miniatura|Vehicle to x (Ilustrație) Vehicle-to-everything (V2X) se referă la comunicarea wireless între un vehicul și orice entitate care poate afecta sau poate fi afectată de vehicul. Cunoscut uneori sub denumirea de C-V2X, acest are ca scop îmbunătățirea și , reducând totodată poluarea și economisind energie.
Industriile auto și telecomunicații, împreună cu guvernul Statelor Unite, Uniunea Europeană și Coreea de Sud, promovează activ tehnologiile V2X și C-V2X ca soluții potențiale pentru salvarea vieților și reducerea poluării. Departamentul Transporturilor din SUA afirmă că tehnologiile V2X oferă beneficii semnificative în ceea ce privește siguranța transportului și mobilitatea. Conform estimărilor NHTSA din SUA, implementarea unui sistem V2V ar putea reduce accidentele rutiere cu cel puțin 13%, ceea ce ar conduce la o scădere anuală de 439.000 de accidente. Tehnologia V2X este deja utilizată în Europa și China.
Există două standarde pentru comunicațiile V2X dedicate, în funcție de tehnologia wireless utilizată: (1) bazată pe și (2) bazată pe . V2X include, de asemenea, diverse tipuri specifice de comunicare, printre care:
: utilizează Bluetooth sau WiFi-Direct, exemple includ și . : schimb de informații cu pentru a echilibra mai eficient sarcinile. Vehicle-to-Building (V2B), cunoscut și ca Vehicle-to-Home (V2H) Vehicle-to-Load (V2L) Vehicle-to-Network (V2N) - comunicare bazată pe tehnologia celulară (3GPP) / 802.11p. Vehicle-to-Cloud (V2C) - de exemplu, actualizări OTA (over-the-air), diagnosticare de la distanță a vehiculelor (DoIP). : de exemplu, comunicație cu semafoare, marcaje de bandă și parcometre. Vehicle-to-Pedestrian (V2P): se referă la comunicarea cu utilizatori vulnerabili ai drumului (VRU), cum ar fi pietonii, bicicliștii și utilizatorii de scaune cu rotile. Vehicle-to-Vehicle (V2V): schimb de date în timp real cu vehiculele din apropiere.
Istoric Proiectele de comunicare de la vehicul la vehicul pentru creșterea siguranței și reducerea accidentelor au început încă din anii 1970, cu inițiative precum din SUA și CACS din Japonia. Cele mai multe progrese în istoria rețelelor de vehicule au fost înregistrate în Statele Unite, Europa și Japonia.
Standardizarea sistemelor V2X bazate pe WLAN a fost promovată de IEEE, care a publicat prima specificație V2X bazată pe WLAN (IEEE 802.11p) în 2010. Această tehnologie permite comunicarea directă între vehicule (V2V) și între vehicule și infrastructură (V2I), fiind cunoscută sub numele de Dedicated Short Range Communication (DSRC). DSRC utilizează comunicații radio bazate pe standardul 802.11p.
În 2016, Toyota a fost primul producător auto global care a lansat vehicule echipate cu tehnologia V2X, folosind DSRC, disponibil doar în Japonia. GM a fost al doilea, comercializând un model Cadillac echipat cu DSRC V2X în Statele Unite.
În 2016, 3GPP a publicat specificațiile V2X bazate pe LTE, denumită „celular V2X” (C-V2X) pentru a o distinge de tehnologia V2X bazată pe 802.11p. C-V2X suportă atât comunicarea directă (V2V, V2I), cât și comunicarea pe scară largă prin rețele celulare (V2N).
Din decembrie 2017, un producător european de automobile a anunțat implementarea tehnologiei V2X bazate pe 802.11p începând cu 2019.An assessment of LTE-V2X (PC5) and 802.11p direct communications technologies for improved road safety in the EU.(http://5gaa.org/wp-content/uploads/2017/12/5GAA-Road-safety-FINAL2017-12-05.pdf) Deși unele studii din 2017 și 2018White Paper on ITS spectrum utilization in the Asia Pacific Region (http://5gaa.org/wp-content/uploads/2018/07/5GAA_WhitePaper_ITS-spectrum-utilization-in-the-Asia-Pacific-Region_FINAL_160718docx.pdf) realizate de (5GAA) sugerează că C-V2X este superioară 802.11p în mai multe aspecte, cum ar fi performanța și fiabilitatea, aceste afirmații sunt contestate de anumite studii, inclusiv un whitepaper publicat de NXP,C-ITS: Three observations on LTE-V2X and ETSI ITS-G5—A comparison (https://www.nxp.com/docs/en/white-paper/CITSCOMPWP.pdf) o companie activă în domeniul V2X bazat pe 802.11p.
