امروزه شاهد ایجاد اتصالات گسترده در سطوح مختلف و در بین انواع دستگاه‌های ساده و پیچیده به یکدیگر هستیم. در این میان، خودروسازان نیز از این فرصت استفاده کرده و تلاش می‌کنند با ارائه‌‌ی سرویس‌های متنوع، تجربه‌ی بهتری را در اختیار کاربران خود قرار دهند. آن‌ها ماموریت دارند ایمنی، به‌صرفه بودن و راحتی وسایل نقلیه‌ای که به بازار عرضه می‌کنند را افزایش دهند. ورود خودروهای متصل به صنعت خودروسازی برای برقراری ارتباطات مختلف، مانند ارتباط V2X بین خودروها و همه‌ی چیزهایی که در اطراف ما وجود دارند، فصل جدیدی از نوآوری و پیشرفت را آغاز کرده و زندگی تمام کاربران را تحت تاثیر قرار داده است.
ارتباط V2X از حسگرها، دوربین‌ها و اتصال بی‌سیم استفاده کرده و این امکان را فراهم می‌کند تا وسایل نقلیه به‌طور موثرتری با محیط اطراف خود ارتباط برقرار کنند. ارتباط V2X، امکان تبادل اطلاعات را به‌صورت لحظه‌ای بین خودروها و رانندگان، چراغ‌ها و تابلوهای راهنمایی و رانندگی، زیرساخت‌های شهری و به‌طور کلی همه‌چیز را در سطح شهر، فراهم می‌کند.
ما در این متن از وبلاگ همران، فناوری پیشرفته‌ی V2X، نحوه‌ی کار آن، مزایا و همچنین معایب آن را بررسی می‌کنیم. اگر شما هم به این موضوع علاقه دارید، تا انتهای متن همراه ما باشید و نظرات خود را درباره‌ی این فناوری بنویسید.
ارتباط V2X چیست؟
اتصال خودرو به همه‌چیز به انواع حسگرها، دوربین‌ها و اتصالات بی‌سیم، مانند Wi-Fi، فرکانس‌های رادیویی و فناوری سلولی LET و 5G اشاره می‌کند. این فناوری، به وسایل نقلیه اجازه می‌دهد تا اطلاعات بلادرنگ را با رانندگان، وسایل نقلیه‌ی دیگر، عابران پیاده و زیرساخت‌های جاده‌ای، مانند چراغ‌های راهنمایی به‌اشتراک بگذارند.
V2X مانند ضربان قلب است؛ چراکه وسایل نقلیه‌ای که از این فناوری استفاده می‌کنند معمولا ده پیام در ثانیه ارسال می‌کنند. این پیام‌ها حاوی پارامترهای مهمی، مانند موقعیت جغرافیایی دقیق، سرعت واقعی، جهت خودرو، وضعیت ترمزهای ناگهانی و چراغ‌های هشدار خطر هستند. خودروهایی که پیام های V2X را دریافت می‌کنند برنامه‌هایی را بر اساس این حجم از اطلاعات، اجرا می‌کنند.
همه‌ی وسایل نقلیه‌ی دارای V2X می‌توانند پیام‌ها را بخوانند، اما تنها از پیام‌هایی که خودشان انتخاب کرده‌‌اند، استفاده کنند. در بسیاری از موارد، پیام‌های دریافتی از خودروهایی که در نزدیکی شما قرار دارند، حاوی اطلاعات دقیق و هشدارهای ایمنی، مانند هشدار وقوع یک تصادف هستند. استفاده از این پیام‌ها، کمک می‌کند تا دید کاملی نسبت به وضعیت جاده و اطراف خود پیدا کرده و واکنش‌های مناسب و به‌موقعی را انجام دهید.
»»» مطالب پیشنهادی انواع ارتباطات در خودروهای متصل کدامند؟
ارتباط V2X چگونه کار می‌کند؟
بسیاری از وسایل نقلیه، دارای نوعی سیستم پیشرفته‌ی کمک‌راننده (ADAS) بوده و حسگرهای زیادی را در خود جای داده‌اند. این حسگرها در مواقع اضطراری برای رانندگان انواع هشدارهای مختلف را ارسال کرده و در مواردی نیز امکان کنترل نیمه‌خودکار خودرو را فراهم می‌کنند. با توسعه‌ی انواع ارتباطات در خودروها، سیستم V2X بخشی از سیستم ADAS خواهد شد و به‌عنوان یک حسگر اضافی عمل می‌کند.
