Connected Car – Gdy samochód przestaje być tylko środkiem transportu

Piotr Andrusiuk, Senior Project Manager GlobalLogic SA 

Samochody podłączone do internetu stają się jednym z symboli naszej rzeczywistości i odpowiedzią na potrzeby współczesnych użytkowników dróg, którzy coraz więcej czasu spędzają w cyfrowym świecie. Jednocześnie stanowią duży krok naprzód w kwestii zwiększenia bezpieczeństwa na drogach i ograniczenia liczby wypadków.

Choć produkowane obecnie samochody są bezpieczniejsze niż kiedykolwiek wcześniej, na ulicach nadal dochodzi do zatrważającej liczby niebezpiecznych sytuacji, które mają często tragiczne konsekwencje. Już wkrótce sytuacja może jednak ulec zmianie na lepsze, a wszystko za sprawą dynamicznego rozwoju koncepcji connected cars, która w uproszczeniu polega na umożliwieniu pojazdom przekazywania danych diagnostycznych oraz informacji zbieranych ze świata zewnętrznego do serwerów lub chmury obliczeniowej, gdzie są przechowywane, przetwarzane i analizowane. Wszystkie te użyteczne dane mogą zostać następnie wykorzystane, by zwiększyć komfort podróży kierowcy czy wpłynąć na poprawę jego bezpieczeństwa, ale również posłużyć innym użytkownikom dróg. Osiągnięcie tego jest możliwe dzięki ewolucji systemów komunikacji stosowanych w samochodach.

Samochód dobrze skomunikowany ze światem

Obecnie w poruszających się po drogach pojazdach wykorzystywane są systemy klasy V2C (Vehicle to Cloud), które umożliwiają przytoczone wyżej przesyłanie informacji zarejestrowanych przez czujniki do chmury i praktyczne wykorzystywanie ich na potrzeby danego samochodu i kierowcy. Technologia jest jednak nieustannie ulepszana, by usprawnić i zwiększyć skalę zastosowania informacji zbieranych i wysyłanych przez projektowane modele. W ramach kolejnych etapów motoryzacyjnej ewolucji pojazdy mają osiągnąć kolejne klasy.

  1. Komunikacja  V2V (Vehicle to Vehicle)

Samochody wymieniają się danymi bezpośrednio między sobą. Przekazują informacje o aktualnej prędkości, rozpoczęciu hamowania, zamiarze zmiany kierunku jazdy, ale również zauważonych przeszkodach czy zbliżających się pojazdach uprzywilejowanych.

  1. Komunikacja V2I (Vehicle to Infrastructure)

Informacje wymieniane są przez samochody także z urządzeniami i infrastrukturą drogową. W tym przypadku dane mogą dotyczyć natężenia ruchu, wolnych miejsc parkingowych czy opłat za wjazd na określony obszar miasta. Pojazdy odczytują informacje ze znaków, by dopasować prędkość do ograniczeń, kontrolują swoje położenie względem linii na jezdni, a także zbierają dane od sygnalizacji świetlnej, przygotowując się na przykład na zbliżającą się zmianę świateł.

  1. Komunikacja V2P (Vehicle to Pedestrian)

Pojazdy komunikują się dodatkowo także z innymi użytkownikami ruchu, jak wyposażeni w rozwiązania internetu rzeczy piesi czy rowerzyści. Za pomocą ciągłej wymiany danych są w stanie przewidywać kierunek ruchu pieszych i cyklistów oraz ich prędkość, biorąc także pod uwagę kontekst sytuacji i fizyczne cechy innych uczestników ruchu, jak wiek, by wybrać odpowiednie zachowanie w danej sytuacji. Jednocześnie samochody same wysyłają dane o swoim położeniu i zaplanowanych działaniach do innych uczestników ruchu, pozwalając im właściwie przygotować się np. do przejścia jezdni, a przez to uniknąć zagrożenia.

Końcowym stadium ewolucji, na którą składają się powyższe etapy, jest klasa V2X (Vehicle to Everything). Osiągnięcie tego poziomu jest niezbędne, by pojazdy autonomiczne upowszechniły się na naszych drogach. Wykorzystanie technologii na taką skalę umożliwi samochodom, rowerzystom i pieszym płynną, nieprzerwaną i efektywną komunikację pomiędzy sobą i infrastrukturą drogową. Zapewni więc, jak pokazują prognozy, zdecydowanie większe bezpieczeństwo wszystkim uczestnikom ruchu.