Tehnologia V2X poate fi utilizată în mod abuziv pentru a controla de la distanță vehiculele. De exemplu, poliția din Republica Cehă a anunțat, în 2024, dezvoltarea unui sistem de oprire de la distanță a vehiculelor, menționând că această procedură este legală conform legislației actuale.
Prezentare generală a tehnologiei
802.11p (DSRC) Comunicarea V2X originală utilizează tehnologia , funcționând direct între vehicule (V2V) și între vehicule și infrastructura de trafic (V2I). Acest sistem formează o atunci când două emițătoare V2X se află în raza de acțiune una de cealaltă, fără a necesita infrastructură de comunicații. Acest lucru este esențial pentru asigurarea siguranței în zone izolate sau slab dezvoltate. WLAN este bine adaptat pentru comunicarea V2X, datorită latenței sale reduse. Aceasta transmite mesaje cunoscute sub numele de „Cooperative Awareness Messages” (CAM) sau „Basic Safety Message” (BSM) și „Decentralized Environmental Notification Messages” (DENM). Alte mesaje relevante includ SPAT (Signal Phase and Timing Message), IVI (In Vehicle Information Message) și SRM (Service Request Message). Volumul de date pentru aceste mesaje este foarte scăzut. Tehnologia radio face parte din familia standardelor WLAN IEEE 802.11, fiind cunoscută în SUA ca Wireless Access in Vehicular Environments (WAVE) și în Europa ca ITS-G5.EN 302 663 Intelligent Transport Systems (ITS); Access layer specification for Intelligent Transport Systems operating in the 5 GHz frequency band (http://www.etsi.org/deliver/etsi_en/302600_302699/302663/01.02.00_20/en_302663v010200a.pdf)
Pentru a completa comunicarea directă, vehiculele pot fi echipate cu tehnologii tradiționale de comunicație celulară, care susțin servicii bazate pe V2N. Această extindere a fost implementată în Europa sub umbrela platformei C-ITS, integrând sisteme celulare și sisteme de difuzare (TMC/DAB+).
3GPP (C-V2X) Comunicațiile V2X mai recente utilizează și sunt denumite cellular V2X (sau C-V2X) pentru a le diferenția de V2X bazate pe WLAN. Organizații industriale, cum ar fi (5GAA), au promovat C-V2X datorită avantajelor sale, fără a ignora dezavantajele potențiale.The Case for Cellular V2X for Safety and Cooperative Driving (http://5gaa.org/wp-content/uploads/2017/10/5GAA-whitepaper-23-Nov-2016.pdf) C-V2X a fost definit inițial ca LTE în 3GPP Release 14 și este proiectat să funcționeze în mai multe moduri:
Device-to-device (V2V și V2I)
Device-to-network (V2N)
În 3GPP Release 15, funcționalitățile V2X au fost extinse pentru a suporta tehnologiile 5G. C-V2X permite atât comunicarea directă între vehicule (V2V), cât și comunicarea tradițională bazată pe rețele celulare. De asemenea, C-V2X oferă o cale de migrare către sistemele și serviciile bazate pe 5G, care pot implica incompatibilitate și costuri mai mari în comparație cu soluțiile bazate pe 4G.
Comunicarea directă între vehicul și alte dispozitive (V2V, V2I) utilizează interfața PC5. PC5 se referă la un punct de referință în care echipamentele utilizatorului (UE), cum ar fi telefoanele mobile, comunică direct între ele, fără a necesita o . În cadrul arhitecturii sistemului, serviciul de proximitate (ProSe) specifică modul de comunicare directă între UE. În specificațiile 3GPP RAN, termenul „sidelink” se referă la comunicarea directă prin PC5. Interfața PC5 a fost inițial definită pentru a răspunde nevoilor de comunicații critice ale comunității de siguranță publică (Public Safety-LTE, sau PS-LTE) în Release 13. Aceasta permite agențiilor de aplicare a legii sau de salvare de urgență să utilizeze comunicarea LTE chiar și atunci când infrastructura nu este disponibilă, cum ar fi în cazul unui dezastru natural. Începând cu Release 14, utilizarea interfeței PC5 a fost extinsă pentru a răspunde diverselor nevoi ale pieței, inclusiv comunicarea care implică dispozitive portabile, cum ar fi ceasurile inteligente. În C-V2X, interfața PC5 este reaplicată pentru comunicarea directă în V2V și V2I.