در این حالت، پیام‌های ورودی به‌صورت Over the Air منتقل شده و سیستم ADAS می‌تواند بر روی این پیام‌ها مانند ورودی‌های یک حسگر محلی عمل کند. یکی از حوزه‌های تمرکز ADAS، سیستم‌های بینایی ماشین برای تشخیص موانع در مسیر خودرو است. این سیستم‌ها در حال حاضر بسیار پیچیده بوده و توانایی تشخیص انواع موانع را دارند، اما آن‌ها نمی‌توانند موانعی که در نقاط کور قرار دارند را ببینند. خطرات ثابت، خواه دائمی مانند گذرگاه‌های راه‌آهن، خواه موقتی مانند ساخت‌و‌ساز جاده‌ها، می‌توانند به فرستنده‌های V2X مجهز شوند.
با کمک این نوع ارتباط، قبل از اینکه رانندگان موانع و خطرات را با چشم ببینند، آن‌ها را تشخیص داده و از حضورشان مطلع می‌شوند. سیستم‌های V2X علاوه بر تحقق هدف اصلی خود، یعنی افزایش ایمنی می‌توانند راحتی را نیز افزایش دهند؛ به‌عنوان مثال، حسگرهای ساده در پارکینگ‌ها می‌توانند فضاهای خالی پارکینگ را شناسایی کرده و وسایل نقلیه را از طریق فناوری V2X به‌سمت آن‌ها هدایت کنند.
منظور از ارتباط با “همه‌چیز” در ارتباط V2X چیست؟
برای ایجاد یک ارتباط V2X، باید چندین مولفه در کنار هم قرار گرفته و با یکدیگر به‌طور موثر همکاری کنند. در ادامه، مولفه‌های مهم را بررسی می‌کنیم.
V2V: ارتباط وسیله‌ی نقلیه با وسیله‌ی نقلیه
ارتباط وسیله‌ی نقلیه با وسیله‌ی نقلیه (V2V)، زمانی ایجاد می‌شود که خودروها قادر به تبادل اطلاعات در مورد سرعت، مکان و… با یکدیگر باشند. این تبادل اطلاعات، به‌صورت بی‌سیم و به‌صورت لحظه‌ای انجام می‌شود. بسیاری از خودروها در حال حاضر به این نوع فناوری مجهز بوده و می‌توانند از آن برای تغییر مسیر و تشخیص نقاط کور استفاده کنند.
V2I: ارتباط وسیله‌ی نقلیه با زیرساخت‌ها
ارتباط وسیله‌ی نقلیه با زیرساخت (V2I)، فرصتی را ایجاد می‌کند تا خودروها بتوانند اطلاعات را بین خود و زیرساخت‌های شهری و جاده‌ای به‌اشتراک بگذارند؛ مانند چراغ‌های راهنمایی هوشمند و علائم جاده‌ای.
V2P: ارتباط وسیله‌ی نقلیه با عابرپیاده
با کمک این ارتباط، خودرو قادر خواهد بود که عابران پیاده، دوچرخه‌سواران، کالسکه‌ها و ویلچرهای نزدیک خود را تشخیص دهد.
V2N: ارتباط وسیله‌ی نقلیه با شبکه
ارتباط وسیله‌ی نقلیه با شبکه یا V2N این امکان را ایجاد می‌کند تا خودروها به تبادل داده در سیستم‌های شبکه، مانند LTE و 5G بپردازند.
V2X: ارتباط وسیله‌ی نقلیه با وسیله‌ی نقلیه، زیرساخت، عابرپیاده و شبکه
ارتباط وسیله‌ی نقلیه با همه‌چیز (V2X)، دربرگیرنده‌ی همه‌ی انواع اتصالات V2V، V2I، V2P و V2N است. این فناوری زمانی ایجاد می‌شود که یک خودرو قادر به برقراری ارتباط با سایر خودروها، زیرساخت‌ها، عابران پیاده و شبکه باشد. خودروهایی که با در نظر گرفتن V2X طراحی شده‌اند، نمونه‌‌ی بارز فناوری وسایل نقلیه‌ی متصل است.
مزایای توسعه‌ی ارتباط V2X چیست؟
با کمک فناوری Vehicle-to-X، خودروها می‌توانند در فواصل تقریبا یک مایلی، با محیط اطراف خود ارتباط برقرار کنند. در اینجا، به تعدادی از مزایای توسعه‌ی این فناوری اشاره می‌کنیم.
