قبول را تعریف می کند و محرک هایی برای اقدام اصلاحی است.

  • قابلیت های Rereflectivity باید بالاتر از 150 mcd /m / m / m2x برای تشخیص خط کیفیت باقی بماند.
  • تاخیر V2X باید کمتر از 200 متر برای 99 درصد پیام های اندازه گیری شده در یک پنجره 24 ساعته باقی بماند.
  • RSU Uptime باید سالانه 99.5% باشد، با پنجره های تعمیر و نگهداری برنامه ریزی شده در ساعات کم ترافیک.

سیستم عامل های نظارت خودکار می توانند به طور مداوم این KPI ها و اپراتورهای هشدار را زمانی که آستانه ها نقض می شوند، اندازه گیری کنند.

مطالعات موردی و درس های آموخته شده

چندین شهر در حال حاضر اجرای زیرساخت های AV را آغاز کرده اند. [۳] به عنوان مثال، [FLT] [FLT:] در میشیگان از واحدهای جاده ای از فروشندگان متعدد برای تست قابلیت همکاری در سراسر تقاطع استفاده می کند؛ یادگیری از آن پروژه به طور مستقیم تحت تاثیر برنامه ITSs وزارت حمل و نقل (F:3 مشخصات به طور مشابه، نشان می دهد که چگونه می تواند به طور مستقیم با استفاده از شاتل های دیجیتال اختصاصی.

یک درس مشترک اهمیت ضد-ضد آینده است: بسیاری از مشخصات اولیه برای تغییر از DSRC به C-V2X. مشخصات جدید در حال حاضر شامل یک "تقسیم فناوری" است که اجازه می دهد تا فن آوری های رادیویی زیر زمینی بدون بازسازی کل زیرساخت مبادله شوند.

مسیر های آینده: به سوی یک شناسه جهانی یکپارچه

همانطور که استقرار AV از مرزهای ملی عبور می کند، نیاز به مشخصات هماهنگ شده در حد مجاز است. WP.29 سازمان ملل متحد چارچوب برای رانندگی خودکار که در حال حاضر بر الزامات زیربنایی تاثیر می گذارد، اما بیشتر استانداردها به احتمال زیاد شامل:

  • پاسپورت های زیرساخت دیجیتال که هر یک از آمادگی AV تقاطع را تایید می کنند
  • گره های محاسباتی Edge که تأخیر را با اجرای الگوریتم های ادراکی به صورت محلی کاهش می دهند
  • استفاده از AI برای پیش بینی شکست زیرساخت قبل از وقوع آن (به عنوان مثال، تشخیص ضعف شل از طریق سنسورهای ارتعاش)
  • ادغام با شبکه های شارژ اتومبیل الکتریکی برای مدیریت بار انرژی به عنوان کلید شکن در طول ساعات خاموش شارژ

مشخصات تبدیل به اسناد زنده، به طور مداوم به عنوان فن آوری بالغ، که تغییر نیاز به سازمان برای اتخاذ شیوه های چابک تدارکات که اجازه می دهد به روز رسانی های افزایشی به جای استقرار های تکlithic، دهه ای.

نتیجه گیری

توسعه مشخصات زیرساخت های خودرو مستقل صرفا یک کار مهندسی نیست - یک سرمایه گذاری استراتژیک در آینده است که سیستم های حمل و نقل امن تر، کارآمد تر و قابل دسترس تر هستند.با توجه به مشخصات پایه در استانداردهای عملکرد دقیق، قابلیت همکاری باز و دقیق برنامه ریزی چرخه عمر، شهرها و سازمان ها می توانند پایه ای را بسازند که AV ها باید در مقیاس کار کنند و کار دقیق است، اما فردا حمل و نقل و نقل وسایل نقلیه را برای انطباق با وسایل نقلیه شبکه ای که برای آن ها سازگار می کنند.