Comunicarea celulară V2X în modul 4 se bazează pe o schemă distribuită de alocare a resurselor, denumită programare semipersistentă bazată pe detectare, care programează resursele radio într-o manieră autonomă în fiecare echipament utilizator (UE).
În plus față de comunicarea directă prin PC5, C-V2X permite, de asemenea, dispozitivelor C-V2X să utilizeze conexiunea la rețeaua celulară în mod tradițional prin interfața Uu. Uu se referă la interfața logică dintre UE și stația de bază. Aceasta este denumită, în general, V2N (Vehicle-to-Network). V2N este un caz de utilizare unic pentru C-V2X și nu există în V2X bazat pe 802.11p, având în vedere că acesta din urmă acceptă doar comunicarea directă. Totuși, similar cu V2X bazat pe WLAN, și în cazul C-V2X sunt necesare două radiouri de comunicare pentru a putea comunica simultan prin interfața PC5 cu stațiile din apropiere și prin interfața Uu cu rețeaua.
Deși 3GPP definește caracteristicile de transport de date care permit V2X, acesta nu include conținutul semantic V2X, ci propune utilizarea standardelor ITS-G5, cum ar fi CAM, DENM, BSM etc., peste caracteristicile 3GPP de transport de date V2X.3GPP Release 15 (https://www.3gpp.org/release-15)
Cazuri de utilizare Prin comunicarea sa instantanee, V2X permite aplicații de siguranță rutieră, precum (lista nu este exhaustivă):
/ avertizare de unghi mort Avertizare de frânare electronică de urgență Asistență la deplasarea în intersecție Avertizare privind din apropiere Avertizare pentru
În iunie 2024, Departamentul de Transport al SUA a anunțat că va acorda subvenții în valoare de 60 de milioane de dolari pentru a promova tehnologiile vehiculelor conectate și interoperabile printr-un program numit „Saving Lives with Connectivity: Programul de accelerare a implementării V2X”, prin care subvențiile acordate beneficiarilor din Arizona, Texas și Utah vor servi drept modele naționale pentru accelerarea și stimularea noilor implementări ale tehnologiilor V2X. Organismele europene de standardizare și SAE au publicat standarde referitoare la ceea ce ele consideră a fi cazuri de utilizare.ETSI TR 102638: Intelligent Transport Systems (ITS); Vehicular Communications; Basic Set of Applications; Definitions (http://www.etsi.org/deliver/etsi_tr%5C102600_102699%5C102638%5C01.01.01_60%5Ctr_102638v010101p.pdf)SAE J2945/x family of standards: (http://standards.sae.org/wip/j2945/ ) Primele cazuri de utilizare se concentrează pe siguranța și eficiența rutieră. Organizații precum 3GPP și introduc și testează continuu noi cazuri. 5GAA a publicat mai multe foi de parcurs care evidențiază potențialul și provocările tehnice ale noilor cazuri de utilizare. Unele dintre acestea abordează niveluri ridicate de automatizare.
C-V2X oferă cazuri de utilizare suplimentare, inclusiv informații despre drumurile alunecoase, lucrările rutiere și pericolele rutiere pentru autovehicule și camioane pe dealuri, în curbe și pe distanțe mai mari decât este posibil cu comunicațiile directe. De exemplu, Volvo a vândut mașini noi care avertizează alte vehicule Volvo cu privire la drumurile alunecoase din față, folosind comunicațiile C-V2X, începând din 2016 în Danemarca, și a anunțat că intenționează să extindă această funcționalitate pe alte piețe europene în timp.
Pe termen mediu, V2X este perceput ca un element cheie pentru conducerea autonomă, presupunând că i se va permite să intervină în conducerea efectivă. În acest caz, vehiculele ar putea să se alăture unor plutoane, așa cum fac vehiculele grele de marfă. Odată cu apariția mobilității conectate și autonome, discuțiile despre V2X sunt considerate a juca un rol important, în special în contextul teleoperațiilor pentru vehicule autonome și al platooning-ului.
Istoricul standardizării
IEEE 802.11p