1. افزایش ایمنی سفر
سالانه بیش از 1.2 میلیون نفر در سراسر جهان در تصادفات رانندگی جان خود را از دست می‌دهند. بیشتر تصادفات، ناشی از خطای انسانی هستند. فناوری V2X به‌طور قابل توجهی به کاهش تعداد مرگ‌ومیر کمک می‌کند؛ به‌عنوان مثال، یک چراغ ترمز اضطراری الکترونیکی به راننده هشدار می‌دهد که وسیله‌ی نقلیه‌ی نزدیکی که قابل مشاهده نیست، شروع به ترمز کردن کرده است. V2X همچنین می‌تواند به شناسایی خطرات جاده یا عابران پیاده و دوچرخه‌سواران آسیب‌پذیر کمک کند. خودروهای هوشمند می‌توانند قبل از واکنش راننده، سرعت خود را کم کرده یا متوقف شوند و به خودروهای پشت سر خود نیز هشدار دهند تا سرعت خود را کاهش دهند.
2. صرفه‌جویی در زمان
فناوری V2X به کاهش ترافیک و بهینه‌سازی زمان رسیدن به مقصد، کمک چشم‌گیری می‌کند. هنگامی که خودروها با علائم جاده‌ای، چراغ‌های راهنمایی و رانندگی، وسایل نقلیه و مراکز مدیریت ترافیک، ارتباط برقرار می‌کنند به‌طور خودکار بهترین مسیر را از مبدا A به مقصد B انتخاب می‌کنند؛
برای مثال، ارتباط مستقیم با چراغ راهنمایی و رانندگی می‌تواند راننده را از سرعت مجاز آگاه کند. خودروهای متصل همچنین می‌توانند برای مدیریت بهتر جاده‌ها و بهبود فرآیند برنامه‌ریزی برای زیرساخت‌ها، داده‌های ترافیکی را به‌صورت لحظه‌ای به مدیران و تصمیم‌گیران در حوزه‌ی حملونقل ارائه کنند.
3. صرفه‌جویی در هزینه‌ها
یک سیستم حملونقل کارآمدتر و ایمن‌تر می‌تواند به صرفه‌جویی در هزینه‌ها کمک کند. طبق گزارش US DOT، استفاده از فناوری ارتباط V2X در آمریکا باعث شده تا سالانه حدود 871 میلیارد دلار در هزینه‌ها صرفه‌جویی شود. جاده‌های مسدود منجر به ایجاد اختلال در زنجیره‌ی تامین شده و هزینه‌های حملونقل را به‌طور قابل توجهی بالا می‌برد.
در اروپا، جاده‌های شلوغ سالانه نزدیک به 100 میلیارد یورو هزینه‌ی اضافی ایجاد می‌کند. با فناوری V2X، وسایل نقلیه می‌توانند عوامل ایجاد کننده‌ی ازدحام و ترافیک را از قبل شناسایی کرده و بر اساس آن، واکنش نشان دهند. با کمک این فناوری، خودروها می‌توانند داده‌ها را به‌طور لحظه‌ای با مدل‌های شبیه‌سازی، ترکیب، مسیرها را بهینه کرده و سفرها را سریع‌تر و کارآمدتر کنند.
4. کاهش اثرات زیست‌محیطی
V2X به کاهش اثرات زیست محیطی حملونقل کمک می‌کند؛ برای مثال، دسته‌بندی (Platooning) به خودروهای خودران یا کامیون‌ها اجازه می‌دهد تا با فاصله‌ی مناسب در بین خطوط و در کنار سایر وسایل نقلیه، مسیر خود را ادامه دهند. این تکنیک می‌تواند منجر به مصرف سوخت کمتر و کاهش انتشار CO2 شود. خودروهایی که در شرایط جریان آزاد حرکت می‌کنند نیز سوخت کمتری مصرف کرده و آلایندگی کمتری نیز ایجاد می‌کنند.
5. راحتی و تجربه‌ای لذت‌بخش
با V2X سطح جدیدی از راحتی ارائه می‌شود؛ زیرا به رانندگان این امکان را می‌دهد تا جلوتر را بهخوبی ببینند و خطرات، ترافیک یا موانع جاده‌ای را بسیار فراتر از محدوده‌ی دیدشان بررسی کنند. این فناوری کمک می‌کند تا سفر با ماشین سرگرم کننده‌تر و راحت‌تر باشد.