Przeprowadzane w minionych latach testy autonomicznych samochodów wskazują, że upowszechnienie technologii może wpłynąć na poprawę bezpieczeństwa uczestników ruchu drogowego. Już na obecnym etapie rozwoju technologii samodzielnie poruszające się pojazdy zachowują dużą ostrożność. Potwierdzają to m.in. testy przeprowadzane w latach 2014-2018 w Kalifornii. W tym okresie doszło do 54 zdarzeń z udziałem autonomicznych samochodów i tylko w jednym przypadku zawiodła technologia. W pozostałych przyczyną niebezpiecznej sytuacji była pomyłka człowieka, który złamał przepisy lub nie zachował należytej ostrożności.

Internet of Vehicles na Internet of Roads

Osiągnięcie klasy komunikacji na poziomie V2X przyczyni się do zauważalnych zmian na drogach, które będą bezpieczniejsze i mniej zakorkowane. Prognozy wskazują, że w 2022 roku na świecie będzie już obecnych sześć milionów samochodów wyposażonych w odpowiednią technologię. Ewolucja systemów na taką skalę wymaga jednak uporania się z wieloma wyzwaniami, przed którymi stoi branża motoryzacji, ale też miasta i państwa. Niezbędne jest stworzenie podstaw technologicznych, w tym protokołów komunikacyjnych, które zapewnią odpowiednio dużą przepustowość i pozwolą na przesyłanie ogromnych ilości danych pomiędzy poszczególnymi uczestnikami ruchu drogowego i infrastrukturą. Kluczowe znaczenie mają też kwestie bezpieczeństwa i anonimowości użytkowników, którym mogą zagrażać cyberprzestępcy. Producenci muszą zadbać o ich właściwą ochronę, biorąc pod uwagę tysiące interakcji, które każdego dnia będą zachodzić pomiędzy samochodami, infrastrukturą czy pieszymi. Wśród potencjalnych zagrożeń wymienia się chociażby ataki DDoS, skutkujące awarią całej sieci wymiany danych czy ataki typu Sybil, prowadzące do wymuszenia konkretnego zachowania na pojeździe.

Obok tych wyzwań technologicznych są też te związane z dopasowaniem drogowej infrastruktury do współczesnych potrzeb. Niezbędna staje się zakrojona na szeroką skalę cyfryzacja miast, autostrad, dróg głównych i lokalnych, tak by stworzyć komplementarny ekosystem internet of roads, na których connected cars mogą bezproblemowo wymieniać się informacjami pomiędzy sobą i z otoczeniem. Nowe środowisko musi umieć nie tylko słuchać samochodów, motocykli czy pieszych, ale również aktywnie z nimi rozmawiać, uczestnicząc w wymianie danych. To z kolei wymaga adaptacji przyjętych standardów komunikacji, wypracowania konkretnych modeli funkcjonowania urządzeń i często miliardowych inwestycji.

Bezpieczny świat connected cars

Systemy connected car stanowią odpowiedź na rosnące potrzeby kierowców i skupiają na sobie uwagę największych producentów samochodów. Dostrzegamy to w GlobalLogic, realizując projekty badawcze związane z gromadzeniem i przetwarzaniem danych wysyłanych z pojazdów oraz aplikacjami na urządzenia mobilne, które pozwalają na efektywniejsze wykorzystanie możliwości nowych modeli. Tego oczekują nieustannie podłączeni do cyfrowego świata użytkownicy, którzy chcą zintegrować z samochodem swoje smartfony i wirtualnych asystentów, a także mieć dostęp do pełnego spektrum informacji na temat sytuacji na drodze.

Connected cars to krok w kierunku większego komfortu, ale również bezpieczeństwa na ulicach. Bezpieczeństwa zagwarantowanego przez zawsze skoncentrowane, zorientowane w sytuacji na drodze i właściwie kalkulujące każdy manewr pojazdy autonomiczne.