چالش‌های استفاده از ارتباط V2X
در حال حاضر، فناوری V2X بسیار تکه‌تکه است. در حالی که سنسورها، دوربین‌ها و شبکه‌ها همگی وجود دارند، اما به‌صورت واقعی و یکپارچه با یکدیگر کار نمی‌کنند. این فناوری هنوز نمی‌تواند اتومبیل‌ها را با یکدیگر و با محیط اطرافشان مرتبط کرده و تجربه‌ی رانندگی ایمن‌تری را برای رانندگان فراهم کند. امروزه بسیاری از خودروها در جاده‌ها توانایی ارسال و دریافت اطلاعات و ایجاد یک ارتباط دوطرفه را با یکدیگر ندارند.
علاوه بر این، شبکه‌های بزرگی مانند LTE و 5G، که به‌طور موثری شکاف بین وسایل نقلیه، زیرساخت‌ها و عابران پیاده را پر می‌کنند، به‌طور کامل مورد پذیرش عموم قرار نگرفته‌اند و هنوز ارتباط V2X با پتانسیل کامل خود نمی‌تواند کار کند. این‌ها تنها بخشی از چالش‌هایی است که استفاده از ارتباط V2X به‌همراه خواهد داشت. در ادامه، تعدادی از چالش‌های V2X Communication را بررسی می‌کنیم.
- برای افزایش ایمنی در ارتباطات V2X، خودروها، زیرساخت‌های شهری و جاده‌ای، عابران پیاده، گجت‌ها و…، باید به سنسورهای قابل اطمینان مجهز شوند. در صورتی که سنسورهای استفاده شده در این بخش‌ها، قابلیت اطمینان بالا و استانداردهای مناسبی نداشته باشند، ارتباطی بی‌کیفیت ایجاد خواهد شد.
- از آنجایی که وسایل نقلیه در V2X به اینترنت متصل هستند، به‌شدت در معرض هک شدن قرار دارند. هکرها می‌توانند به وسیله‌ی نقلیه‌ی خود دسترسی پیدا کرده و آن را کنترل کنند.
- حریم خصوصی صاحبان و رانندگان وسایل نقلیه، یکی از نگرانی‌های اصلی است. درز اطلاعاتی مانند مکان خودرو، عملکرد روزانه‌ی ماشین، برنامه‌های پرکاربرد و… بسیار بالا است. این اطلاعات هک شده می‌توانند برای اهداف غیرمجاز استفاده شوند.
- سیستم رانندگی خودکار می‌تواند عواقب کشنده‌ای در هنگام بروز اختلال یا خرابی سیستم ایجاد کند.
- بسیاری از صاحب‌نظران، بزرگ‌ترین مشکل این حوزه را عدم وجود یک واحد نظارتی برای وضع قوانین و نظارت بر اجرای دقیق این قوانین می‌دانند.
- عملکرد نادرست خودروها، حسگرها و شبکه‌ها منجر به ارسال و دریافت داده‌های نادرست می‌شوند. این موضوع، منجر به اختلال گسترده در ارتباطات خواهد شد.
- اکثر رانندگان حتی از وجود فناوری V2X اطلاعی ندارند. امروزه تنها چند خودرو، مانند مرسدس بنز، به قابلیت‌های “خودرو به خودرو” و “خودرو به زیرساخت” مجهز هستند.
در نهایت باید گفت
ارتباط V2X سطح کاملا جدیدی از قابلیت‌ها را برای وسایل نقلیه به‌ارمغان می‌آورد؛ زیرا آن‌ها قادر به تعامل با یکدیگر، عابران پیاده و دنیای اطراف خود در شهرهای هوشمند هستند. یکی از محرک‌های اصلی این فناوری، افزایش ایمنی جاده‌ای است؛ چراکه وسایل نقلیه را قادر می‌سازد موقعیت، سرعت و جهت خود را از طریق شبکه با یکدیگر به اشتراک بگذارند.
توانایی برقراری ارتباط با شهرهای هوشمند، کاهش تاثیرات منفی زیست‌محیطی و کاهش چشم‌گیر ترافیک را در بر دارد. با این حال، اجرای این فناوری جدید چالش‌هایی را نیز برای طراحان به‌همراه خواهد داشت. طراحی یک سیستم ارتباطی قابل اعتماد که بتواند در محیط خودرو با نویز بالا عملکرد خوبی داشته باشد، یک چالش بزرگ بوده که با پیشرفت سریع فناوری در این حوزه، به‌زودی حل خواهد شد.